一种飞机大迎角俯仰控制方法与流程

本发明属于飞机设计技术领域，涉及一种大迎角俯仰控制方法。

背景技术：

目前飞机常用的俯仰舵面包括设置在平尾或鸭翼上的升降舵，或全动平尾、全动鸭翼，或对于无尾布局布置在机翼后缘的升降副翼，或布置在V型尾翼上的升降方向舵。控制方法是通过向上或向下偏转舵面，改变了俯仰控制翼面的弯度，从而改变了作用在俯仰控制翼面上的升力，最终实现俯仰控制；或者通过改变全动平尾或全动鸭翼的迎角，从而改变了作用在平尾或鸭翼上的升力，最终实现俯仰控制。

对于高机动飞机，作大迎角飞行时，当迎角大到一定程度后，翼面会失速，使得布置在翼面上的升降陀效率急剧降低，甚至会出现操纵反效，对于全动平尾和全动鸭翼也如此。因此，提高大迎角飞行的俯仰控制能力，一直是高机动飞机需要攻克的关键技术。部分飞机是通过发动机推力矢量来进行俯仰控制，解决此问题，但发动机推力矢量一方面使系统更复杂、重量增加，另一方面会损失推力。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种具备较高控制效率、不易失效的飞机大迎角俯仰控制方法。

本发明的技术解决方案是，

一种飞机大迎角俯仰控制方法，本方法通过改变俯仰控制翼面在飞机水平面上的投影面积，从而改变作用在控制舵面上的法向力，进而改变作用在飞机上的俯仰力矩，最终达到飞机俯仰控制的目的。

俯仰控制翼面包括平尾或鸭翼。

当俯仰控制翼面为鸭翼时，控制方法如下：当飞机平飞时，鸭翼处于中立位置；当飞机在大迎角飞行需要抬头时，鸭翼面积增加，在飞机水平面上的投影面积增加，产生抬头力矩；当飞机在大迎角飞行需要低头时，鸭翼面积减小，在飞机水平面上的投影面积减小，产生低头力矩。

当俯仰控制翼面为平尾时，控制方法如下：当飞机在大迎角飞行需要抬头时，平尾面积减小，在飞机水平面上的投影面积减小，产生抬头力矩；当飞机在大迎角飞行需要低头时，平尾面积增加，在飞机水平面上的投影面积增加， 产生低头力矩。

本发明具有的优点和有益效果，本发明采用改变俯仰控制翼面面积来实现俯仰控制，在大迎角时仍具有很高的俯仰控制效率、不易失效的优点，具有很强的大迎角飞行控制能力。

附图说明

图1为鸭式布局大迎角俯仰控制方法示意图。

图2为通过伸缩方式改变俯仰控制翼面在飞机水平面上的投影面积示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

鸭式布局主要由机身1、机翼2和鸭翼3及其他要素组成，机身1上开有可容纳鸭翼的槽4，在鸭翼前缘根部的机身上布置转轴5，与机身水平面垂直，鸭翼3可绕转轴5转动。

当飞机平飞时，鸭翼3处于中立位置，如图1中的位置A所示；当飞机在大迎角飞行需要抬头时，鸭翼3向外转动，在飞机水平面上(oxy平面)的投影面积增加，作用在鸭翼3上的法向力(z方向上的力)增加，由于鸭翼3在重心o之前，产生抬头力矩；当飞机在大迎角飞行需要低头时，鸭翼3向内转动(可直至全部收入机身内)，在飞机水平面上(oxy平面)的投影面积减小，作用在鸭翼3上的法向力(z方向的力)减小，由于鸭翼在重心之前，产生低头力矩。

对于正常式布局，俯仰控制翼面为平尾。平尾改变翼面积的结构实现方式与鸭翼相同。但由于平尾在重心o之后，平尾的转动方向应与鸭翼相反。当飞机在大迎角飞行需要抬头时，平尾向内转动，在飞机水平面上的投影面积减小，从而作用在平尾上的法向力减小，产生抬头力矩；当飞机在大迎角飞行需要低头时，平尾向外转动，在飞机水平面上的投影面积增加，从而作用在平尾上的法向力增加，产生低头力矩。

除通过绕转轴5转动改变俯仰控制翼面在水平面上的投影面积外，还可以通过伸缩的方式改变俯仰控制翼面在水平面上的投影面积外。实施方式如图2所示，在机身上开有可容纳俯仰控制翼面3的槽4，同时设置导轨6，俯仰控制翼面4可以沿导轨6滑动，当俯仰控制翼面4向外滑动时，其在飞机水平面上的投影面积增加，当俯仰控制翼面4向内滑动时，其在飞机水平面上的投影面积减小。