一種飛機方向舵的隨動增效器的制作方法

本發明屬于飛行器的氣動、結構設計技術領域，具體涉及一種用于飛機方向舵的增效裝置—隨動增效器。

背景技術：

飛機通過方向舵操縱航向運動。在飛機重心位置固定，且來流方向不變的情況下，方向舵在一定偏度范圍內，偏度越大則產生的偏航力矩就越大。在方向舵翼面積一定的條件下，若要提高方向舵單位偏度下的偏航力矩，即提高方向舵的操縱效率，可以通過隨舵面偏轉方向增加舵面彎度的方式實現。麥道公司運用這一原理，曾為客機dc-10設計了二段方向舵的構型解決偏航操縱效率不足的問題，這與機翼設置多段襟翼裝置增升的氣動原理類似，但是二段方向舵的結構和操縱方式較為復雜。在飛機增升裝置中，格尼襟翼是在翼型后緣下表面垂直放置一塊高度約為1％-2％弦長的固定小板，以無需人工操縱的小巧結構便能夠達到增加升力的目的。若將格尼襟翼增升原理應用到方向舵上作為一種增效器，既可以提高偏航操縱效率，又可以避免二段方向舵的不足。常見的格尼襟翼為固定結構，即便是斯托姆斯等人提出的開裂式格尼襟翼也是單向偏轉格尼襟翼，而飛機的方向舵需要向左、右兩個方向偏轉，要求增效器能夠與方向舵同向偏轉，因此該裝置需要具有隨動能力。

技術實現要素：

本發明的目的在于通過在固定翼飛機的方向舵上附加一種結構簡單的隨動增效機構，提高方向舵的氣動操縱效率。

本發明采用以下技術手段實現：一種用于飛機方向舵的隨動增效器，包括增效器翼面和輪軸傳動機構，所述增效器翼面的前緣與方向舵的后緣鉸接，所述輪軸傳動機構包括方向舵下端的前輪軸、后輪軸和傳動索，該前輪軸固定在機身上且不旋轉，該后輪軸與增效器翼面的鉸接軸固定連接且不旋轉，所述傳動索以“8”字形交叉的形式套接在所述前輪軸和后輪軸上。

進一步地，所述增效器翼面的弦長不超過方向舵的弦長的5％。

進一步地，所述前輪軸靠近方向舵偏轉軸，其半徑為rr，所述后輪軸的半徑為rg，rr<5rg且rg>3rg。

進一步地，通過設置所述前輪軸3和后輪軸5的半徑之比，調整增效器翼面1的使用效果。

進一步地，rr＝4.5rg。

進一步地，當方向舵2轉動時，所述后輪軸3在所述傳動索7的拉動作用下，帶動增效器翼面1相對于方向舵2產生相同方向的轉動。

進一步地，所述前輪軸5和后輪軸3具有凹槽或周向的齒。

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

第一，本發明通過增加一種隨動機構，將格尼襟翼增升原理應用于提高方向舵操縱效率，改變了格尼襟翼均為固定在翼面后緣的結構形式，拓展了格尼襟翼的應用范圍，使其不再局限于增升裝置，也可以成為航向操縱的增強裝置。

第二，本發明為方向舵增加了增效器，相對于同構型的普通方向舵，相同偏度下能夠明顯增加側力，從而提高偏航操縱效率。

第三，本發明相對于二段方向舵，本發明的增效器翼面小，結構簡單且無需人工操縱，有利于減輕飛機重量，降低飛機操縱復雜度。

第四，本發明相對于二段方向舵，增阻較小。

附圖說明

圖1是本發明方向舵的隨動增效器結構示意圖；

圖2是方向舵的俯視示意圖。

具體實施方式

本發明可通過如下實施例實現。

如圖1所示，一種用于飛機方向舵的隨動增效器包括增效器翼面1和輪軸傳動機構，增效器翼面1的前緣與方向舵2的后緣鉸接，且輪軸傳動機構驅動增效器翼面1跟隨方向舵2同向偏轉。

所述增效器翼面1的弦長為垂直尾翼弦長的0.2％。

所述的輪軸傳動機構包括固定安裝在機身上且不旋轉的前輪軸5、固定安裝在所述增效器翼面1的鉸接軸4底端的后輪軸3和傳動索7，所述兩個輪軸都具有對傳動索限位的凹槽。

后輪軸3的半徑為rg，前輪軸5的半徑為rr，固定安裝在方向舵2的下方且靠近方向舵偏轉軸6，且不隨方向舵2轉動，rr＝4.5rg。

傳動索7以“8”字形交叉形式漲緊套接在前輪軸3和后輪軸5上，能夠令后輪軸3跟隨前輪軸5做反向轉動。

當方向舵2轉動時，帶動增效器翼面1轉動，增效器翼面1底部的后輪軸3在所述傳動索7的拉動作用下，帶動增效器翼面1相對于方向舵2轉動。

當方向舵2偏轉δr時，前輪軸5相對方向舵而言是反向轉動δr，此相對轉動使得傳動索7拉動后輪軸3發生與方向舵2同向的轉動，帶動增效器翼面1相對于方向舵2發生偏轉δg，偏轉角度δr：δg＝rg：rr，當方向舵2向左或向右偏轉20°時，增效器翼面1隨之向左或向右偏轉90°。

技術特征：

技術總結
本發明屬于飛行器的氣動、結構設計技術領域，具體涉及一種用于飛機方向舵的增效裝置—隨動增效器。本發明的目的在于通過在固定翼飛機的方向舵上附加一種結構簡單的隨動增效機構，包括增效器翼面和輪軸傳動機構，所述增效器翼面的前緣與方向舵的后緣鉸接，所述輪軸傳動機構包括方向舵下端的前輪軸、后輪軸和傳動索，該前輪軸固定在機身上且不旋轉，該后輪軸與增效器翼面的鉸接軸固定連接且不旋轉，所述傳動索以“8”字形交叉的形式套接在所述前輪軸和后輪軸上。相對于同構型的普通方向舵，相同偏度下能夠明顯增加側力，從而提高偏航操縱效率。

技術研發人員：王鋼林;李欣源;張文琦;鄭遂;張國鑫
受保護的技術使用者：中國航空研究院
技術研發日：2017.03.02
技術公布日：2017.07.28