[实用新型]喷流舵面控制系统及使用此控制系统的飞行器

说明书

技术领域

本实用新型属于机械领域，涉及一种喷流舵面控制系统及使用此控制系统的飞行器。

背景技术

现在世界上正在使用和已经使用过的固定翼飞机，都是依靠气动舵面操纵的，传统的气动舵面是一些铰接在翼面上的可偏转的面板，借助飞机飞行与周围的空气进行相对运动，通过改变流过舵面的气流流向，形成控制气流，舵面给予气流在垂直方向的加速度，从而产生相应的控制力，实现对飞机在三轴(偏航轴、滚转轴、俯仰轴)上的控制。

气动舵面控制问题的关键是使气流通过舵面，如果空气与舵面的相对速度不够或根本没有相对速度，就不足以转向足够的气流产生控制力，舵面也就无法控制飞机的飞行姿态。

舵面失效的情况主要有以下几种：失速、尾旋(即螺旋)和大迎角状态。如果遇到这些情况而且处置不当，就会发生机毁人亡的惨剧。传统气动舵面受其工作原理的影响，在失速、尾旋及遭遇风切变时难以有效操控飞机。

经历了一百多年的发展，为了保证飞机良好的操控性，提高飞机的升力，改善飞机的起降性能，人们已经几乎挖尽了气动舵面潜力，发展了襟翼、缝翼、副翼、水平尾翼和垂直尾翼、扰流板等一系列气动舵面。飞行员通过控制这些活动部件的偏转可以在一定范围内改变机翼表面的形状，影响机翼上下表面的流场从而控制机翼升力或阻力分布，以产生相应的控制力矩或升力/阻力变化，最终达到改变飞行状态、保持飞行姿态或改善飞机起降性能的目的。

经过长时间的发展，设计之初对飞行认识的不足和考虑的不周使气动舵面的缺点逐渐显现。由于机翼上这些活动操纵面和部件均是通过铰链连接，要控制其偏转需要通过机械装置(目前主要采用液压系统)来驱动，因而导致一系列性能缺陷和弊端。首先，活动部件的大量布置使整个机翼的结构趋于复杂，增加了结构重量、制造成本和维修成本，增加了飞行时的阻力。反而抵消了气动舵面结构复杂性低的特点。其次，对于军用飞机而言，活动部件的增加，降低了飞机的隐身性能，随着飞行姿态的不断调整，飞机的可探测性增加。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中飞行器采用气动舵面操纵存在的问题，本实用新型提供一种喷流舵面控制系统。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种喷流舵面控制系统，包括具有上下表面及前后部的喷流舵面，控制喷流参数的喷流控制器，喷流腔体和设置于舵面后部的喷流口，该控制系统还包括将喷流口隔离为第一出口和第二出口的喷流调节装置。

与现有技术相比，本实用新型通过内部结构将进入喷流舵面控制系统的高压空气进行分割，第一出口和第二出口的空气压力不同，在喷出喷嘴后形成与机翼中心线呈一定角度的喷射气流，该气流对机翼上原有气流产生作用，影响飞机飞行状态，通过控制喷气时间来控制喷气量，从而控制喷射气流的作用时间，进而实现达到操纵飞机的目的。

基于上述方案，本实用新型还进行如下改进：

喷流调节装置包括设置于喷流口处的圆形导向筒和改变喷流路径宽窄以将喷流以不同压力导向第一出口和第二出口的转动导向板；转动导向板位于喷流腔体内，并与圆形导向筒连接；圆形导向筒与舵面上下表面之间具有喷流缝隙，形成第一出口和第二出口；喷流缝隙不超过2毫米。

通过圆形导向筒和转动导向板对进入喷流舵面控制系统的高压空气进行分割，其中一部分压缩空气由于通道逐渐变窄被进一步压缩，另一部分压缩空气由于通道逐渐变宽而降低压力，两股空气通过喷气舵面控制系统后，由于压力不同，在喷出喷流缝隙后形成与机翼中心线呈一定角度的喷射气流，该气流对机翼上原有气流产生作用，影响飞机飞行状态。

基于上述方案，本实用新型还进行另外一种方式的改进：

喷流调节装置为分别连接第一出口和第二出口的独立喷流腔体；独立喷流腔体为在舵面上、下表面的喷流导管，所述的第一出口和第二出口分别设置于上、下舵面后部向前不超过四分之一处；第一出口和第二出口分别与舵面上下表面的成角不大于70度。

通过独立喷流腔体对进入喷流舵面控制系统的高压空气进行分割，空气从其中一个出口喷出，在喷出喷嘴后形成与机翼中心线呈一定角度的喷射气流，该气流对机翼上原有气流产生作用，影响飞机飞行状态。

本实用新型还提供了一种飞行器，包括至少一个喷流舵面控制系统，其中喷流为喷气；喷气为飞行器内携带气体存储发生器或由飞行器配备的喷气发动机提供。

基于上述方案，本实用新型还进行如下改进：