推力矢量喷管的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及属于飞行器技术领域，具体涉及一种安装于飞行器尾部的推力矢量喷管。
【背景技术】
[0002]飞机依靠副翼、升降舵和方向舵等各种气动舵面在空中做6个自由度的运动。这种气动舵面在飞机低速时效率很低，在高速时，如超声速飞行时其气动阻力又很大。同时，飞机在气流中工作的迎角范围必须严格控制，否则极易失速，使飞机进入螺旋状态而失控。
[0003]为了避免上述问题，可借助喷气发动机的推力，通过改变喷气流的方向产生的力矩来操纵飞机，此即为推力矢量控制(TVC-Technical of Victory Control)技术。当发动机的喷管扩张段偏转某一角度时，便产生推力的法向和侧向分量，以及相对飞机重心的力矩。在适当的偏角范围内，推力矢量是很有效的。一般最大使用偏转角可以达到±20°，前飞推力的损失约6%。由于发动机尾喷口距飞机重心较远，飞机的推力比各种控制面所产生的气动力要大得多，所以推力矢量可以产生较大的操纵力矩。当飞机低速飞行时，利用推力矢量的力矩效果可以有效地克服气动舵面操纵效率低的缺点。此外，在飞机的起飞、爬升和转弯机动中，均可以直接利用推力矢量产生操纵力矩，提高飞机的机动性。此外，采用推力矢量控制技术，可以减小飞机的操纵舵面(包括方向舵和升降舵)，甚至取消，从而大幅度降低操纵舵面的阻力，有利于超声速巡航。
[0004]目前，国际上推力矢量控制技术主要采用的是机械式排气矢量偏转喷管结构。代表性的结构有F-22/F119发动机采用的收扩式二元矢量喷管，苏-35/AL-31F改型发动机采用的俯仰式轴对称矢量喷管，普惠(P&W)公司开发的取代二元收扩式矢量喷管的球面收敛调节片矢量喷管(SCFN)，以及GE公司的轴对称矢量喷管(AVEN)。虽然现有矢量喷管能够提高战斗机的空中机动性能，但是不足之处或是该尾喷管只能进行达到二元矢量(即上下偏转)的层级。或是该三元矢量尾喷管工作寿命时长达不到服役要求。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种推力矢量喷管，其能够辅助飞行器航向的偏转及其在较大俯仰角度下仍具备良好的机动性能，使其具有在大仰角下抗失速性能，有效提升飞行器空中的敏捷性和机动性能。
[0006]为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的:
[0007]一种推力矢量喷管，包括2个结构相同、且安装方向沿飞行方向为轴相错旋转90°的功能组件串接而成，即实现左右偏转功能的第一功能组件和实现上下偏转功能的第二功能组件；其中第一功能组件的前部与飞行器的发动机排气管相连通，第二功能组件的前部与第一功能组件的后部相连通；或者第二功能组件的前部与飞行器的发动机排气管相连通，第一功能组件的前部与第二功能组件的后部相连通。
[0008]上述第一功能组件由2个第一前液压作动筒、2个第一后液压作动筒和5节套管组成，其中5节套管从前至后依次为，位于最前部的第一前接套管、位于中部前侧的第一前扇形套管、位于正中部的第一平行套管、位于中部后侧的第一后扇形套管、以及位于后部的第一后接套管；
[0009]第一前接套管为呈正方形的套管；
[0010]第一前扇形套管的开口呈正方形环状，且第一前扇形套管的左侧壁和右侧壁形状和大小一致，即均为扇形的垂直平板，下侧壁为矩形的下凸弧形板，上侧壁为连接左右侧壁顶端的上活页；第一前扇形套管的下侧壁的后边缘的外侧设有沿该边缘走向延伸的下限位条;
[0011]第一平行套管的开口呈正方形环状，且第一平行套管的左侧壁和右侧壁的形状和大小一致，即均为两个扇形组合而成的类平行四边形的垂直平板，上侧壁为矩形的上凸弧形板，下侧壁为矩形的下凸弧形板；第一平行套管的上侧壁的后边缘的内侧设有沿该边缘走向延伸的上限位条；第一平行套管的下侧壁的前边缘的内侧也设有沿该边缘走向延伸的下限位条；第一平行套管的上侧壁的前边缘处设有沿该边缘走向延伸，即连接左右侧壁上部前端的上活页；第一平行套管的下侧壁的后边缘处设有沿该边缘走向延伸，即连接左右侧壁下部后端的下活页；
[0012]第一后扇形套管的开口呈正方形环状，且第一后扇形套管的左侧壁和右侧壁的形状和大小一致，即均为扇形的垂直平板，上侧壁为矩形的上凸弧形板，下侧壁为连接左右侧壁底端的下活页；第一后扇形套管的上侧壁的前边缘的外侧设有沿该边缘走向延伸的上限位条；
[0013]第一后接套管为呈正方形的套管；
[0014]第一前扇形套管的前端即左右和上下侧壁的前边缘紧密套入第一前接套管的后端即左右和上下侧壁的后边缘，并固接在一起，即第一前接套管的内径大于等于第一前扇形套管的外径，第一前扇形套管的上活页与第一平行套管的上活页相互配合，并安装在一起，第一前扇形套管内嵌在第一平行套管的前部；第一后扇形套管的下活页与第一平行套管的下活页相互配合，并安装在一起，第一后扇形套管内嵌在第一平行套管的后部；第一后扇形套管的后端即左右和上下侧壁的后边缘与第一后接套管的前端即左右和上下侧壁的前边缘固接在一起；即两套管口径相等；2个第一前液压作动筒的前端分别固定在第一前接套管的左右侧壁的下部，2个第一前液压作动筒的后端则分别固定在第一平行套管的左右侧壁的前上部；2个第一后液压作动筒的前端分别固定在第一平行套管的左右侧壁的后下部，2个第一后液压作动筒的后端则分别固定在第二前接套管的左右侧壁的上部；
[0015]上述第二功能组件由2个第二前液压作动筒、2个第二后液压作动筒和5节套管组成，其中5节套管从前至后依次为:位于最前部的第二前接套管、位于中部前侧的第二前扇形套管、位于正中部的第二平行套管、位于中部后侧的第二后扇形套管、以及位于后部的第二后接套管；上述每节套管均由金属薄壁板制成；
[0016]第二前接套管为呈正方形的套管；第二前接套管的开口孔径略大于第一功能组件的第一后接套管的孔径；即第二前接套管的内径大于等于第一后接套管的外径，以实现两套管的紧密套接，第二前接套管的套管壁上开设有多个贯通的螺杆孔，这样螺杆孔沿第二前接套管的圆周方向环绕，并呈等距分布；每个螺杆孔的内部各带有一锁紧螺杆；锁紧螺杆的前端位于套管壁的内侧，后端朝外位于套管壁的外侧；
[0017]第二前扇形套管的开口呈正方形环状，且第二前扇形套管的上侧壁和下侧壁的形状和大小一致，即均为扇形的水平平板，左侧壁为矩形的左凸弧形板，右侧壁为连接左右侧壁底端的右活页；第二前扇形套管的左侧壁的后边缘的外侧设有沿该边缘走向延伸的左限位条；
[0018]第二平行套管的开口呈正方形环状，且第二平行套管的上侧壁和下侧壁的形状和大小一致，即均为两个扇形组合而成的类平行四边形的水平平板，右侧壁为矩形的右凸弧形板，左侧壁为矩形的左凸弧形板；第二平行套管的右侧壁的后边缘的内侧设有沿该边缘走向延伸的右限位条；第二平行套管的左侧壁的前边缘的内侧也设有沿该边缘走向延伸的左限位条；第二平行套管的右侧壁的前边缘处设有沿该边缘走向延伸，即连接上下侧壁右部前端的右活页；第二平行套管的左侧壁的后边缘处设有沿该边缘走向延伸，即连接上下侧壁左部后端的左活页；
[0019]第二后扇形套管的开口呈正方形环状，且第二后扇形套管的上侧壁和下侧壁的形状和大小一致，即均为扇形的水平平板，右侧壁为矩形的右凸弧形板，左侧壁为连接左右侧壁底端的左活页；第二后扇形套管的右侧壁的前边缘的外侧设有沿该边缘走向延伸的右限位条；
[0020]第二后接套管为呈正方形的套管；
[0021]第二前扇形套管的前端即左右和上下侧壁的前边缘紧密套入第二前接套管的后端即左右和上下侧壁的后边缘，并固接在一起；即第二前接套管的内径大于等于第二前扇形套管的外径，第二前扇形套管的右活页与第二平行套管的右活页相互配合，并安装在一起，第二前扇形套管内嵌在第二平行套管的前部；第二后扇形套管的左活页与第二平行套管的左活页相互配合，并安装在一起，第二后扇形套管内嵌在第二平行套管的后部；第二后扇形套管的后端即左右和上下侧壁的后边缘与第二后接套管的前端即左右和上下侧壁的前边缘固接在一起，即两套管口径相等；2个第二前液压作动筒的前端分别固定在第二前接套管的上下侧壁的下部，2个第二前液压作动筒的后端则分别固定在第二平行套管的上下侧壁的前上部；2个第二后液压作动筒的前端分别固定在第二平行套管的上