一种超大偏转角拟柔性矢量喷管的制作方法

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1.本技术属于航空发动机喷管技术领域，特别涉及一种超大偏转角拟柔性矢量喷管。

背景技术：

2.高机动性是未来高性能飞机的典型技术特点，除了常规机动性要求外，对飞机起飞、着陆性能的需求也在逐年提高，这对喷管部件提出了超高的要求。
3.常规的矢量喷管可以实现喷管推力换向，但偏转角度有限、矢量模态单一，无法兼顾常规飞行状态和特殊起降要求。
4.因此，需要一种既能满足常规飞行状态，又能满足飞机起飞、着陆特殊需求的喷管。

技术实现要素：

5.本技术的目的是提供了一种超大偏转角拟柔性矢量喷管，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
6.本技术的技术方案是：一种超大偏转角拟柔性矢量喷管，所述超大偏转角拟柔性矢量喷管包括：
7.第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体；
8.分别连接第一筒体与第二筒体的第一外齿轴承、连接第二筒体与第三筒体的第二外齿轴承及连接第三筒体与第四筒体的第三外齿轴承，通过所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承使得第一筒体与第二筒体之间、第二筒体与第三筒体之间和第三筒体与第四筒体之间能够相对转动；以及
9.适配于所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承的第一马达、第二马达和第三马达，通过第一马达、第二马达和第三马达驱动所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承转动，从而使第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体之间相对转动，实现所述矢量喷管的矢量偏转。
10.进一步的，所述第一筒体的出口边缘垂直于所述矢量喷管的轴线而形成平整的出口端面；
11.所述第二筒体及第四筒体的截面呈直角三角形或直角梯形；
12.所述第三筒体的截面呈等腰三角形或等腰梯形。
13.进一步的，所述第一筒体与第二筒体的直角边连接，所述第三筒体的左斜边与右斜边分别与第二筒体的斜边和第四筒体的斜边连接。
14.进一步的，所述第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体的直径相同。
15.进一步的，所述第一外齿轴承、第二外齿轴承及第三外齿轴承均包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承外圈与轴承内圈之间设有滚珠，通过所述滚珠实现轴承外圈和轴承内圈之间的承载。
16.进一步的，所述第一外齿轴承的轴承外圈固定连接第一筒体和第二筒体中的任一个，所述第一外齿轴承的轴承内圈固定连接第一筒体和第二筒体中的另一个；
17.所述第二外齿轴承的轴承外圈固定连接第二筒体和第三筒体中的任一个，所述第二外齿轴承的轴承内圈固定连接第二筒体和第三筒体中的另一个；
18.所述第三外齿轴承的轴承外圈固定连接第三筒体和第四筒体中的任一个，所述第三外齿轴承的轴承内圈固定连接第三筒体和第四筒体中的另一个。
19.进一步的，所述第一马达通过马达安装座固定安装在不同于第一外齿轴承轴承外圈的第一筒体或第二筒体上；
20.所述第二马达通过马达安装座固定安装在不同于第二外齿轴承轴承外圈的第二筒体或第三筒体上；
21.所述第三马达通过马达安装座固定安装在不同于第三外齿轴承轴承外圈的第三筒体或第或筒体上。
22.进一步的，所述第一马达、第二马达及第三马达均包括马达本体，马达本体通过支架3固定在马达安装座上，马达本体的输出轴上固定设置齿轮，所述齿轮适配于轴承外圈上设置的齿。
23.本技术提供的超大偏转角拟柔性矢量喷管通过多个外齿轴承进行齿轮传动，从而控制四段筒体实现喷管的矢量偏转，且该喷管结构简单、维护较为方便，与传统矢量喷管相比，本技术可实现模态多变，即可满足常规飞行状态对喷管矢量的使用需求，又可实现飞机短距起飞/垂直降落等特殊起飞、着陆特殊功能需求。
附图说明
24.为了更清楚地说明本技术提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本技术的一些实施例。
25.图1为本技术一实施例的超大偏角拟柔性矢量喷管总体示意图。
26.图2为本技术中的第一外齿轴承示意图。
27.图3为本技术中的第一马达示意图。
28.图4为本技术一实施例的超大偏角拟柔性矢量喷管偏转角度示意图。
具体实施方式
29.为使本技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
30.为了满足常规飞行状态对喷管矢量的使用需求，又可实现飞机起飞、着陆特殊功能需求，本技术提供了一种超大偏转角拟柔性矢量喷管。
31.如图1所示，本技术提供的超大偏转角拟柔性矢量喷管包括第一筒体11、第二筒体12、第三筒体13、第四筒体14、第一马达21、第二马达22、第三马达23及第一外齿轮轴承31、第二外齿轴承32、第三外齿轴承33。
32.其中，第一筒体11的左端固定在加力筒体(未示出)上，右侧末端边缘垂直于喷管轴线而形成平整的出口端面。第二筒体12和第四筒体13的截面呈直角三角形或直角梯形，第二筒体12的直角边121与第一筒体11的末端面对接。第三筒体13的截面整体上呈等腰三
角形或等腰梯形，其左斜边131和右斜边132分别与第二筒体12的斜边122和第四筒体14的斜边141对接，第四筒体14的直角边构成该喷管矢量的出口。在本技术优选实施例中，第一筒体11至第四筒体14的直径基本相同。
33.第一外齿轮轴承31至第三外齿轴承33分别设置在第一筒体11与第二筒体12之间、第二筒体12与第三筒体13之间和第三筒体13及第四筒体14之间，使第一筒体11与第二筒体12之间、第二筒体12与第三筒体13之间和第三筒体13及第四筒体14之间能够相对转动。
34.如图2所示为本技术一实施例的第一外齿轴承31的结构示意图，第二外齿轴承32和第三外齿轴承33与第一外齿轴承31的结构相同或相似，下文不在赘述。
35.第一外齿轴承31包括轴承外圈311和轴承内圈312，轴承外圈311与轴承外圈311之间设有滚珠，通过该滚珠实现轴承外圈311和轴承内圈312之间的承载。轴承外圈311的侧面具有多个轴向设置的螺栓孔313，通过该该螺栓孔313可将轴承外圈311与第二筒体12固定连接。轴承外圈311的外侧面具有齿315，该齿315用于与马达配合。轴承内圈312的侧面也具有多个螺栓孔314，通过该螺栓孔314可将轴承内圈312与第一筒体11固定连接。通过马达驱动轴承外圈311转动，在实现第二筒体12转动的同时，实现第一筒体11与第二筒体12的相对转动。
36.第一马达21通过第一马达安装座111固定设置在第一筒体11上，第二马达22和第三马达23通过第二马达安装座和第三马达安装座均固定设置在第三筒体13上。
37.如图3所示为本技术该实施例中提供的第一马达21的结构示意图，第二马达22和第三马达23与第一马达21的结构相同或相似，下文不在赘述。
38.第一马达21包括马达本体211，马达本体211通过支架213固定在第一马达安装座111上，马达本体211的输出轴上固定设置齿轮212，该齿轮212适配于轴承外圈311上的齿315。通过齿轮212与齿315配合来驱动第二筒体12的转动。
39.需要说明的是，为了实现马达驱动轴承外圈的转动，轴承外圈与马达需安装在不同的筒体上。例如在本技术上述实施例中，第一外齿轴承31的轴承外圈311安装第二筒体12上，则第一马达21需安装在第一筒体11上。同理，第二齿圈轴承32的轴承外圈可安装第二筒体12上，则第三马达22安装在第三筒体13上，第三齿圈轴承33的轴承外圈可安装在第四筒体14上，则第三马达23安装也在第三筒体13上。
40.如图4所示，本技术提供的矢量喷管工作原理如下：
41.当飞机处于常规飞行状态时，控制第一马达21驱动第一外齿轴承31转动，带动第二筒体12相对第一筒体11进行转动，使第二筒体12的轴线与第一筒体11的轴线基本共线；同时，控制第二马达22和第三马达23，使第三筒体13及第四筒体14也运动至与第一筒体11大致共线的位置；
42.当飞机处于短距起飞或垂直降落等特殊起飞、着陆状态时，控制第一马达21驱动第一外齿轴承31转动，带动第二筒体12相对第一筒体11进行转动，同时控制第二马达22和第三马达23转动，使第三筒体13相对于第二筒体12及第四筒体14相对于第三筒体13进行转动，最终使第一筒体11、第二筒体12、第三筒体13及第四筒体14转动至适合的姿态(包括喷管角度及方向)，从而实现喷管矢量运动。
43.本技术提供的超大偏转角拟柔性矢量喷管通过多个外齿轴承进行齿轮传动，从而控制四段筒体实现喷管的矢量偏转，且该喷管结构简单、维护较为方便，与传统矢量喷管相
比，本技术可实现模态多变，即可满足常规飞行状态对喷管矢量的使用需求，又可实现飞机短距起飞/垂直降落等特殊起飞、着陆特殊功能需求。
44.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述超大偏转角拟柔性矢量喷管包括：第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体；分别连接第一筒体与第二筒体的第一外齿轴承、连接第二筒体与第三筒体的第二外齿轴承及连接第三筒体与第四筒体的第三外齿轴承，通过所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承使得第一筒体与第二筒体之间、第二筒体与第三筒体之间和第三筒体与第四筒体之间能够相对转动；以及适配于所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承的第一马达、第二马达和第三马达，通过第一马达、第二马达和第三马达驱动所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承转动，从而使第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体之间相对转动，实现所述矢量喷管的矢量偏转。2.如权利要求1所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一筒体的出口边缘垂直于所述矢量喷管的轴线而形成平整的出口端面；所述第二筒体及第四筒体的截面呈直角三角形或直角梯形；所述第三筒体的截面呈等腰三角形或等腰梯形。3.如权利要求2所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一筒体与第二筒体的直角边连接，所述第三筒体的左斜边与右斜边分别与第二筒体的斜边和第四筒体的斜边连接。4.如权利要求1至3任一所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体的直径相同。5.如权利要求1所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一外齿轴承、第二外齿轴承及第三外齿轴承均包括轴承外圈和轴承内圈，所述轴承外圈与轴承内圈之间设有滚珠，通过所述滚珠实现轴承外圈和轴承内圈之间的承载。6.如权利要求5所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一外齿轴承的轴承外圈固定连接第一筒体和第二筒体中的任一个，所述第一外齿轴承的轴承内圈固定连接第一筒体和第二筒体中的另一个；所述第二外齿轴承的轴承外圈固定连接第二筒体和第三筒体中的任一个，所述第二外齿轴承的轴承内圈固定连接第二筒体和第三筒体中的另一个；所述第三外齿轴承的轴承外圈固定连接第三筒体和第四筒体中的任一个，所述第三外齿轴承的轴承内圈固定连接第三筒体和第四筒体中的另一个。7.如权利要求6所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一马达通过马达安装座固定安装在不同于第一外齿轴承轴承外圈的第一筒体或第二筒体上；所述第二马达通过马达安装座固定安装在不同于第二外齿轴承轴承外圈的第二筒体或第三筒体上；所述第三马达通过马达安装座固定安装在不同于第三外齿轴承轴承外圈的第三筒体或第或筒体上。8.如权利要求5所述的超大偏转角拟柔性矢量喷管，其特征在于，所述第一马达、第二马达及第三马达均包括马达本体，马达本体通过支架3固定在马达安装座上，马达本体的输出轴上固定设置齿轮，所述齿轮适配于轴承外圈上设置的齿。

技术总结

本申请提供了一种超大偏转角拟柔性矢量喷管，包括：第一筒体至第四筒体；分别连接第一筒体与第二筒体的第一外齿轴承、连接第二筒体与第三筒体的第二外齿轴承及连接第三筒体与第四筒体的第三外齿轴承，通过所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承使得第一筒体与第二筒体之间、第二筒体与第三筒体之间和第三筒体与第四筒体之间能够相对转动；以及适配于所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承的第一马达、第二马达和第三马达，通过第一马达、第二马达和第三马达驱动所述第一外齿轴承、第二外齿轴承和第三外齿轴承转动，从而使第一筒体、第二筒体、第三筒体及第四筒体之间相对转动，实现所述矢量喷管的矢量偏转。实现所述矢量喷管的矢量偏转。实现所述矢量喷管的矢量偏转。