本發(fā)明涉及一種采用鋼絲繩傳動的三段旋轉(zhuǎn)噴管操縱機構(gòu)，屬于航空領域中的航空發(fā)動機推力矢量技術(shù)領域。

背景技術(shù)：

垂直/短距起降飛機為了實現(xiàn)垂直或短距起降，需要一種結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動器少、傳動精度高、能夠使渦扇發(fā)動機推力方向偏轉(zhuǎn)超過90°的噴管。傳統(tǒng)驅(qū)動機構(gòu)主要包括齒輪傳動和液壓傳動，齒輪傳動通常間隙大或?qū)崿F(xiàn)低間隙傳動很困難，液壓傳動結(jié)構(gòu)復雜、成本高，同時液壓油會帶來環(huán)保問題。針對以上情況，提出一種精度高、無間隙、適用于中小功率渦噴發(fā)動機三段旋轉(zhuǎn)噴管的操縱。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采用鋼絲繩傳動的三段旋轉(zhuǎn)噴管操縱機構(gòu)。本發(fā)明的特征在于：包含第一段噴管1，第二段噴管2，第三段噴管3，鋼絲繩換向機構(gòu)4、惰輪組5、鋼絲繩6以及第一軸承7和第二軸承8；

所述第一段噴管1、第二段噴管2和第三段噴管3端部為圓，噴管軸線與端面法線夾角為噴管整體最大偏轉(zhuǎn)角的1/4；第一段噴管1和第二段噴管2通過第一軸承7連接，形成第一轉(zhuǎn)動副；第一段噴管2和第二段噴管3通過第二軸承8連接，形成第二轉(zhuǎn)動副；

所述鋼絲繩換向機構(gòu)4固定在第二段噴管2上；

所述惰輪組5安裝在鋼絲繩換向機構(gòu)4上，包含第一惰輪5-1，第二惰輪5-2，第三惰輪5-3，第四惰輪5-4，第五惰輪5-5和第六惰輪5-6；第一惰輪5-1、第二惰輪5-2的軸線均和第一轉(zhuǎn)動副平行，第五惰輪5-5、第六惰輪5-6的軸線均和第二轉(zhuǎn)動副平行，第三惰輪5-3、第四惰輪5-4軸線平行并和第二噴管垂直；

所述鋼絲繩6采用“8”字形纏繞方式，依次繞過第一惰輪5-1、第一段噴管1、第二惰輪5-2、第三惰輪5-3、第四惰輪5-4、第五惰輪5-5、第三段噴管3、第六惰輪5-6，通過鋼絲繩6兩端同步收放實現(xiàn)上述第一轉(zhuǎn)動副和第一轉(zhuǎn)動副轉(zhuǎn)動角度大小相等、方向相反，實現(xiàn) 上述第一段噴管、第二段噴管和第三段噴管三段噴管軸線共面。

本發(fā)明具有僅需一根鋼絲繩即可實現(xiàn)三段旋轉(zhuǎn)噴管共面偏轉(zhuǎn)，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制簡單、驅(qū)動器少的優(yōu)點，同時由于三段噴管軸線共面，氣動效率高。

附圖說明

圖1是矢量噴管三軸共線示意圖；

1第一段噴管，2第二段噴管，3第三段噴管，4鋼絲繩換向機構(gòu)，5惰輪組，6鋼絲繩，7第一軸承，8第二軸承。

圖2是三段旋轉(zhuǎn)噴管0°偏轉(zhuǎn)狀態(tài)側(cè)視圖。

圖3是三段旋轉(zhuǎn)噴管0°偏轉(zhuǎn)狀態(tài)俯視圖。

圖4是三段旋轉(zhuǎn)噴管90°偏轉(zhuǎn)狀態(tài)示意圖。

圖5是三段旋轉(zhuǎn)噴管90°偏轉(zhuǎn)狀態(tài)側(cè)視圖。

圖6是三段旋轉(zhuǎn)噴管90°偏轉(zhuǎn)狀態(tài)俯視圖。

圖7是第一段噴管示意圖；

1-1第一段噴管本體，1-2第一繩輪，1-3輪槽，1-4鋼絲繩固定點。

圖8是第二段噴管示意圖；

2-1第二段噴管本體，2-2第一軸承法蘭。

圖9是三段噴管示意圖；

3-1第三段噴管本體，3-2第二繩輪，3-3輪槽，3-4鋼絲繩固定點。

圖10是鋼絲繩換向機構(gòu)及鋼絲繩繞線原理圖；

6-1鋼絲繩第一端，6-2鋼絲繩第二端。

圖11是惰輪組局部放大圖；

5-1第一惰輪，5-2第二惰輪，5-3第三惰輪，5-4第四惰輪，5-5第五惰輪，5-6第六惰輪。

具體實施方式

一種基于鋼絲繩傳動的三段旋轉(zhuǎn)噴管如圖1所示，包含第一段噴管1，第二段噴管2，第三段噴管3，鋼絲繩換向機構(gòu)4、惰輪組5、鋼絲繩6以及第一軸承7和第二軸承8；

所述第一段噴管1、第二段噴管2和第三段噴管3端部為圓，噴管軸線與端面法線夾角為噴管整體最大偏轉(zhuǎn)角的1/4；第一段噴管1和第二段噴管2通過第一軸承7連接，形成第一轉(zhuǎn)動副；第一段噴管2和第二段噴管3通過第二軸承8連接，形成第二轉(zhuǎn)動副；

所述鋼絲繩換向機構(gòu)4固定在第二段噴管2上；

所述惰輪組5安裝在鋼絲繩換向機構(gòu)4上，包含第一惰輪5-1，第二惰輪5-2，第三惰輪5-3，第四惰輪5-4，第五惰輪5-5和第六惰輪5-6；為防止鋼絲繩在惰輪軸線方向滑動，惰輪上帶有輪槽；第一惰輪5-1、第二惰輪5-2的軸線均和第一轉(zhuǎn)動副平行，第五惰輪5-5、第六惰輪5-6的軸線均和第二轉(zhuǎn)動副平行，第三惰輪5-3、第四惰輪5-4軸線平行并和第二噴管軸線垂直；上述6個惰輪的轉(zhuǎn)軸和鋼絲繩換向機構(gòu)4固連；

所述鋼絲繩6采用“8”字形纏繞方式與第一段噴管1、第二段噴管2和第三段噴管3連接，鋼絲繩第一端6-1從鋼絲繩換向機構(gòu)4穿入，在第一惰輪5-1與第二惰輪5-2相對的內(nèi)側(cè)纏繞過第一惰輪5-1，如圖11所示，然后沿第一噴管輪槽1-3按逆時針方向(按照圖示方向看)纏繞一圈，并在鋼絲繩固定點1-4與第一段噴管1固連，依次繞過第二惰輪5-2，第三惰輪5-3，第四惰輪5-4和第五惰輪5-5，按照順時針方向(按照圖示方向看)沿3-3輪槽纏繞一圈，并在鋼絲繩固定點3-4與第三段噴管3固連，最后繞過第六惰輪5-6鋼絲繩第二端6-2從鋼絲繩換向機構(gòu)4穿出。

拉緊鋼絲繩第一端6-1和鋼絲繩第二端6-2使鋼絲繩6和第一噴管1、惰輪5-1、惰輪5-2、惰輪5-3、惰輪5-4、惰輪5-5、惰輪5-6以及噴管3緊密接觸；調(diào)節(jié)鋼絲繩第一端6-1和鋼絲繩第二端6-2到鋼絲繩換向機構(gòu)4的長度使第一段噴管1、第二段噴管2和第三段噴管3軸線共線，即噴管0°偏轉(zhuǎn)。鋼絲繩第一端6-1拉緊，鋼絲繩第二端6-2放松，則第二噴管2相對第一噴管1順時針旋轉(zhuǎn)、同時第二噴管3相對第二噴管2逆時針旋轉(zhuǎn)，且二者旋轉(zhuǎn)角度大小相等；鋼絲繩第二端6-2拉緊，鋼絲繩第一端6-1放松，則第二噴管3相對第二噴管2順時針旋轉(zhuǎn)、同時第二噴管2相對第一噴管1逆時針旋轉(zhuǎn)，且二者旋轉(zhuǎn)角度大小相等。在鋼絲繩6收放過程中，在任意位置均可實現(xiàn)第三段噴管3出口法線偏轉(zhuǎn)，且第一噴管1、第二噴管2和第三噴管3軸線共面。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
一種采用鋼絲繩傳動的三段旋轉(zhuǎn)噴管操縱機構(gòu)屬于航空發(fā)動機推力矢量技術(shù)領域。其特征在于：包括3段噴管、1個鋼絲繩換向機構(gòu)、1個惰輪組和1根鋼絲繩、2個軸承，3段噴管之間通過軸承連接，鋼絲繩通過鋼絲繩換向機構(gòu)及惰輪組改變方向并對三段噴管進行“8”字形纏繞，鋼絲繩拉動后兩段噴管反向轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)噴管出口方向的改變，轉(zhuǎn)動過程中始終保持3段噴管軸線共面。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單、驅(qū)動器少、傳動精度高的優(yōu)點。

技術(shù)研發(fā)人員：陳志瑋
受保護的技術(shù)使用者：陳志瑋
技術(shù)研發(fā)日：2015.12.30
技術(shù)公布日：2017.07.07