CN109367762A - 倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置 - Google Patents

倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置 Download PDF

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Abstract

倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，包括蜂窝式扰流片、旋转机构、螺旋桨转轴、涵道及螺旋桨；其中，涵道下方设置有安装在螺旋桨转轴上的螺旋桨，螺旋桨下方设置有由四片蜂窝式扰流片组成的舵面，每片蜂窝式扰流片分别与对应的扰流片收缩转轴连接，扰流片收缩转轴与扰流片偏转转轴连接，扰流片偏转转轴与旋转机构连接，旋转机构安装在螺旋桨转轴上；并在扰流片收缩转轴内设置有用于控制蜂窝式扰流片收缩的收缩机构；通过采用蜂窝且可收缩型舵面不仅可降低扰流片铰链力矩，且降低螺旋桨转轴所需的电机功率，降低设备重量；同时采用蜂窝式扰流片使结构强度增加，可减轻结构重量，抗分离能力强，可减小扰流片尺寸，有效增加飞行器经济效率。

Description

倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置
技术领域
本发明涉及飞机结构设计技术领域，尤其涉及一种倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置。
背景技术
倾转涵道飞行器具有固定翼和旋翼的特点，垂直起降阶段多采用涵道下部布置平板扰流板对飞行器起飞阶段进行姿态控制，在涵道下部复杂流动环境中布置扰流片易导致扰流片气动效率降低，需要扰流片面积增大，进而导致扰流片铰链力矩增大，重量增加，最终影响飞行器装载能力。在倾转涵道飞行器倾转至水平状态后，采用尾翼和舵面对飞机进行控制，扰流片处于无用状态，但是平板辅助舵面控制装置处于涵道尾部流场中易导致全机阻力增加，影响飞机飞行效率。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，以解决上述背景技术中的缺点。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，包括蜂窝式扰流片、旋转机构、螺旋桨转轴、涵道及螺旋桨；其中，涵道下方设置有安装在螺旋桨转轴上的螺旋桨，螺旋桨下方设置有由四片蜂窝式扰流片组成的舵面，每片蜂窝式扰流片分别与对应的扰流片收缩转轴连接，扰流片收缩转轴与扰流片偏转转轴连接，扰流片偏转转轴与旋转机构连接，旋转机构安装在螺旋桨转轴上；并在扰流片收缩转轴内设置有用于控制蜂窝式扰流片收缩的收缩机构。
在本发明中，扰流片收缩转轴为中空结构。
在本发明中，蜂窝式扰流片由多个栅格扰流片组成，蜂窝式扰流片展长与宽度比值为1.97，栅格扰流片宽度为蜂窝式扰流片展长的。
在本发明中，单个栅格扰流片扇形角度90°，栅格扰流片前端设置有锯齿，锯齿高度与栅格高度相同，锯齿截面夹角为55°，锯齿侧面夹角为44°。
在本发明中，倾转涵道飞行器垂直起降状态，蜂窝式扰流片处于打开状态，四片蜂窝式扰流片可扰流自由偏转，通过对四片蜂窝式扰流片不同组合用于控制飞机横航向；倾转涵道飞行器转换为平飞状态，涵道下方的蜂窝式扰流片处于收缩状态；蜂窝式扰流片绕扰流片收缩转轴做收缩旋转，绕扰流片偏转转轴做偏转旋转。
有益效果：本发明通过采用蜂窝且可收缩型舵面不仅可降低扰流片铰链力矩，舵面铰链力矩能够减小30%以上，操纵机构电机重量减小5%以上，从而降低螺旋桨转轴3所需的电机功率，降低设备重量；同时采用蜂窝式扰流片1使结构强度增加，可减轻结构重量，增加装载能力；相同尺寸条件下，采用此结构的舵面气动效率增加，抗分离能力强，可减小扰流片尺寸，进而减轻结构重量；倾转涵道飞行器转换到飞行状态后，采用可收缩型控制舵面可以减小飞行器阻力，单独舵面产生阻力可减小70%，有效增加飞行器经济效率。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例的处于打开状态示意图。
图2是图1的俯视图。
图3是本发明的较佳实施例的处于收缩状态示意图。
图4是图3的俯视图。
图5是本发明的较佳实施例中的扰流片收缩转轴与扰流片偏转转轴旋转示意图。
图6是本发明的较佳实施例中的蜂窝式扰流片俯视图。
图7是本发明的较佳实施例中的单个栅格扰流片俯视图。
图8是本发明的较佳实施例中的蜂窝式扰流片截面图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
参见图1～图8的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，包括蜂窝式扰流片1、旋转机构2、螺旋桨转轴3、涵道4、螺旋桨5、扰流片收缩转轴6、扰流片偏转转轴7；其中，涵道4下方设置有安装在螺旋桨转轴3上的螺旋桨5，螺旋桨5下方设置有由四片蜂窝式扰流片1组成的舵面，蜂窝式扰流片1与扰流片收缩转轴6连接，扰流片收缩转轴6与扰流片偏转转轴7连接，扰流片偏转转轴7与旋转机构2连接，旋转机构2安装在螺旋桨转轴3上，扰流片收缩转轴6为中空结构，并在扰流片收缩转轴6内设置有用于控制蜂窝式扰流片1收缩的收缩机构；
如图1、2所示，倾转涵道飞行器垂直起降状态，蜂窝式扰流片1处于打开状态，四片蜂窝式扰流片1可扰流自由偏转，通过对四片蜂窝式扰流片1不同组合用于控制飞机横航向；
如图3、4所示，倾转涵道飞行器转换为平飞状态，涵道4下方的蜂窝式扰流片1处于收缩状态；
蜂窝式扰流片1绕扰流片收缩转轴6做收缩旋转，绕扰流片偏转转轴7做偏转旋转；蜂窝式扰流片1由多个栅格扰流片组成，蜂窝式扰流片1展长L与宽度h比值1.97，栅格宽度dt为，单个栅格扰流片扇形角度90°，栅格扰流片前端设置有锯齿，锯齿高度与栅格高度相同，锯齿截面夹角为55°，锯齿侧面夹角为44°。
通过采用蜂窝且可收缩型舵面不仅可降低扰流片铰链力矩，舵面铰链力矩能够减小30%以上，操纵机构电机重量减小5%以上，从而降低螺旋桨转轴3所需的电机功率，降低设备重量；同时采用蜂窝式扰流片1使结构强度增加，可减轻结构重量，增加装载能力；相同尺寸条件下，采用此结构的舵面气动效率增加，抗分离能力强，可减小扰流片尺寸，进而减轻结构重量；倾转涵道飞行器转换到飞行状态后，采用可收缩型控制舵面可以减小飞行器阻力，单独舵面产生阻力可减小70%，有效增加飞行器经济效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，包括蜂窝式扰流片、旋转机构、螺旋桨转轴、涵道及螺旋桨；其特征在于，涵道下方设置有安装在螺旋桨转轴上的螺旋桨，螺旋桨下方设置有由四片蜂窝式扰流片组成的舵面，每片蜂窝式扰流片分别与对应的扰流片收缩转轴连接，扰流片收缩转轴与扰流片偏转转轴连接，扰流片偏转转轴与旋转机构连接，旋转机构安装在螺旋桨转轴上；并在扰流片收缩转轴内设置有用于控制蜂窝式扰流片收缩的收缩机构。
2.根据权利要求1所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，扰流片收缩转轴为中空结构。
3.根据权利要求1所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，蜂窝式扰流片由多个栅格扰流片组成。
4.根据权利要求3所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，蜂窝式扰流片展长与宽度比值为1.97。
5. 根据权利要求3所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，栅格扰流片宽度为蜂窝式扰流片展长的。
6.根据权利要求3所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，单个栅格扰流片扇形角度90°。
7.根据权利要求3所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，栅格扰流片前端设置有锯齿，锯齿高度与栅格高度相同，且锯齿截面夹角为55°，锯齿侧面夹角为44°。
8.根据权利要求1～7任一项所述的倾转涵道飞行器辅助舵面控制装置，其特征在于，倾转涵道飞行器垂直起降状态，蜂窝式扰流片处于打开状态，四片蜂窝式扰流片可扰流自由偏转，通过对四片蜂窝式扰流片不同组合用于控制飞机横航向；倾转涵道飞行器转换为平飞状态，涵道下方的蜂窝式扰流片处于收缩状态；蜂窝式扰流片绕扰流片收缩转轴做收缩旋转，绕扰流片偏转转轴做偏转旋转。
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