本发明属于空中加油,特别涉及一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套。
背景技术:
1、空中加油技术的应用,增加了飞机的航程,而且可以显著提高空中装备持续执行任务的能力。此外,空中加油技术在未来飞行器上的使用将会越来越普遍。对于目前软管式空中加油方式来说,由于存在大气紊流与受油机前体产生的头波影响,再加上加油软管的柔性,会导致加油锥套相对于加油机的空间位置不能固定,在一定范围内存在飘摆现象;同时目前软管式空中加油锥套总阻力的75%以上是由伞衣提供的,因此锥套的下沉量取决于伞衣的迎风面积,为使加油机在高速和低速下加油锥套保持一定的下沉量,则需将锥套伞衣在高速伞衣和低速伞衣之间来回更换,一种加油锥套设备后只能在一定飞行速度范围能完成空中加油,大大限制了装备的适配性。由此可知,目前软式空中加油方式存在三个缺点:一是受来流与加油机尾流的不稳定性影响,锥套存在的随机飘摆现象;二是在受油机接近加油锥套时,加油锥套受到受油机的头波效应而引起的加油锥套震荡;三是传统的一种软管式空中加油锥套不能实现加油机在高速和低速下进行空中加油,大大限制了加油机的加油包线。
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的上述问题,本发明的目的在于提供一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套。
2、本发明所采用的技术方案为:
3、一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,包括锥杯,锥杯上安装有若干组转向舵机,转向舵机的输出端连接有曲面形栅格舵;通过控制若干组曲面形栅格舵的偏转角度主动控制锥套姿态。
4、本发明通过主动控制各方向上的曲面形栅格舵偏转不同的角度,在各方向上产生升力形成差动力来实现主动控制锥套的姿态,从而抑制空中加油对接过程中软管锥套系统出现的飘摆现象和“头波”影响,提高锥套对接的效率、精度和安全性,减少意外事故的发生。
5、作为本发明的优选方案,所述锥杯的一端连接有输油管,锥杯的另一端连接有伞骨,伞骨上连接有伞衣。
6、作为本发明的优选方案,所述锥杯内还安装有飞控系统,飞控系统分别与若干组转向舵机电连接。通过飞控系统测得的锥套的速度、姿态和位置等数据,主动控制若干组转向舵机带动各方向上的曲面形栅格舵偏转一定的角度。
7、作为本发明的优选方案,所述锥杯内还安装有电池,飞控系统和若干组转向舵机均与电池电连接。
8、作为本发明的优选方案,所述转向舵机与曲面形栅格舵之间连接有用于推动曲面形格栅舵相对于锥杯表面张开的压缩弹簧。在进行空中加油时,加油机达到预定航迹,加油锥套从加油吊舱中被释放,折叠在锥杯表面的曲面形栅格舵在压缩弹簧的作用下自然张开后锁死,在空气阻力的作用下锥套的伞衣自然张开同时也使伞骨张开。
9、作为本发明的优选方案,在进行空中加油时,相邻两个方向上的曲面形栅格舵绕转轴偏转大小相等且方向相反的角度。根据受油机的类型,通过飞控系统测得锥套飞行的高度、速度等数据信息经过处理后,分别控制若干组转向舵机带动相邻两个方向上的曲面形栅格舵绕转轴偏转相反的一定角度,在来流方向上产生气动阻力的同时侧向力相互抵消,以此可以改变锥套的阻力特性,使锥套在不同的速度下保持一定的下沉量。
10、作为本发明的优选方案,当受油机为包括直升机的低速飞行器时,通过增大曲面形栅格舵的偏转角度使栅格舵面的气动阻力增大,从而增大锥套的整体阻力,减小锥套的下沉量使其到达预定位置。
11、作为本发明的优选方案,当受油机为喷气式飞机时,通过减小曲面形栅格舵的偏转角度使栅格舵面的气动阻力减小,从而减小锥套的整体阻力,增大锥套的下沉量使其达到预定位置。
12、作为本发明的优选方案,加油锥套在释放、对接、回收过程中,通过飞控系统测得的锥套的速度、姿态和位置数据,主动控制若干组转向舵机带动曲面形栅格舵偏转一定的角度,通过主动控制曲面形栅格舵的偏转角度使各方向上的气动力叠加后形成差动力,以控制栅格舵产生的不同气动升力产生的差动力来控制锥套姿态,使锥套在整个释放过程都是稳定的。锥套释放过程中受油机在后面跟随,当锥套释放到预定位置,受油机加速靠近,达到对接区域时缓慢靠近,同时伸出受油管开始与锥套对接,在受油管与锥套对接过程中,也可以通过飞控系统控制曲面形栅格舵的偏转带来的差动力来抑制由于受油机接近加油锥套其前体产生的头波现象,使其顺利完成对接并开始空中加油。完成空中加油后,受油机飞离,加油机开始回收锥套,在此过程同样可以控制栅格舵的偏转带来的差动力来抑制其飘摆,把锥套安全回收到加油机内,完成整个空中加油过程。
13、作为本发明的优选方案,所述曲面形栅格舵的数量为四个,四个曲面形栅格舵在锥杯的圆周面上均布。
14、本发明的有益效果为:
15、本发明的栅格舵式空中加油主动增稳锥套可以改变锥套的阻力特性使锥套在不同的速度和高度下保持一定的下沉量和稳定的姿态,从而能扩大加油机的加油包线。在锥套释放和回收以及与受油管对接过程中抑制由大气紊流、尾流、翼尖涡流、“头波”现象等引起的飘摆震荡,使锥套在释放和回收过程中处于稳定状态,快速安全稳定的实现锥套释放、对接、回收,从而提高锥套对接精度与效率,减少意外事故的发生。相较于其他锥套主动增稳方案,本发明的主动增稳效果更佳,同时本发明对传统空中加油设备的改动小,锥套的零部件相对较少,整个栅格舵式空中加油主动增稳锥套是一套独立完整的系统,可适配多种加油设备。
1.一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:包括锥杯(4),锥杯(4)上安装有若干组转向舵机(5),转向舵机(5)的输出端连接有曲面形栅格舵(1);通过控制若干组曲面形栅格舵(1)的偏转角度主动控制锥套姿态。
2.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:所述锥杯(4)的一端连接有输油管(3),锥杯(4)的另一端连接有伞骨(7),伞骨(7)上连接有伞衣(8)。
3.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:所述锥杯(4)内还安装有飞控系统(6),飞控系统(6)分别与若干组转向舵机(5)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:所述锥杯(4)内还安装有电池(2),飞控系统(6)和若干组转向舵机(5)均与电池(2)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:所述转向舵机(5)与曲面形栅格舵(1)之间连接有用于推动曲面形格栅舵相对于锥杯(4)表面张开的压缩弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:在进行空中加油时,相邻两个方向上的曲面形栅格舵(1)绕转轴偏转大小相等且方向相反的角度。
7.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:当受油机为包括直升机的低速飞行器时,通过增大曲面形栅格舵(1)的偏转角度使栅格舵面的气动阻力增大。
8.根据权利要求1所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:当受油机为喷气式飞机时,通过减小曲面形栅格舵(1)的偏转角度使栅格舵面的气动阻力减小。
9.根据权利要求3所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:加油锥套在释放、对接、回收过程中,通过飞控系统(6)测得的锥套的速度、姿态和位置数据,主动控制若干组转向舵机(5)带动曲面形栅格舵(1)偏转一定的角度,通过主动控制曲面形栅格舵(1)的偏转角度使各方向上的气动力叠加后形成差动力,以控制栅格舵产生的不同气动升力产生的差动力来控制锥套姿态。
10.根据权利要求1~9任意一项所述的一种栅格舵式空中加油主动增稳锥套,其特征在于:所述曲面形栅格舵(1)的数量为四个,四个曲面形栅格舵(1)在锥杯(4)的圆周面上均布。