一种二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管的制作方法

本申请属于航空发动机设计技术领域，特别涉及一种二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管。

背景技术：

二元矢量喷管具有较好的矢量功能，使飞机在作战环境中具有较强的机动性，具备较高的作战性能。控制系统是二元矢量喷管的“神经中枢”，在喷管状态调整与控制中起决定作用。二元矢量喷管采用电传控制系统，系统可靠性问题至关重要。

由于对电传操纵系统可靠性的信任度不够，亟需设计机械同步机构，保证电传控制系统出现故障时，二元矢量喷管上下两收敛调节片仍可按设计要求运动。

二元矢量喷管配装飞机时，飞机对安全性能要求极高。当电传控制系统失效后，仍要保证喷管可按照设计要求工作，直至安全着陆。二元矢量喷管现有技术方案中，未进行同步机构设计。偏转状态下，上下两收敛调节片受力不同，一旦电传控制系统发生故障，收敛调节片在异步力的作用下无法实现同步偏转。

技术实现要素：

本申请的目的是提供了一种二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管，以解决上述任一问题。

本申请的技术方案是：一种二元矢量喷管同步机构，其包括：第一摇臂，所述第一摇臂可转动的设置在左侧壁和右侧壁之间，且所述第一摇臂通过第一拉杆连接上收敛调节片；第二摇臂，所述第二摇臂可转动的设置在左侧壁和右侧壁之间，且所述第二摇臂通过第二拉杆连接下收敛调节片；第一驱动机构，所述第一驱动机构一端铰接于二元矢量喷管圆转方段，另一端铰接第一摇臂以驱动所述第一摇臂转动；第二驱动机构，所述第二驱动机构一端铰接于二元矢量喷管圆转方段，另一端铰接第二摇臂以驱动所述第二摇臂转动；以及至少一套的第一同步连杆、第二同步连杆、滑道和滑块，所述第一同步连杆、第二同步连杆、滑道和滑块设置在左侧壁或右侧壁，所述第一同步连杆和第二同步连杆均为二段式结构，所述第一同步连杆一端与所述第一摇臂相对固定，所述第二同步连杆一端与所述第二摇臂相对固定，所述第一同步连杆和第二同步连杆通过滑块铰接且置于所述滑道内。

在本申请中，所述第一摇臂包括第一转动杆及第一传动部，所述第一转动杆与所述第一传动部相对固定，所述第一传动部一端与第一驱动机构铰接，另一端与第一拉杆铰接，且所述第一传动部的两端轴线具有预设角度；所述第二摇臂包括第二转动杆及第二传动部，所述第二转动杆与所述第二传动部相对固定，所述第二传动部一端与第二驱动机构铰接，另一端与第二拉杆铰接，且所述第二传动部的两端轴线具有预设角度。

在本申请中，所述第一同步连杆包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆和第二连杆之间铰接，所述第一连杆另一端与第一摇臂的第一转动杆相固定，所述第二连杆与第二同步连杆铰接；所述第二同步连杆包括第三连杆和第四连杆，所述第三连杆和第四连杆之间铰接，所述第三连杆另一端与第二摇臂的第二转动杆相固定，所述第四连杆与第一同步连杆的第二连杆铰接。

在本申请中，所述第一同步连杆、第二同步连杆、滑道和滑块为两套，分别设置在左侧壁和右侧壁，两套的第一同步连杆、第二同步连杆、滑道和滑块以第一驱动机构和/或第二驱动机构所在平面对称。

在本申请中，所述滑道具有以滑道轴线对称的第一开口和第二开口，以使得所述第一开口引导的第一同步连杆和所述第二开口引导的第二同步连杆沿所述滑道轴线移动。

在本申请中，所述滑块包括柱体及压持部，所述柱体用于铰接第一同步连杆和第二同步连杆，以及所述压持部用于通过回形部与所述滑道开设第一开口和第二开口后产生的筋肋卡接。

本申请还提供了一种二元矢量喷管，所述二元矢量喷管包括二元矢量喷管圆转方段、左侧壁、右侧壁及上收敛调节片、下收敛调节片，所述左侧壁和右侧壁固定在所述二元矢量喷管圆转方段的左右两侧，所述上收敛调节片和下收敛调节片可偏转的设置在所述二元矢量喷管圆转方段的上下两侧，其还包括如上任一所述的二元矢量喷管同步机构。

本申请的二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管可以在电传控制系统正常工作时，通过两驱动机构控制上下两收敛调节片偏转速度相同、方向相反的运动；当电传控制系统发生故障导致其一的驱动机构失效时，在另一驱动机构下具备均衡上下两收敛调节片异步力，使收敛调节片仍能保持偏转速度相同、方向相反的运动。本申请的二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管具备同步调节能力，且结构简单、重量较低、可靠性强、加工装配方便。

附图说明

为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，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申请的一些实施例。

图1为本申请的二元矢量喷管同步机构示意图。

图2为本申请的滑道示意图。

图3为本申请的滑块示意图。

图4为本申请的同步连杆、滑块和滑道连接方式示意图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

在本申请的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。

本申请的目的是提供一种二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管，当电传控制系统发生故障导致其一的驱动机构不能工作时，仍能具备均衡上下两收敛调节片受到的异步力，使收敛调节片被动同步的作用；当电传控制系统正常工作时，可控制上下两收敛调节片偏转速率相同、方向相反的运动。

如图1至图4所示，本申请的二元矢量喷管同步机构包括第一摇臂43、第二摇臂53、第一驱动机构42、第二驱动机构52和至少一套的第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24。

其中，二元矢量喷管具有一二元矢量喷管圆转方段10，左侧壁20和右侧壁30固定在二元矢量喷管圆转方段10的左右两侧，上收敛调节片40 和下收敛调节片50设置在二元矢量喷管圆转方段10的上下两侧，上收敛调节片40和下收敛调节片50在被驱动的情况下，可以实现收敛。

第一摇臂43可转动的设置在左侧壁20和右侧壁30之间，且穿过左侧壁20和右侧壁30，第一摇臂43通过第一拉杆44连接上收敛调节片40。第二摇臂53可转动的设置在左侧壁20和右侧壁30之间，且穿过左侧壁20和右侧壁30，第二摇臂53通过第二拉杆54连接下收敛调节片50。第一驱动机构42一端铰接于二元矢量喷管圆转方段10上的第一安装座41，另一端铰接第一摇臂43以驱动第一摇臂43转动，第二驱动机构52一端铰接于二元矢量喷管圆转方段10上的第二安装座51，另一端铰接第二摇臂53以驱动第二摇臂53转动。至少一套的第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24，第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24设置在左侧壁20或右侧壁30，第一同步连杆21和第二同步连杆22均为二段式结构，第一同步连杆21一端与第一摇臂43相对固定，第二同步连杆22 一端与第二摇臂53相对固定，第一同步连杆21和第二同步连杆22通过滑块24铰接且嵌入滑道23内。通过滑块24在滑道23的水平运动，使同步机构既可适应收敛调节片正常偏转特性，又具备克服收敛调节片的异步力使其被动同步。

在本申请中，第一摇臂43包括第一转动杆431及第一传动部432，第一转动杆431与第一传动部432相对固定，第一传动部432一端与第一驱动机构42铰接，另一端与第一拉杆44铰接，且第一传动部432的两端轴线具有预设角度。

同样的，第二摇臂53包括第二转动杆531及第二传动部532，第二转动杆531与第二传动部532相对固定，第二传动部532一端与第二驱动机构 52铰接，另一端与第二拉杆54铰接，且第二传动部532的两端轴线具有预设角度。其中，预设角度通常为钝角，大约在160度左右，具体角度可根据实际使用情况调节。

其中，第一摇臂43和第二摇臂53，以及与第一摇臂43铰接的第一驱动机构42和与第二摇臂53铰接的第二驱动机构52以二元矢量喷管的水平中心面对称设置。

在本申请中，第一同步连杆21包括第一连杆211和第二连杆212，第一连杆211和第二连杆212之间铰接，第一连杆211另一端与第一摇臂43的第一转动杆431相固定，第二连杆212与第二同步连杆22铰接。

同样的，第二同步连杆22包括第三连杆221和第四连杆222，第三连杆221和第四连杆222之间铰接，第三连杆221另一端与第二摇臂53的第二转动杆531相固定，第四连杆222与第一同步连杆21的第二连杆212铰接。

其中，第一同步连杆21和第二同步连杆22同样以二元矢量喷管的水平中心面对称设置。

在本申请中，第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24 为两套，分别设置在左侧壁20和右侧壁30，两套的第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24以第一驱动机构42和/或第二驱动机构52 所在平面对称，即以二元矢量喷管的竖直中心面对称设置。

需要说明的是，当同步机构中的第一同步连杆21、第二同步连杆22、滑道23和滑块24为一套时，仍能实现本申请的功能，但由于第一转动杆 431和第二转动杆531具有两端，仅驱动一端可能导致驱动或被驱动不顺畅的现象产生，因此本申请中优选为两套上述机构。

在本申请中，滑道23具有以滑道23轴线对称的第一开口231和第二开口232，以使得第一开口231引导的第一同步连杆21和第二开口232引导的第二同步连杆22沿滑道23轴线移动。

在本申请中，滑块24包括柱体241及压持部242，柱体241用于铰接第一同步连杆21和第二同步连杆22，以及压持部242用于通过回形部243,244 与滑道23开设第一开口231和第二开口232后产生的筋肋233,234卡接。

本申请中的驱动机构为作动筒，可以输出直线运动。可以理解的是，驱动机构还可以是直线电机。

本申请的二元矢量喷管同步机构在控制二元矢量喷管的电传系统正常工作时，两驱动机构42、52同时驱动摇臂43、53和同步连杆21、22运动，同步连杆21、22随摇臂43、53从动，且逐渐折叠，适应上下收敛调节片40、50的偏转；当电传系统失效时(一侧驱动机构无法输出载荷，仅能实现伸缩运动)，因同步机构具备较高的抗扭能力，可均衡摇臂43、53的异步力，摇臂43、53偏转速率相同、偏转方向相反，进而使收敛调节片被动同步。

本申请的二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管在电传控制系统正常工作时，可控制上下两收敛调节片偏转速度相同、方向相反的运动；当电传控制系统发生故障导致任一驱动机构无法正常工作时，仍具备均衡上下两收敛调节片异步力，使收敛调节片保持偏转速度相同、方向相反的运动。申请的二元矢量喷管同步机构及二元矢量喷管具备同步调节能力，且结构简单、重量较低、可靠性强、加工装配方便。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。