三轴承推力矢量喷管运动学建模及试验

作     者：王向阳 朱纪洪 刘凯 郑意 WANG Xiangyang;ZHU Jihong;LIU Kai;ZHENG Yi

作者机构：清华大学航天航空学院北京100084 清华大学计算科学与技术系北京100084 兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 

出 版 物：《航空学报》 (Acta Aeronautica et Astronautica Sinica)

年 卷 期：2014年第35卷第4期

页      面：911-920页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(60974339)~~ 

主　　题：三轴承推力矢量喷管 垂直 短距起降 运动学模型 逆运动学控制规律 缩比模型试验 

摘      要：三轴承推力矢量(3BSD)喷管是实现大角度偏转的推力矢量主要形式,主要应用于垂直/短距起降(V/STOL)飞机。喷管由3段组成,相邻两段通过轴承连接,喷管与发动机出口也通过轴承连接,因此形成了3对转动副,通过3对转动副的转动喷管可以实现偏转到特定的角度及方向。三轴承推力矢量喷管运动学模型是其控制器设计及应用的前提,通过喷管固联坐标系逐级坐标转换的方法得到喷管运动学模型。通过几何关系分析说明了三轴承推力矢量喷管的基本原理,对推力矢量偏转大小/方向与三级喷管转角之间的非线性关系进行了分析,在3条基本假设的基础上提出了喷管逆运动学控制规律,并利用一个缩比喷管进行了试验验证。试验结果表明,所建立模型可以反映喷管运动学特性,逆运动学控制规律可应用于喷管开环控制。