专利名称：一种水平尾翼调节机构的制作方法
技术领域：
本实用新型属于航空结构技术领域，具体来说，是一种可减小水平尾翼调节机构的行程新型水平尾翼调节机构。
背景技术：
随着我国民用大型飞机项目的上马，为了能够设计和制造出具有国际竞争力的民用大型飞机必须想尽一切办法发挥创造力提高民机设计水平，而细节设计是民机设计水平重要体现，所以必须尽一切可能重视细节。对于亚音速飞机的水平尾翼设计，考虑的最严重状态是起飞和着陆，因为放下襟翼飞机会产生较大的低头力矩。为保证飞机着陆平衡和起飞抬前轮，水平尾翼必须偏到最大限度，为飞机提供足够的抬头力矩。因此，设计时只要水平尾翼的操纵效率能保证满足飞机起飞和着陆的平衡要求，就会自动满足在各种可能的升力系数下飞机的飞行平衡。据有关资料介绍，上世纪90年代以后，世界上有超过70%的干线客机都采用了安装角可调式水平尾翼。相对于其它形式的水平尾翼，该形式平尾既可以满足起飞和着陆阶段的配平要求，又能够减小配平阻力、平尾面积和重量。在这种安装角可调式水平尾翼中的水平尾翼调节机构是用来保证飞机纵向平衡与稳定性及实施对飞机纵向(俯仰)操纵的重要机构，其操纵效率和可靠性是影响飞机安全的主要因素，所以提高平尾中央翼盒的细节设计水平刻不容缓。现有民用飞机普遍采用的安装角可调式水平尾翼，可调安装角的水平安定面通过固定在后部机身的后加强框上的螺旋制动器和枢轴与后部机身对接的。在后部机身1中安装有水平尾翼调节机构2，由中央翼盒201、螺杆升降机202、作动机构203构成，如图1所示，其中，螺杆升降机202、作动机构203均安装在后部机身1中的前加强框101上，中央翼盒201的前梁接头螺纹套接在螺杆升降机202中的螺杆上，中央翼盒201的后梁接头套接在后部机身1的后加强框102上的枢轴103上。由此，作动机构203将动力传递到螺杆升降机202上，带动螺杆升降机202中的螺杆转动，由此通过螺杆的转动使中央翼盒201的前梁接头在螺杆上做升降运动，由此使整个中央翼盒201产生绕枢轴的转动，从而带动水平尾翼产生转动。然而，该机构也存在一定的缺陷，那就是，中央翼盒与水平尾翼连接后，调节时整个结构将与后加强框产生干涉，为此在平尾与中央翼盒连接的地方，需要留一定的开口，但由于水平尾翼调节的角度非常小(一般在10°左右)，因此开口较小便可以满足要求，不会影响整个水平尾翼和中央翼盒的强度。还有一种方法是将后加强框断开，使中央翼盒从断开处穿过，但在断开处需要将结构加强。
发明内容为了解决上述问题，本实用新型提供一种新型水平尾翼调节机构，通过改变水平尾翼中央翼盒与枢轴间的水平位置，从而提高调节机构的操纵效率，减小功率消耗，同时改
3善平尾中央翼盒的受力情况，增加连接结构的安全性和可靠性。一种水平尾翼调节机构，位于后部机身内部，包括中央翼盒、螺杆升降机、作动机构、变速齿轮箱构成。其中，作动机构的机体端轴接在连接件上，连接件固定在前加强框上。 所述螺杆升降机由螺杆与升降件组成，升降件螺纹套接在螺杆上，升降件可在螺杆轴向上运动。作动机构的输出端通过变速齿轮箱与螺杆升降机中的丝杠一端固连。中央翼盒的前梁接头通过万向接头与螺杆升降机中的升降件固连。中央翼盒通过轴承套接在后部机身的后加强框上的枢轴上。由此，作动机构带动变速齿轮箱运动，通过变速齿轮箱减速后，将动力传递到螺杆升降机中的螺杆，带动螺杆转动，由此通过螺杆的转动使升降件在螺杆上进行升降运动，从而通过万向接头带动中央翼盒的前梁接头升降运动，使整个中央翼盒产生绕枢轴的转动， 最终带动水平尾翼产生转动。本实用新型的优点在于1、本实用新型调节机构中执行电机行程减半，操纵效率明显提高；2、本实用新型调节机构改善了中央翼盒和后部机身两个加强框的受力，从而减轻调节机构的重量，也就减轻了整个飞机的重量，提高飞机的安全性和可靠性；3、本实用新型调节机构由于执行机构行程的减小以及翼盒与后部机身两个加强框受力的改善，使得作动机构所消耗的能量减小。
图1为现有安装角可调式水平尾翼中普遍采用的平尾中央翼盒调节机构连接安装侧视示意图；图2为本实用新型水平尾翼调节机构连接安装侧视示意图；图3为本实用新型中水平尾翼调节机构连接结构图；图4为现有平尾中央翼盒与本实用新型中中央翼盒运动轨迹对比示意图。图中1-后部机身101-前加强框 102-后加强框 103-枢轴2-水平尾翼调节机构 201-中央翼盒 202-螺杆升降机 203-作动机构204-变速齿轮箱构成 205-连接件 201a_万向接头 202a_螺杆202b-升降件
具体实施方式
以下结合附图来对本实用新型作进一步说明。本实用新型一种新型水平尾翼调节机构，如图2、图3所示位于后部机身1内部， 包括中央翼盒201、螺杆升降机202、作动机构203、变速齿轮箱构成204，螺杆升降机202、 作动机构203与变速齿轮箱204均安装在后部机身1内的前加强框101上。其中，作动机构203为电动马达、舵机或液压作动筒，作动机构203的机体端轴接在连接件205上，连接件205固定在前加强框101上，通过连接件205实现作动机构203与前加强框101间的相对定位。所述螺杆升降机202由螺杆20 与升降件202b组成，升降件202b螺纹套接在螺杆20 上，升降件202b可在螺杆20 轴向上运动。作动机构203的输出端通过变速齿轮
4箱204与螺杆升降机202b中的螺杆20 —端固连。中央翼盒201的前梁接头通过万向接头201a与螺杆升降机202中的升降件202b固连。中央翼盒201通过轴承套接在后部机身 1的后加强框102上的枢轴103上，枢轴103的轴线在中央翼盒201相对侧面的中心位置。 由此，作动机构203带动变速齿轮箱204运动，通过变速齿轮箱204减速后，将动力传递到螺杆升降机中202的螺杆20 ，带动螺杆20 转动，由此通过螺杆20 的转动使升降件 202b在螺杆20 上进行升降运动，从而通过万向接头201a带动中央翼盒201的前梁接头升降运动，使整个中央翼盒201产生绕枢轴103的转动，最终带动水平尾翼产生转动。由于中央翼盒201套接在枢轴103上。如图4所示，设0点为现有平尾中央翼盒的转动枢轴，A为升降螺杆机构和中央翼盒的连接点，则AO为其运动半径；设中央翼盒调节了角度α到达BO位置，则现有平尾中央翼的运动距离为弧AB的长度。而在本实用新型中，设中央翼盒201的枢轴同样为0点，螺杆升降机的作用点为C点，可知中央翼盒201运动半径为C0，并且，AO应为CO长度的2倍； 若将中央翼盒201调节相同的角度α到达D点，则弧CD的长度为中央翼盒201运动的距离，且弧CD的长度应为弧AB的长度的一半。因此，当本实用新型中中央翼盒201和现有平尾中央翼盒调节相同的角度时，本实用新型中央翼盒201的运动距离为普通中央翼盒运动距离的一半。另外设现有平尾中央翼盒中充满燃油，则现有普通中央翼盒的重心位于C点，而本实用新型中中央翼盒201的重心位于0点。当调节机构运动角度α后，现有普通中央翼盒的重心到达D点，而本实新型中中央翼盒201的重心仍位于0点。综上可知，当水平尾翼需要偏转相同的角度时，本实用新型调节机构中的作动机构203仅需运动现有调节机构中作动机构203行程的一半，便可达到相同的调节效果，因此，将大大提高水平尾翼的操纵效率。由传力分析可知，水平尾翼所受到的力和力矩都将通过中央翼盒201传到前加强框101与后加强框102上去，因此本实用新型的调节机构可以优化后部机身1前加强框101与后加强框102中央翼盒201的受力，从而可以减轻结构重量，提高飞机的安全性和可靠性。另外，现代飞机为了增大航程，通常在中央翼盒201处布置油箱，以充分利用空间；但同时中央翼盒201在运动时带动油箱运动将产生巨大的能量浪费，而本实用新型中央翼盒201可以最大限度地减小这种能量浪费，从而降低油耗。
权利要求1.一种水平尾翼调节机构，位于后部机身内部，其特征在于包括中央翼盒、螺杆升降机、作动机构、变速齿轮箱构成；其中，作动机构的机体端轴接在连接件上，连接件固定在前加强框上；作动机构的输出端通过变速齿轮箱与螺杆升降机中的螺杆一端固连；中央翼盒的前梁接头通过万向接头与螺杆升降机中的升降件固连；中央翼盒通过轴承套接在后部机身的后加强框上的枢轴上。
2.如权利要求1所述一种水平尾翼调节机构，其特征在于所述作动机构为电动马达、 舵机或液压作动筒。
3.如权利要求1所述一种水平尾翼调节机构，其特征在于所述枢轴的轴线在中央翼盒相对侧面的中心位置。
专利摘要本实用新型一种水平尾翼调节机构，位于后部机身内部，包括中央翼盒、螺杆升降机、作动机构、变速齿轮箱构成。其中，作动机构的机体端轴接在连接件上，连接件固定在前加强框上。作动机构的输出端通过变速齿轮箱与螺杆升降机中的螺杆一端固连。中央翼盒的前梁接头通过万向接头与螺杆升降机中的升降件固连。中央翼盒通过轴承套接在后部机身的后加强框上的枢轴上。本实用新型的优点在于通过执行电机行程减半，使得作动机构所消耗的能量减小，操纵效率明显提高；改善了中央翼盒和后部机身两个加强框的受力，从而减轻调节机构的重量，也就减轻了整个飞机的重量，提高飞机的安全性和可靠性。
文档编号B64C13/24GK202213713SQ201120328000
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月2日 优先权日2011年9月2日
发明者何景武, 刘沛清, 屈秋林, 徐鹏, 田云 申请人:北京航空航天大学