本實用新型涉及一種在航空業(yè)中固定翼無人機的推力矢量技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于能夠?qū)崿F(xiàn)無人機垂直起降的90度矢量噴管的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的艦載戰(zhàn)斗機或固定翼無人機大都采用彈射起飛的方式，而在脫離航母時，艦載機的起飛和著陸空間都無法滿足，因此固定翼飛機垂直起降技術(shù)一直以來都是航空業(yè)中研究的熱點。固定翼無人機相較其他形式無人機航程和航時優(yōu)勢明顯，因此被廣泛用于偵察等任務。具有垂直起降功能的艦載無人機將極大的拓展海上防衛(wèi)力量。目前艦載機主要采用的垂直起降方式有AB-8形式的前后旋轉(zhuǎn)噴口方式和F-35B形式的升力風扇加矢量噴管的形式。而在國內(nèi)，垂直起降的技術(shù)還處于空白，F(xiàn)35-B所采用的旋轉(zhuǎn)噴管國內(nèi)已有學者對其實現(xiàn)原理和運動規(guī)律進行了研究，但由于噴氣式發(fā)動機尾噴管溫度較高，因此對旋轉(zhuǎn)矢量噴管的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)較高，需要保證良好的散熱和可靠性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為噴氣式固定翼垂直起降無人機提供一套切實可行的90度矢量噴管的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn)機構(gòu)控制推力方向，實現(xiàn)無人機垂直起降。

本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

新型的90度矢量噴管包括外層噴管主體(1、2、3、4)、含有外嚙合齒輪的回轉(zhuǎn)軸承(6、7、8、9、19、20)、驅(qū)動馬達(15、20)、齒輪(12、23、24、26、27)、內(nèi)層噴管(16、17、18)、噴嘴(5)，驅(qū)動軸(11、27、28)，軸支座(13、14、22、25)。其特征在于，所述的外層噴管(2、4)和內(nèi)層噴管(16、18)具有一個傾斜23°的截面，所述的外層噴管(3)和內(nèi)層噴管(17)兩側(cè)為傾斜面，其橫截面傾斜角度為23°；所述的噴管各段通過回轉(zhuǎn)軸承進行連接，通過驅(qū)動馬達帶動含有外齒的回轉(zhuǎn)軸承旋轉(zhuǎn)完成噴管0～92°角度的變換。三段具有傾斜端面的噴管通過含有外嚙合齒輪的回轉(zhuǎn)軸承連接，在第一段軸承和第二段噴管上分別安放步進電機驅(qū)動齒輪組，帶動噴管旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)噴管角度0～90度的變換。

本實用新型技術(shù)方案的實質(zhì)性特點和進步主要體現(xiàn)在：

1.本實用新型設計獨特、結(jié)構(gòu)可靠，回轉(zhuǎn)軸承能夠抵抗較高的抗傾覆力矩，可以保證噴管在旋轉(zhuǎn)后具有較高的穩(wěn)定性；

2.雙層噴管的設計可以誘導氣流進入噴管之間的空腔，降低工作時外層噴管和軸承的溫度，防止軸承因為溫度過高而出現(xiàn)故障。

3.通過2個步進電機驅(qū)動，降低控制的復雜難度，提高系統(tǒng)可靠性；

4.成本低、功能卓越，使用方便，經(jīng)濟效益和社會效應顯著。

附圖說明

圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意側(cè)視圖。

圖2為為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意剖視圖。

圖3為本實用新型的第一旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)局部剖視圖。

圖4為本實用新型的第二旋轉(zhuǎn)驅(qū)動機構(gòu)結(jié)構(gòu)局部剖視圖。

具體實施方式

為了使專利局的審查員尤其是公眾能夠更加清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)和有益效果，申請人將在下面以實施例的方式結(jié)合附圖作詳細說明。

請參閱圖1、圖2、圖3、圖4。

90度矢量噴管，包括新型的90度矢量噴管包括外層噴管主體(1、2、3、4)、含有外嚙合齒輪的回轉(zhuǎn)軸承(6、7、8、9、19、20)、驅(qū)動馬達(15、20)、齒輪(12、23、24、26、27)、內(nèi)層噴管(16、17、18)、噴嘴(5)，驅(qū)動軸(11、27、28)，軸支座(13、14、22、25)。

噴管(1)和回轉(zhuǎn)軸承(9)連接，回轉(zhuǎn)軸承(6)和齒輪(11)相嚙合，且回轉(zhuǎn)軸承(6)與噴管(2)相連接，電機(15)驅(qū)動齒輪(11)旋轉(zhuǎn)，從而帶動回轉(zhuǎn)軸承(6)和噴管(2)旋轉(zhuǎn)。噴管(2)和噴管(3)通過回轉(zhuǎn)軸承(7、19)連接，噴管(3)和噴管(4)通過回轉(zhuǎn)軸承(8、20)相連，齒輪(23、24、26)同軸，齒輪(23)與回轉(zhuǎn)軸承(7)外圈齒輪嚙合，齒輪(24)與回轉(zhuǎn)軸承(8)外圈齒輪嚙合，錐齒輪(26、27)相嚙合，電機(21)驅(qū)動錐齒輪(27)旋轉(zhuǎn)，從而帶動齒輪(23、24、26)旋轉(zhuǎn)，進而驅(qū)動與噴管(2)相連接的回轉(zhuǎn)軸承(7)旋轉(zhuǎn)以及與噴管(4)相連接的回轉(zhuǎn)軸承(8)旋轉(zhuǎn)。

為保證噴管旋轉(zhuǎn)時噴管的4段噴管的軸線始終處于一平面內(nèi)，噴管(2、3、4)的旋轉(zhuǎn)速度在噴管偏轉(zhuǎn)角度為0～90°范圍內(nèi)噴管(2)相對噴管(1)的旋轉(zhuǎn)速度ω₁，噴管(3)相對噴管(2)的旋轉(zhuǎn)速度ω₂，噴管4相對噴管(3)的旋轉(zhuǎn)速度ω₃存在如下關(guān)系：2ω₁＝-ω₂,ω₂＝-ω₃,從而可知噴管(2)相對噴管(3)的旋轉(zhuǎn)速度為-ω₂，由于ω₂和ω₃大小相等，因此可以通過一個電機(21)進行驅(qū)動，相對于每個回轉(zhuǎn)軸承單獨驅(qū)動的方式，本發(fā)明中的驅(qū)動結(jié)構(gòu)能夠明顯降低結(jié)構(gòu)重量、簡化及機構(gòu)的復雜程度。