[发明专利]满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管及控制方法

权利要求书

1.一种满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于：

包括固定喷管和可调喷管；所述的固定喷管与发动机涡轮出口固定相连，可调喷管位于固定喷管下游；

可调喷管具体包括可调喷管下壁面、可调喷管上壁面及二者与飞行器本体铰接的可调喷管下壁面转轴、可调喷管上壁面转轴；通过机械液压机构驱动，可调喷管下壁面、可调喷管上壁面能够绕着各自转轴同步向上或向下转动，使得发动机喷流的流道向上或向下偏转，产生推力矢量；可调喷管上、下壁面绕各自转轴反向转动至二者尾部接触，以减小阻力、平稳滑翔；可调喷管上、下壁面分别向上、向下转动，以实现减速；

所述的二元机械推力矢量喷管安装在双发飞翼式飞行器，两台发动机以机身中轴线左右对称，二元机械推力矢量喷管及其发动机包裹在翼型的机身中。

2.根据权利要求1所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于，记可调喷管上壁面绕转轴转动角度大小为α，可调喷管下壁面绕转轴转动角度大小为β，机翼翼型上下表面是非对称的，0.98≤α/β≤1.05，且此时α和β均不大于15°；且可调喷管的上、下壁面所夹最小流动面积为固定喷管矩形出口面积的80%-95%。

3.根据权利要求1所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于：所述的固定喷管的进口为与发动机涡轮截面出口几何匹配的圆形，出口为矩形。

4.根据权利要求1所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于：固定喷管的矩形出口面积与圆形进口的面积之比范围是65%-80%。

5.根据权利要求1所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于：固定喷管矩形出口的截面的宽高比范围2-3。

6.根据权利要求1所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，其特征在于：在发动机外侧、固定喷管上游安装有上、下防火板。

7.一种使用如权利要求1-6任一所述的满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管控制方法，其特征在于：

当发动机处于小推力状态或者发动机熄火时，可调喷管上、下壁面绕各自转轴反向转动至二者尾部接触，以减小阻力、平稳滑翔；

当需要控制姿态时，可调喷管上、下壁面绕各自转轴同步转动直至一侧壁面与固定喷管接触，此后另一侧未受到几何约束的喷管壁面继续转动，至可调喷管上、下壁面产生的力和力矩满足需求为止；此时α和β均不大于45°；对于双发飞行器来说，两台满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管，同时向上、向下偏转，为飞行器提供俯仰姿态控制力矩；当两台满足飞行器全包线的二元机械推力矢量喷管分别向相反方向偏转，为飞行器提供滚转姿态控制力矩；

当飞行器着陆后需要减速，则可调喷管上、下壁面分别向上、向下转动，且下壁面转动角度要略大于上壁面转动角度，以产生轻微低头力矩，使得飞行器前轮紧紧地压在地面上、维持方向稳定；此时α和β均不大于45°，且0.65≤α/β≤0.85；

当飞行器空中飞行时需要迅速减速，则可调喷管上、下壁面分别向上、向下转动，上壁面转动角度要略大于下壁面转动角度，以产生轻微抬头力矩，维持飞行器的飞行高度；此时α和β均小于等于45°，且1.05≤α/β≤1.20。