【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及进口导流叶片调节机构领域，具体是适用于无人机小型涡轮喷气式发动机的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构。
技术介绍
1、可调进口导流叶片(variable inlet guide vane,vigv)联调机构是安装在航空发动机压气机机匣上的一组空间连杆机构，其可作为发动机的流动控制装置来调节静子叶片的转动规律从而改善发动机的性能稳定性，目前广泛应用于大型商用或军用飞机的喷气发动机上。可调进口导流叶片联调机构由发动机控制系统命令改变它们的角度，以便更好地匹配发动机的运行状态。可调进口导流叶片联调机构也具有防止涡轮喷气式发动机压气机发生喘振的作用。可调进口导流叶片联调机构可以调节静子叶片使其有一个初始的预旋角，预旋会减小攻角、增加压气机的质量流量从而减小喘振对压气机的影响。
2、可调进口导流叶片联调机构通常可在与涡轮发动机轴线成径向的轴线上旋转。将vigv绕其轴线或某支点旋转，以起到降低进气气流湍流度的作用。进口导流叶片的旋转使得气流攻角(aoa)相对于进气的流动方向得到优化。可调进口导流叶片联调机构可以调节静子叶片的角度，改善各级静子叶片的转动规律，使气流以最佳攻角进入压气机转子叶片，减小喘振对推进系统的危害，利用进口导流叶片的旋转特性，可以控制进入发动机压气机的气流的相对入射角度，从而防止气流分离、压气机失速，进而延长压气机的工作包线，使压气机在更高的失速边界更有效地运行，从而提高发动机燃油效率，降低废气排放，提高发动机可靠性，达到扩大发动机工作稳定性的目的。
3、随着科技发展，依据当下的
4、小体积、小重量的超声电机能够满足小型固定翼无人机对尺寸和重量的较高限制要求。应用在军事领域的小型固定翼无人机可能会执行高速度、高机动飞行任务。在可能出现的紧急爬升或降落过程中，发动机压气机工作范围变窄，发动机以更高的转速工作，可能产生进气道旋流畸变，为了使压气机不到达喘振边界，需要流动控制装置以较快的响应速度工作来提升压气机性能，从而避免压气机失速喘振甚至发动机停车。小型固定翼无人机机动过程中，速度变化范围较大，来流不均匀，需要发动机流动控制装置拥有较高的速度带宽来调节进口导叶的角度从而改善动子叶片的工作性能。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有的技术问题，提供了适用于小型涡轮喷气式发动机的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构；这种进口导叶调节机构采用超声电机分布驱动叶片阵列，可以实现进口导流叶片调节机构的小型化，缓解由于进气道旋流畸变和来流不均匀而造成的压气机失速。
2、本专利技术提供了适用于小型涡轮喷气式发动机的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构调节机构，包括超声电机、电机环、传动杆、协调环和螺杆；其中，所述超声电机安装在电机环上，超声电机的驱动足与协调环相抵驱动其沿着斜面做上下运动；所述协调环安装在在发动机外壳上；所述螺杆连接进口导流叶片和协调环，协调环上下运动时通过螺纹配合改变进口导流叶片角度。
3、可选的，所述协调环设置为压电陶瓷材料，对超声电机施加预压力使其与压电陶瓷材料协调环斜面接触。
4、可选的，所述协调环包括三个圆弧形的协调环组件，每个协调环组件由一个超声电机驱动，通过选择驱动不同的协调环组件从而改变不同区域的进口导流叶片角度。
5、可选的，所述发动机外壳预留多个叶片安装孔。
6、可选的，所述进口导流叶片调节范围为35°～45°。
7、可选的，所述电机环上设有安装孔，用于安装超声电机夹持机构及滑动导轨。
8、可选的，采用控制体积公式来获得作用于进口导叶上的气动力和力矩：升力阻力力矩最大净力矩mmax＝0.05n；其中，ρ为流量密度；u1为轴向速度分量；a为出、入口面积；β为igv的最大转角；∈为边界层厚度和叶片之间平均距离的比值；α为气流攻角；c为叶片弦长；s为枢轴点位置。
9、可选的，进口导叶最大转角为10°；螺杆的输出位移为0.00472mm。
10、可选的，单个叶片的驱动力矩当忽略轴向支承面摩擦力mt2时，所需要的最大驱动力矩mt-max＝0.04806nm；驱动单个叶片所需要的力其中，m为螺杆自重；g为重力加速度；θ为斜孔角度；μ为斜孔和螺杆的摩擦系数；fn(t)为预压力；d为螺杆公称直径；d2为螺纹中径；λ为导程角；φ为牙型斜角。
11、通过合理设计所述超声电机的尺寸，使得超声电机的一阶纵振模态和二阶弯振模态可以被同时激励，驱动足作椭圆运动通过摩擦带动协调环沿斜面上下运动。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、本专利技术将进口导叶机构通过超声电机驱动实现了小型化，具有重量轻、体积小的特点，使得该机构可用于小型无人机涡喷发动机领域。
14、本专利技术将协调环做成分布式，可以改善小型无人机高机动运行过程出现的气动问题。
15、部分或全部进口导叶改变一定的角度可以缓解小型无人机涡喷发动机运行过程中出现的喘振现象。
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1.一种超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：包括超声电机、电机环、传动杆、协调环和螺杆；
2.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述协调环包括三个圆弧形的协调环组件，每个协调环组件各由一个超声电机驱动，通过选择驱动不同的协调环组件从而改变不同区域的进口导流叶片角度。
3.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述发动机外壳预留多个叶片安装孔。
4.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述进口导流叶片调节范围为35°～45°。
5.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述电机环上设有安装孔，用于安装超声电机夹持机构及滑动导轨。
6.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：采用控制体积公式来获得作用于进口导叶上的气动力和力矩：升力阻力力矩最大净力矩Mmax＝0.05N；其中，ρ为流量密度；U1为轴向速度分量；A为出、入口面积；β为IGV
7.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：进口导流叶片最大转角为10°；螺杆的输出位移为0.00472mm。
8.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：单个叶片的驱动力矩当忽略轴向支承面摩擦力Mt2时，所需要的最大驱动力矩Mt-max＝0.04806Nm；驱动单个叶片所需要的力其中，m为螺杆自重；g为重力加速度；θ为斜孔角度；μ为斜孔和螺杆的摩擦系数；FN(t)为预压力；d为螺杆公称直径；d2为螺纹中径；λ为导程角；φ为牙型斜角。
...【技术特征摘要】
1.一种超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：包括超声电机、电机环、传动杆、协调环和螺杆；
2.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述协调环包括三个圆弧形的协调环组件，每个协调环组件各由一个超声电机驱动，通过选择驱动不同的协调环组件从而改变不同区域的进口导流叶片角度。
3.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述发动机外壳预留多个叶片安装孔。
4.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述进口导流叶片调节范围为35°～45°。
5.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节机构，其特征在于：所述电机环上设有安装孔，用于安装超声电机夹持机构及滑动导轨。
6.根据权利要求1所述的超声电机驱动分布式进口导流叶片调节...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓牛，杨峥，陈肇麟，周登先，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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