一种飞艇尾部矢量推力装置的制作方法

文档序号:4141852阅读:258来源:国知局
专利名称:一种飞艇尾部矢量推力装置的制作方法
技术领域
本技术涉及一种飞艇尾部矢量推力装置,该装置用于飞艇飞行过程中的俯仰、偏航姿态调节,并可辅助提高飞艇的飞行速度,属于浮空器控制领域。
背景技术
现有飞艇主要依靠尾翼舵面(蒙皮骨架式或充气膜式)偏转,实现飞艇的俯仰、偏航控制,从而实现飞艇的转弯、爬升、下降等动作。尾翼舵面(蒙皮骨架式或充气膜式)的偏转效果受到风载大小的限制,偏转范围一般在±30°范围内。依靠尾翼舵面偏转实现飞艇姿态调节主要存在两个问题一是随着飞艇体积的逐渐增大,飞艇囊体长度增加,尾翼在飞 艇上的安装位置(一般尾翼根前缘在距离囊体头部为艇身长度75%的位置)距离飞艇质心越远,尾翼的控制力臂较长,在受到风载作用下,尾翼舵面很难在短时间内克服飞艇的抬头/低头力矩,从而实现姿态的调整;二是随着飞艇飞行高度逐渐增高(目前各国研制飞艇飞行高度目标为20km左右),飞艇工作环境的风场变化剧烈,在穿越激流层时,最大风速达到120m/s的量级,而在20km高度平飞期间,风速普遍在10m/S以下,这样大的风场差异,对尾翼结构设计和依靠风场作用实现姿态调节带来困难。

发明内容
本发明旨在克服现有技术的不足,提供一种响应速度更快、控制范围更广、调节使用灵活的飞艇姿态调节装置,实现不依赖于外界风场快速调节飞艇俯仰和偏航姿态的目的。为实现上述目的,本发明提供的技术方案为
所述飞艇尾部矢量推力装置包括后端装有两自由度转台底座的尾锥;所述两自由度转台底座与转台控制器连接;z轴旋转体通过两端的A螺旋轴安装于两自由度转台底座上,Z轴旋转体可绕A螺旋轴进行铅垂面内±90°偏转;Y轴旋转体通过两端的B螺旋轴安装于Z轴旋转体上,Y轴旋转体可绕B螺旋轴进行水平面内±90°偏转;所述Y轴旋转体上装有推力装置;所述推力装置与推力装置控制器连接,推力装置通过Z轴旋转体和Y轴旋转体的偏转实现矢量推力。其中,所述尾锥采用圆台式结构,其前端通过搭扣和张线与飞艇囊体尾部连接,后端通过螺钉与两自由度转台底座连接;所述推力装置为电机或者为油机与螺旋桨的组合装置;所述转台控制器安装于飞艇尾部控制柜中;所述推力装置控制器安装于Z轴旋转体或Y轴旋转体上。与现有技术相比,本发明的有益效果为
本发明中,Z轴旋转体和Y轴旋转体的偏转带动推力装置,使其可以在艇体水平面和铅垂面内进行±90°范围内倾转,产生一定的矢量推力,从而实现飞艇俯仰、偏航姿态调整和辅助加速的作用。显著提高了飞艇姿态(俯仰、偏航)调节的响应速度,增大了控制力矩,辅助增加飞行速度,提高了飞艇的环境适应能力。


图I为本发明飞艇尾部矢量推力装置结构示意图。图中1 一尾锥,2 —两自由度转台底座,3 — Z轴旋转体,4 一 Y轴旋转体,5 —推力装置,6-A螺旋轴;7-B螺旋轴;注坐标系以飞艇头部顶点为原点,ox轴正向与主气囊中心轴平行指向艇尾,oy轴正向与主气囊中心轴垂直指向上。
具体实施例方式实施例I
参见图1,所述飞艇尾部矢量推力装置包括后端装有两自由度转台底座2的尾锥I ;所述两自由度转台底座2与转台控制器连接;Z轴旋转体3通过两端的A螺旋轴6安装于两自由度转台底座2上,Z轴旋转体3可绕A螺旋轴6进行铅垂面内±90°偏转;Y轴旋转体 4通过两端的B螺旋轴7安装于Z轴旋转体3上,Y轴旋转体4可绕B螺旋轴7进行水平面内±90°偏转;所述Y轴旋转体4上装有推力装置5 ;所述推力装置5与推力装置控制器连接。其中,所述尾锥I为圆台式结构,尾锥I前端通过搭扣和张线与飞艇囊体尾部连接,尾锥I后端通过螺钉与两自由度转台底座2连接;所述推力装置5为电机。
权利要求
1.一种飞艇尾部矢量推力装置,其特征在于,所述飞艇尾部矢量推力装置包括后端装有两自由度转台底座(2)的尾锥(I);所述两自由度转台底座(2)与转台控制器连接;2轴旋转体(3)通过两端的A螺旋轴(6)安装于两自由度转台底座(2)上,Z轴旋转体(3)可绕A螺旋轴(6)进行铅垂面内±90°偏转;Y轴旋转体(4)通过两端的B螺旋轴(7)安装于Z轴旋转体(3 )上,Y轴旋转体(4 )可绕B螺旋轴(7 )进行水平面内± 90 °偏转;所述Y轴旋转体(4)上装有推力装置(5);所述推力装置(5)与推力装置控制器连接。
2.如权利要求I所述的飞艇尾部矢量推力装置,其特征在于,所述尾锥(I)前端通过搭扣和张线与飞艇囊体尾部连接,尾锥(I)后端通过螺钉与两自由度转台底座(2)连接。
3.如权利要求I所述的飞艇尾部矢量推力装置,其特征在于,所述推力装置(5)为电机。
4.如权利要求I所述的飞艇尾部矢量推力装置,其特征在于,所述推力装置(5)为油机与螺旋桨的组合装置。
5.如权利要求I至5任一项所述的飞艇尾部矢量推力装置,其特征在于,所述转台控制器安装于飞艇尾部控制柜中;所述推力装置控制器安装于Z轴旋转体(3)或Y轴旋转体(4)上。
全文摘要
本发明公开了一种飞艇尾部矢量推力装置。它主要由尾锥、两自由度转台底座、Z轴旋转体、Y轴旋转体和推力装置组成,本发明的尾部矢量推力装置工作时,Z轴旋转体和Y轴旋转体的偏转带动推力装置,使其可以在艇体水平面和铅垂面内进行±90°范围内倾转,产生一定的矢量推力,从而实现飞艇俯仰、偏航姿态调整和辅助加速的作用。显著提高了飞艇姿态(俯仰、偏航)调节的响应速度,增大了控制力矩,辅助增加飞行速度,提高了飞艇的环境适应能力。
文档编号B64B1/24GK102874400SQ20121040367
公开日2013年1月16日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者罗义平, 侯远波, 李和飞, 蹇洁 申请人:湖南航天机电设备与特种材料研究所
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