1.本发明涉及飞行器气动设计技术领域，具体涉及一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面。
背景技术：
2.扁平融合体布局飞行器是一种机翼与机身高度融合的飞行器，因此，相比于现有常规布局飞行器，扁平融合体布局飞行器大大减轻了机翼与机身之间的干扰阻力，从而减少了飞行器总的阻力。整个扁平融合体布局飞行器形成了一个大升力面，在飞行器设计过程中，机体的气动外形可以按照气动载荷的最优分布为设计点进行设计。扁平融合体布局飞行器由于取消了平尾和立尾，机体结构可以得到简化，结构重量更轻，并且具有更好的隐身性能。因此，扁平融合体布局飞行器具有更大的航程，更久的航时，以及更强的战场生存能力，是未来飞行器发展的一个重要方向。
3.尽管拥有诸多优点，但目前扁平融合体布局飞行器还无法立刻投入实用，其中一个严重的问题在于扁平融合体布局飞行器本身稳定性较弱，且控制面容易出现三轴操纵耦合特性，从而导致控制难度大。例如，扁平融合体布局飞行器外翼段翼上阻力方向舵在产生偏航力矩的同时也将带来滚转和俯仰力矩；升降副翼主要用于产生滚转力矩，但也带来了附加的俯仰力矩。
4.因此，本发明旨在提供一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，以解决上述问题。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，以解决扁平融合体布局飞行器控制面三轴操纵耦合的问题。
6.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，包括机身和对称设于机身两侧的机翼，每组所述控制面对称分布于机身两侧，所述控制面包括一组设置于靠近机身的机翼后缘上的升降舵、一组内副翼、一组外副翼和一组扰流板，所述内副翼设置于升降舵的外侧，所述外副翼设置于内副翼的外侧，所述扰流板设置于外副翼前方的机翼上翼面，所述扰流板的宽度与外副翼一致。
7.进一步地，所述控制面设有与机翼后缘平行的转轴，所述控制面两侧端面与飞行器对称面平行，每组所述控制面之间留有缝隙，保证偏转时控制面之间不干涉。
8.进一步地，所述控制面的控制方法为：一组所述升降舵同时向上偏转或同时向下偏转可控制扁平融合体布局飞行器俯仰运动；一组所述内副翼左右交叉偏转可控制扁平融合体布局飞行器进行滚转运动；一侧所述扰流板向上偏转时，对应的外副翼向下偏转，可用于控制扁平融合体布局飞行器的偏航运动。
9.进一步地，所述控制面的前缘采用凸圆弧设置，所述机翼后缘采用凹圆弧设置，从而使得机翼与控制面之间缝隙较小，减少飞行器内部空间浪费，并且有利于控制面进行大角度偏转，增加了控制面的操纵效率；所述升降舵的最大偏角为30
°
，所述内副翼、外副翼和扰流板的最大偏角均为60
°
。
10.通过本发明的上述方案，能够实现扁平融合体布局飞行器的三轴解耦控制，提高飞行器的操纵性能。
11.与现有技术相比，本方案的有益效果：本发明的该三通道解耦控制面通过升降舵、内副翼、外副翼和扰流板组合，能够实现俯仰、滚转、偏航三通道解耦控制，解决扁平融合体布局飞行器三通道操纵耦合的问题，从而简化了扁平融合体布局飞行器的控制策略；通过合理设置控制面以及转轴的分布，使得控制面能够实现较大偏转角，从而能够获得较大的操纵效率。
附图说明
12.图1是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面的主视图；图2是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面的剖视图；图3是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面的后视图；图4是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面升降舵打开后的后视图；图5是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面内副翼打开后的后视图；图6是本发明一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面扰流板和外副翼打开后的后视图；图中：1、升降舵；2、内副翼；3、外副翼；4、扰流板；5、机身；6、机翼；7、转轴。
具体实施方式
13.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明的实施例及附图，对本发明的技术方案进行进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
14.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
15.实施例：如图1至图3所示，一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，包括一组升降舵1、一组内副翼2、一组外副翼3和一组扰流板4，每组控制面对称分布于扁平融合体布局飞行器机身5两侧。升降舵1设置在靠近机身5的机翼6后缘上，内副翼2设置在升降舵1外侧，外副翼3设置在内副翼2外侧，扰流板4设置在外副翼3前方的机翼6上翼面，宽度与外副翼3一致。控制面转轴7与机翼6后缘平行，控制面两侧端面与飞行器对称面平行，每组控制面之间留有缝隙，保证偏转时控制面之间不干涉。
16.控制面的控制方法：如图4至图6所示，一组升降舵1同时向上偏转或同时向下偏转
可控制扁平融合体布局飞行器俯仰运动；一组内副翼2左右交叉偏转可控制扁平融合体布局飞行器进行滚转运动；一侧扰流板4向上偏转时，对应的外副翼3向下偏转，可用于控制扁平融合体布局飞行器的偏航运动。
17.控制面前缘采用凸圆弧设置，相应地机翼6后缘采用凹圆弧设置，从而使得机翼6与控制面之间缝隙较小，减少飞行器内部空间浪费，并且有利于控制面进行大角度偏转，增加了控制面的操纵效率；升降舵1最大偏角可达到30
°
，内副翼2、外副翼3和扰流板4的最大偏角均可达到60
°
。
18.工作原理：该三通道解耦控制面通过升降舵1、内副翼2、外副翼3和扰流板4组合，能够实现俯仰、滚转、偏航三通道解耦控制，解决扁平融合体布局飞行器三通道操纵耦合的问题，并简化了扁平融合体布局飞行器的控制策略；通过合理设置控制面以及转轴7的分布，使得控制面能够实现较大偏转角，从而能够获得较大的操纵效率。
19.以上具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
技术特征：
1.一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，包括机身(5)和对称设于机身(5)两侧的机翼(6)，其特征是：每组所述控制面对称分布于机身(5)两侧，所述控制面包括一组设置于靠近机身(5)的机翼(6)后缘上的升降舵(1)、一组内副翼(2)、一组外副翼(3)和一组扰流板(4)，所述内副翼(2)设置于升降舵(1)的外侧，所述外副翼(3)设置于内副翼(2)的外侧，所述扰流板(4)设置于外副翼(3)前方的机翼(6)上翼面，所述扰流板(4)的宽度与外副翼(3)一致。2.根据权利要求1所述的一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，其特征在于：所述控制面设有与机翼(6)后缘平行的转轴(7)，所述控制面两侧端面与飞行器对称面平行，每组所述控制面之间留有缝隙。3.根据权利要求2所述的一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，其特征在于：所述控制面的控制方法为：一组所述升降舵(1)同时向上偏转或同时向下偏转可控制扁平融合体布局飞行器俯仰运动；一组所述内副翼(2)左右交叉偏转可控制扁平融合体布局飞行器进行滚转运动；一侧所述扰流板(4)向上偏转时，对应的外副翼(3)向下偏转，可用于控制扁平融合体布局飞行器的偏航运动。4.根据权利要求3所述的一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，其特征在于：所述控制面的前缘采用凸圆弧设置，所述机翼(6)后缘采用凹圆弧设置；所述升降舵(1)的最大偏角为30
°
，所述内副翼(2)、外副翼(3)和扰流板(4)的最大偏角均为60
°
。
技术总结
本发明公开了一种适用于扁平融合体布局飞行器的三通道解耦控制面，涉及飞行器气动设计技术领域，其技术要点为：包括机身和对称设于机身两侧的机翼，每组控制面对称分布于机身两侧，控制面包括一组设置于靠近机身的机翼后缘上的升降舵、一组内副翼、一组外副翼和一组扰流板，内副翼设置于升降舵的外侧，外副翼设置于内副翼的外侧，扰流板设置于外副翼前方的机翼上翼面，扰流板的宽度与外副翼一致。扰流板的宽度与外副翼一致。扰流板的宽度与外副翼一致。
技术研发人员：刘刚 余永刚 黄江涛 周铸 陈宪 钟世东 余龙舟 杜昕 章胜
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所
技术研发日：2022.08.22
技术公布日：2022/9/23