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调节V形 尾翼 外倾 角度的装置

阅读：822发布：2020-05-14

专利汇可以提供调节V形尾翼外倾角度的装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种调节V形尾翼外倾角度的装置，中心连接件位于所述调节装置的中心，并将中心连接件上的尾翼连接杆与尾翼的转轴固连。两条导轨分别位于中心连接件的两侧并相互平行。四个电机对称的固定在中心连接件上的电机安装板上。四个齿轮分为两组，各组齿轮分别与一条导轨的内表面上的齿啮合。四个齿轮分别固定在各电机的输出轴上。位于同一侧两个电机的中心线相互平行并处于同一水平面，使与该电机连接的齿轮均与导轨内表面的齿啮合。将各电机通过电源线与飞机电源母线连接；将各电机通过信号线与飞机的数据总线连接。本发明能实现尾翼的对称平面与机体对称平面的夹角的调节，从而有效增加了飞机的气动效率。本发明中采用四个电机，提高了本装置的可靠性。，下面是调节V形尾翼外倾角度的装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种调节V形尾翼外倾角度的装置，其特征在于，包括一个中心连接件、四个电机、四个齿轮和两条导轨；中心连接件位于所述调节V形尾翼外倾角度装置的中心，并将中心连接件上的尾翼连接杆与尾翼的转轴固连；两条导轨分别位于中心连接件的两侧并相互平行；四个电机对称的固定在中心连接件上的电机安装板上；四个齿轮分为两组，各组齿轮分别与一条导轨的内表面的齿啮合；四个齿轮分别固定在各电机的输出轴上；位于同一侧两个电机的中心线相互平行并处于同一水平面，使与该电机连接的齿轮均与导轨内表面的齿啮合；
将各电机通过电源线与飞机电源母线连接；将各电机通过信号线与飞机的数据总线连接。
2.如权利要求1所述调节V形尾翼外倾角度的装置，其特征在于，所述的中心连接件包括支撑件、连杆和电机安装板；在该支撑件圆周表面均布有四个径向凸出的连杆；在所述各连杆的端面均有凸出的电机安装座的安装板；在支撑件上表面中心有轴向凸出的尾翼连接杆，通过该尾翼连接杆，将调节V形尾翼外倾角度装置与尾翼的接纳部件固连。
3.如权利要求2所述调节V形尾翼外倾角度的装置，其特征在于，该尾翼连接杆的横截面为四方形。
4.如权利要求1所述调节V形尾翼外倾角度的装置，其特征在于，所述的导轨为弧形的盒状，该导轨的上下内表面均为齿面；所述齿轮的模数与导轨齿面的模数相同；齿轮的中心孔为方形盲孔。
5.如权利要求4所述调节V形尾翼外倾角度的装置，其特征在于，所述导轨的弧度与机身框架外弧面的弧度相同；在所述导轨盒形底部外表面的两侧分别有与机身框架固连的导轨安装板。

说明书全文

调节V形尾翼 外倾 角度的装置

技术领域

[0001] 本发明涉及航空变体飞机设计技术领域，具体是一种飞机V形尾翼倾斜角调节装置。

背景技术

[0002] V形尾翼的外倾角是指以飞机体轴系（机头顶点为原点，飞机对称轴为x轴，沿飞机展向为z轴，垂直于x轴z轴的为y轴）为参考，在安装角为零时，组成V形尾翼的两个尾翼中的一个的对称面与xy平面的夹角。V形尾翼在xz面的投影充当了飞机的水平尾翼，在xy平面的投影充当了飞机垂尾，是集飞机俯仰控制和飞机横航向控制为一体的部件。在尾翼翼面积一定的情况下，尾翼外倾角度的大小决定了尾翼在各个面投影面积的大小，即有效平尾或者垂尾面积。

[0003] 一般的，V形尾翼飞机在保持尾翼倾斜角不变的前提下，利用尾翼绕转动轴的偏转来提供飞机的俯仰以及横航向所需力矩。其不足之处在于，在任何任务状态下有效平尾和垂尾面积几乎不变，造成了V形尾翼投影面积的闲置。研究表明，飞机在不同的任务阶段对纵向俯仰控制和横航向偏转控制的需求是不均等的，例如，飞机在爬升阶段主要需要抬头力矩，V形尾翼在该阶段主要起到俯仰控制的作用，横航向控制居其次，所以大部分有效垂尾面积处于闲置状态；在盘旋阶段飞机则主要需要偏航力矩，V形尾翼在该阶段主要起到横航向控制的作用，俯仰控制居其次，则有大部分有效平尾面积处于闲置状态。

[0004] 另外，少数能够改变翼面倾斜角度的装置，多是依靠铰链完成一个小角度的调节动作，存在调节不精确和调节范围小的问题。

发明内容

[0005] 为了减少V形尾翼投影面积的闲置率，本发明提出了一种调节V形尾翼外倾角度的装置。

[0006] 本发明包括一个中心连接件、四个电机、四个齿轮和两条导轨。中心连接件位于所述调节装置的中心，并将中心连接件上的尾翼连接杆与尾翼的转轴固连。两条导轨分别位于中心连接件的两侧并相互平行。四个电机对称的固定在中心连接件上的电机安装板上。四个齿轮分为两组，各组齿轮分别与一条导轨的内表面的齿啮合。四个齿轮分别固定在各电机的输出轴上。位于同一侧两个电机的中心线相互平行并处于同一水平面，使与该电机连接的齿轮均与导轨内表面的齿啮合。

[0007] 将各电机通过电源线与飞机电源母线连接；将各电机通过信号线与飞机的数据总线连接。

[0008] 所述的中心连接件包括支撑件、连杆和电机安装板。在该支撑件圆周表面均布有四个径向凸出的连杆。在所述各连杆的端面均有凸出的电机安装座的安装板。在支撑件上表面中心有轴向凸出的尾翼连接杆，通过该尾翼连接杆，将调节装置与尾翼的接纳部件固连。该尾翼连接杆的横截面为四方形。

[0009] 所述的导轨为弧形的盒状，该导轨的上下内表面均为齿面。所述齿轮的模数与导轨齿面的模数相同。齿轮的中心孔为方形盲孔。

[0010] 所述导轨的弧度与机身框架外弧面的弧度相同。在所述导轨盒形底部外表面的两侧分别有与机身框架固连的导轨安装板。

[0011] 本发明提供一种组合装置，用于实现V形尾翼外倾角的调整。

[0012] 本发明能实现尾翼的对称平面与机体对称平面的夹角的调节。四个电机以及与所述电机连通的四条信号线和四条电源线实现了多余度设计，能使系统避免可能发生的故障，这意味着一旦某个电机发生故障，其他电机可以保证足够的动力和准确的控制完成驱动工作，不会导致调整尾翼外倾角度的操作失效。

[0013] 本发明中，电机的信号线与控制系统相连，实现调整角度指令的传输。电机的电源线与动力系统相连，电机的传动轴与齿轮齿条传动装置相连，从而实现齿轮的转动，并能控制齿轮在齿条上的运动行程。

[0014] 飞机的V形尾翼与中心连接件固连，通过齿轮在导轨上的传动，沿固定在固定部件上的弧形导轨方向实现倾斜角度的调整。

[0015] 本发明能够根据不同的任务需要改变尾翼外倾角度，从而改变在不同平面的投影面积。例如，在爬升阶段，通过增大尾翼外倾角度增加有效平尾面积，减少有效垂尾面积，从而减少xy平面投影面积的闲置率，使尾翼尽量充分地用于提供俯仰力矩；在盘旋阶段，减小尾翼外倾角度，增加有效垂尾面积，减少有效平尾面积，从而减少xz平面投影面积的闲置率，使得尾翼面积尽量充分地用于提供偏转力矩。

[0016] 另外，齿轮齿条传动的精确度较大，调节角度范围较大。而且，由电动机驱动的齿轮装置比机械传动的铰链装置反应灵敏、故障率低，且易于控制偏转速度和位移。附图说明

[0017] 图1是本发明的中心连接件结构示意图的俯视图。

[0018] 图2是图1的正视图。

[0019] 图3是电机与飞机数据总线和飞机电源母线连接示意图。

[0020] 图4是导轨的正视图。

[0021] 图5是本发明的结构侧视图。

[0022] 图6是本发明的结构示意图。图中：

[0023] 1.中心连接件 2.尾翼连接杆 3.支撑件 4.连杆 5.电机安装板[0024] 6.电机 7.电机的信号线 8.电源线 9.电机传动轴 10.齿轮[0025] 11.导轨 12.导轨挡板 13.导轨安装板 14.飞机数据总线[0026] 15.飞机电源母线 16.机身框架 17.尾翼接纳部件 18.电机安装座具体实施方式

[0027] 本实施例是一种用于调节V形尾翼外倾角的装置，包括一个中心连接件1、四个电机6、四个齿轮10和两条导轨11。中心连接件1位于所述调节装置的中心，两条导轨11分别位于中心连接件1的两侧并相互平行。四个电机6对称的固定在中心连接件1上的电机安装板5上。四个齿轮10分为两组，各组齿轮分别与一条导轨11的内表面的齿啮合。四个齿轮10分别固定在各电机6的输出轴上。

[0028] 位于同一侧两个电机的中心线相互平行并处于同一水平面，使与该电机连接的齿轮均与导轨11内表面的齿啮合。

[0029] 所述的中心连接件1包括支撑件3、连杆4和电机安装板7。支撑件3为圆形块状，在该支撑件3圆周表面均布有四个径向凸出的连杆4。在所述各连杆4的端面均有凸出的电机安装板5。在各电机安装板5上分布有安装孔，用于固定电机安装座18。在支撑件3上表面中心有轴向凸出的尾翼连接杆2，该尾翼连接杆的横截面为四方形，通过该尾翼连接杆，将调节装置与尾翼的接纳部件17固连。

[0030] 所述的导轨11为弧形的盒状，该导轨11的上下内表面均为齿面。所述导轨11的弧度与机身框架16外弧面的弧度相同。在所述导轨11盒形底部外表面的两侧分别有导轨安装板13，通过该导轨安装板将所述导轨固定在机身框架上。在所述导轨11的底面形成了导轨挡板12。

[0031] 所述齿轮10的模数与导轨齿面的模数相同。齿轮10的中心孔为方形盲孔。

[0032] 安装时，将两条导轨11分别固定在与V形尾翼相对应的机身两侧相邻的两个机身框架16上，将中心连接件1置于两条导轨11之间，并将中心连接件上的尾翼连接杆2与尾翼的转轴固连。将各电机6通过电机安装座18固定在各电机安装板5上。将各齿轮10的输入轴分别与各电机的传动轴9固连，使各齿轮10与导轨11的齿面啮合；通过导轨挡板12实现各齿轮10的定位。将各电机6通过电源线8与飞机电源母线15连接；将各电机6通过信号线7与飞机的数据总线14连接，通过电机内部控制模块控制各电机的转速、输出扭矩以及运转时间，实现对各齿轮10运动的控制，从而实现对V形尾翼外倾角度的调节。

[0033] 所述电机6采用电力磁电动机。

[0034] 本实施例能够实现飞机V形尾翼外倾角度的调节。在本实例中能够实现在不同飞行要求下对有效投影翼面积的调整，并且解除了在飞机初步设计阶段V形尾翼外倾角度、投影面积与飞行要求的耦合设计问题，简化了设计过程。本实施例通过有四个端面的中心连接件与尾翼转动部件连接，将尾翼受力分成四份，从而增大了结构强度。本实施例中采用齿条作为滑动导轨，不仅容易满足外倾角度的范围要求，而且减小了装置体积，其安装适应性也比绕轴心转动的摇摆机构好。

[0035] 另外，本实施例在实现对有效水平尾翼翼面积的调整的同时也影响了全机气动中心，从而能够有效的改变飞机的纵向静稳定度。

[0036] 本实施例配备了相互独立的四个电机，在一个或两个电机损坏的情况下，依然能够完成规定运动，提高了装置的可靠性。

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