用于飞行器冲压空气排气风道的排气风门调节装置的制作方法

本实用新型属于航空技术领域，涉及一种用于飞行器冲压空气排气风道的排气风门调节装置，并且具体地涉及单个马达驱动的分区双控式冲压排气装置，尤其能够通过一套马达来实现对排气风门的分区双独立控制。实现了两个风门的独立控制，能够适用于航空器在地面和飞行时对排气流量的不同要求。

背景技术：

飞行器上涉及多种形式的进排气口，根据功能需求，其中部分进风口/排气口设置有风门，用以实现进风口/排风口的打开或关闭。在部分大型商用客机上，不仅进风口设有风门，排风口也设有风门，通过这些风门开口的大小来调节流过排气风道的冲压空气的流量，以便满足制冷包散热量的需求并尽可能节约燃油消耗。

飞行器冲压空气排气出口通常采用开度可调节的排气装置来控制排气流量，排气装置包括一套作动器、整体式风门以及相应的连接固定机构。

例如，在2016年12月5日提交的、公告号为cn206243490u的实用新型专利中，介绍了一种排气风门及具有其的飞行器，该排气风门通过驱动机构驱动转动机构，同时带动滑动流板的滑动，实现风门流道的开闭，进一步实现排风风量的调节。这种排气风门采用内开式滑动流板，避免了机外气流给风门带来的气动载荷。

在2016年12月5日提交的、公告号为cn206243454u的实用新型专利中，介绍了一种排气风门装置及具有其的飞行器，该排气风门装置通过驱动机构驱动连杆上的一组叶片转动，实现风门流量调节，叶片置于风道内部，同样实现了减少飞行器外部气动阻力的目的，进一步延长风门使用寿命。

但是在实际飞行器运行时，排气风门在地面上和飞行时所需开度差异大，包括以上专利文献的现有技术中只采用一扇整体式风门，这样会导致飞行时对风门开度的精确控制难以实现。另外，现有技术所涉及的排气风门均只采用了一扇整体风门装置，通过内开风门的设计解决了机外气流对风门施加的额外气动载荷的问题，也实现了对排风流量的统一控制，但均没有考虑不同运行工况时对排气风门进行分区域独立控制，导致在飞行器飞行期间需要小流量的工况下，排气风门开度控制精度差。

因此，迫切需要一种能够克服现有技术中存在的如上所述的至少一个缺点的排气风门调节装置。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有冲压空气排气装置的不足，提出一种分区双控式冲压排气风门调节装置，在不增加驱动装置的前提下实现用于冲压空气的排气风门在不同运行工况下的分区域独立控制功能，从而达到精确控制风门开度的目的。

为此，根据本实用新型的一方面，提出了一种用于飞行器冲压空气排气风道的排气风门调节装置，其中，该排气风门调节装置包括：传动装置，传动装置被驱动在第一位置和第二位置之间往复运动；形状上互补的第一风门和第二风门，其中，第一风门枢转地附连到排气风道的出风口，并且被传动装置驱动围绕第一枢轴旋转，以闭合或打开出风口；而第二风门枢转地附连到出风口，并且被传动装置驱动围绕第二枢轴旋转，以闭合或打开出风口，并且其中，在第一位置中，第一风门和第二风门打开出风口，而在第二位置中，第一风门闭合到出风口，并且第二风门打开出风口。

通过这种排气风门调节装置，能够分区控制出风口的冲压空气的流量的大小，并且通过该双控式调节装置，实现了两个风门的独立控制，能够适用于飞行器在地面和飞行时对排气流量的不同要求。另外，该装置仅需一套马达即可实现对两个风门的独立控制，例如，通过一个诸如电动机之类的马达驱动传动装置。

根据本实用新型的上述方面，该传动装置还能够被驱动到第一位置和第二位置之间的第三位置，在第三位置中，第一风门和第二风门完全闭合出风口。通过完全闭合出风口，使得在例如飞行器在地面上不工作的情况下，避免碎屑或小动物等异物进入排气风道，确保排气风道的清洁，或者防止损坏排气风道中的相关部件。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，在第一位置中，第一风门和第二风门朝向出风口外部打开；和/或在第二位置中，第二风门朝向出风口内部打开。以便使得该排气风门调节装置分别适用于地面状态和/或高空飞行时的状态。通过使第二风门向出风口内部打开，能够例如有利地降低飞行器的阻力，或者避免风门在受压时损坏。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，传动装置还可以包括连杆机构，该连杆机构可以包括铰接的多个连杆，其中，多个连杆中的第一连杆包括成角度的第一杆臂和第二杆臂。连杆机构使得传动实现特别简单可靠，且易于安装和维护，从而在确保排气风门调节装置可靠操作的同时降低生产、安装以及维护成本。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，连杆机构还可以包括铰接到第一杆臂的第二连杆，第二连杆在与第一杆臂相对的端部处经由活动联接件可伸缩地铰接到第三连杆，第三连杆在与第二连杆相对的端部处铰接到第一风门；并且连杆机构还包括铰接到第二杆臂的第四连杆，第四连杆在与第二杆臂相对的端部处铰接到第二风门。借助活动联接件，能够使得第三连杆仅在一个方向上打开第一风门，从而实现了仅需调节第二风门既可以精确地调节排气风道的冲压空气流量，而不需要同时打开两个风门，并协调两个风门的相应开口，使得能够以更简单的控制策略来更精确地控制流过排气风道的冲压空气的流量。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，活动联接件包括附连到第二连杆的球头和附连到第三连杆的套筒，球头能够在套筒内线性移动的同时，允许第二连杆和第三连杆之间的相对角度变化。通过该球头在套筒内线性移动来使第三连杆仅在一个方向上打开第一风门，使得能够以简单的机械构造实现期望的功能，结构简单可靠，且易于制造、安装和维护。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，第一风门和第二风门可以分别包括设置在周缘上的突出部，传动装置经由突出部铰接到第一风门和第二风门。这样，能够从排气风道的外部铰接到第一风门和第二风门，同样使得结构简单可靠，且易于制造、安装和维护。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，可以通过回转马达驱动传动装置在第一位置和第二位置之间往复运动。例如步进电机之类的回转马达，能够以很小的运动范围实现期望的风门开闭控制，并且便于排气风门调节装置的控制。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，排气风门调节装置还可以包括卡箍，回转马达可以借助卡箍附连到排气风道的外部。这样，将作为驱动器的回转马达和连杆结构均设置在排气风道的外部，进一步使得结构简单可靠，且易于制造、安装和维护。

根据本实用新型的上述方面，较佳地，第一风门和第二风门可以分别是弓形的，其中第一风门的弧大于半圆，而第二风门的弧小于半圆，以形成对应于出风口的轮廓的完整圆形。通过这种形状，一方面使得第一风门和第二风门易于加工，且在组装时，易于配合在一起。并且使得第一风门形成为大风门，而第二风门形成为小风门，从而使得能够更为精确地分区且分级地控制通过排气风道的冲压空气的流量。

由此，通过本实用新型的包括第一风门和第二风门及其相应的作动装置的分区式排气风门调节装置，实现了对大风门和小风门的独立控制，能适应飞行器在地面和飞行时对排气流量的不同要求并达到了精确控制的目的。此外，该排气风门调节装置可以只需一套驱动电机即可实现对两个风门的独立控制，实现了预定的目的。

附图说明

为了进一步清楚地描述根据本实用新型的用于飞行器冲压空气排气风道的排气风门调节装置，下面将结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明，附图中：

图1是根据本实用新型的非限制性实施例的排气风门调节装置的示意性前视图，其中，传动装置处于第一位置；

图2是从一个方向观察的图1所示的排气风门调节装置的侧视图；

图3是根据本实用新型的非限制性实施例的排气风门调节装置的示意性前视图，其中，传动装置处于第二位置；

图4是从一个方向观察的图3所示的排气风门调节装置的侧视图；

图5是根据本实用新型的非限制性实施例的排气风门调节装置的示意性前视图，其中，传动装置处于第三位置；

图6是从一个方向观察的图5所示的排气风门调节装置的侧视图；

图7是从另一个方向观察的图5所示的排气风门调节装置的侧视图；以及

图8是根据本实用新型的非限制性实施例的活动联接件的示意性立体图。

具体实施方式

应当理解，除非明确地指出相反，否则本实用新型可以采用各种替代的取向和步骤顺序。还应当理解，附图中所示及说明书中所述的具体装置仅是本文公开和限定的发明构思的示例性实施例。因而，除非另有明确的声明，否则所公开的各种实施例涉及的具体安装取向、方位或其它物理特征不应被视为限制。

下面结合附图来具体说明本实用新型的用于飞行器冲压空气排气风道200的排气风门调节装置100。

图1是根据本实用新型的非限制性实施例的排气风门调节装置100的示意性前视图，其中，传动装置20处于第一位置；而图2是其从一个方向观察的图1所示的排气风门调节装置100的侧视图。

如图所示，该排气风门调节装置100可以包括设置在排气风道200上的驱动器10、联接到驱动器10的传动装置20、以及联接到传动装置20的第一风门30和第二风门40。

根据本实用新型的较佳实施例并且作为非限制性示例，驱动器10可以是回转马达的形式，并且较佳地为回转步进电机。该回转马达例如可以借助卡箍70附连到排气风道200的外部，以便能够驱动传动装置20在第一位置和第二位置之间往复运动。

应当理解，虽然附图中示出了回转马达形式的驱动器10，但是驱动器10可以采用本领域技术人员所知的任何形式，只要其能够驱动传动装置20在第一位置和第二位置之间往复运动即可。另外，虽然在该较佳实施例中，驱动器10经由例如紧固件附连到卡箍70，但是驱动器10可以以其它方式附连到排气风道200的外部，比如粘接或者焊接等，并且可以附连到排气风道200附近的其它结构。

根据本实用新型的较佳实施例并且作为非限制性示例，传动装置20可以包括连杆机构，连杆机构可包括铰接的多个连杆，例如可以包括第一连杆21、第二连杆22、第三连杆23和第四连杆24。多个连杆中的第一连杆21可以是v型的，包括成角度的第一杆臂211和第二杆臂212，该第一连杆21可以附连到驱动器10的输出轴，以便被驱动围绕其顶点旋转。第二连杆22可以铰接到第一杆臂211，并且第二连杆22在与第一杆臂211相对的端部处经由活动联接件50可伸缩地铰接到第三连杆23，第三连杆23在与第二连杆22相对的端部处铰接到第一风门30。第四连杆24可以铰接到第二杆臂212，并且第四连杆在与第二杆臂212相对的端部处铰接到第二风门40。第三连杆23到第一风门30的铰接连接以及第四连杆24到第二风门40的铰接连接可以较佳地借助设置在第一风门30和第二风门40周缘上的例如凸耳的突出部60，该突出部60的示例在图7中详细示出。

应当理解，虽然在该实施例中通过连杆机构来实现传动装置20的功能，但是本领域技术人员可以采用任何合适的传动结构，只要使得该传动结构能够将驱动器10的往复运动传递到第一风门30和第二风门40即可。并且对于使用多个连杆的连杆机构，连杆的数量或者布置也可以与该实施例中示出的不同，而不偏离本实用新型的发明构思的范围。

作为本实用新型的非限制性实施例并且参见图8，活动联接件50可以包括附连到第二连杆22的球头51和附连到第三连杆23的套筒52，球头51能够在套筒52内线性移动的同时，允许第二连杆22和第三连杆23之间的相对角度变化。

如图8中详细示出的，套筒52为具有大致圆筒形结构的滑动套筒，该套筒52的第一端可以具有拱形的开口521，该开口521的大小能够使第二连杆22通过，同时卡止球头51。该套筒的第二端可以具有适于附连到第三连杆23的结构，例如附连孔522等。另外，在靠近第一端的圆柱形的侧面上具有侧向开口523，该侧向开口523连通到开口521，并且定尺寸为使得第二连杆22能通过侧向开口523，同时卡止球头51。如图所示，活动联接件50的这种结构，使得第三连杆23仅能在一个方向上直接对第三风门30施加作用力，而在相反的方向上存在空行程或者无效行程，只有当第三连杆23相对于第四连杆24首先运动相当于该空行程或者无效行程的距离(例如，套筒52的两端之间的距离)时，第三连杆23才会在另一个方向上对第三风门30施加作用力。

应当理解，该实施例中示出的活动联接件50的结构仅是为了示出本实用新型的发明构思的原理，本领域技术人员能够设想其它结构形式的联接件，只要使得当第二连杆22经由该活动联接件50联接到第三连杆23时，仅能在一个方向上传递力或者运动即可。

以上所述的各种连杆和活动联接件可以由本领域已知的任何材料制成，并且较佳地由金属材料或其合金制成，例如铝合金等，以便在确保结构强度和可靠性的同时，尽可能地降低各部分的质量。

作为本实用新型的非限制性实施例并且参见图2、4、6和7，第一风门30和第二风门40设置在排气风道200的下游，它们配合在一起的形状能够对应于排气风道200的出风口201的轮廓的形状，以便能够根据需要完全闭合出风口201。由此，应当理解，第一风门30和第二风门40具有互补的形状。作为非限制性实施例，第一风门30和第二风门40分别是弓形的，其中第一风门30的弧大于半圆，而第二风门40的弧小于半圆，例如，可以使第一风门30的平直的弦部与第二风门40的平直的弦部靠近放置，以形成对应于出风口201的轮廓的完整圆形。可以看出，在该非限制性实施例中，第一风门30为大风门，而第二风门40为小风门，并且第一风门30设置在第二风门40上方。但是在替代实施例中，第一风门30和第二风门40可以以其它取向布置。

应当理解，附图中示出的第一风门30和第二风门40的结构仅是为了示出本实用新型的发明构思的原理，本领域技术人员能够设想其它结构形式的风门，例如，第一风门30的周缘的形状为遵循出风口201轮廓的完整圆形，而中间可以具有各种形式的开口，第二风门40的形状对应于这些开口的形状，以便当配合在一起时，第一风门30和第二风门40能够完全地闭合出风口201，例如，第一风门30可以具有外圆内方的铜钱形的形状，而第二风门40为配合在其中的方形的形状，或者第一风门30可以为具有中心开口的圆环形的形状，而第二风门40为同心地与该中心开口配合的圆形的形状。

第一风门30和第二风门40可以由本领域已知的任何材料制成，例如各种金属、聚合物或其组合，并且可以通过本领域已知的任何制造工艺制成，例如增材制造、机加工或注塑模制等。

作为本实用新型的非限制性实施例并且参见图1、3和5，第一风门30可以枢转地附连到排气风道200的出风口201，并且被传动装置20的第三连杆23驱动围绕第一枢轴31旋转，以闭合或打开出风口201；而第二风门40枢转地附连到出风口201，并且被传动装置20的第四连杆24驱动围绕第二枢轴41旋转，以闭合或打开出风口201。传动装置20经由突出部铰接到第一风门30和第二风门40。在非限制性实施例中，第一枢轴31设置在第一风门30与第二风门40相接的侧边缘处，第二枢轴41可以邻近第一枢轴31与其平行设置。在替代实施例中，第一枢轴31和第二枢轴41可以设置在其它位置。

通过以上参照附图示出的排气风门调节装置100的示例性结构，当驱动器10在例如顺时针方向的第一方向上旋转时，驱动器10将驱动传动装置20旋转到如图1和2中详细示出的第一位置，在该位置中，第一风门30和第二风门40打开出风口201，并且如图所示，第一风门30和第二风门40朝向出风口201外部打开，即，朝向冲压空气的流动方向打开，并且，可以根据需要调节两个风门向外打开的程度。此时，由于两个风门均打开，能够最大程度地增大通过排气风道200的冲压空气的流量。

当驱动器10在例如逆时针方向的第二方向上旋转时，驱动器10将驱动传动装置20旋转到如图3和4中详细示出的第二位置，在该位置中，第一风门30闭合到出风口，并且第二风门40打开出风口201，此时第二风门40朝向出风口201内部打开，即，逆着冲压空气的流动方向打开。此时，由于作为大风门的第一风门30关闭，而仅作为小风门的第二风门40打开，能够更精确地控制通过排气风道200的冲压空气的流量。

在传动装置20被驱动器10驱动从第一位置到第二位置期间，传动装置20还可以旋转到在第一位置和第二位置之间的第三位置(如图5、6和7中所示)，在该第三位置中，第一风门30和第二风门40完全闭合出风口201。此时，没有冲压空气通过排气风道200，使得外界的异物等也无法进入排气风道200。

显然，以上参照附图描述的排气风门调节装置100的示例性结构均设置在排气风道200的外部，这样使得排气风门调节装置100的结构简单可靠，且易于制造、安装和维护。然而，在替代实施例中，排气风门调节装置100可以替代地设置在排气风道200的内部，而不脱离本实用新型的发明构思的范围。另外，虽然附图中未示出，但是在替代实施例中，排气风门调节装置100可以包括诸如弹簧之类的复位元件，该复位元件可以设置在风门与出风口之间，并且将风门朝向闭合位置偏置。

如本文所用，“枢转地附连”的两个部件可以用来表示两个部件借助枢轴连接到一起使得两个部件形成整体并且其中一个部件能够相对于另一个部件枢转。另外，用于表示顺序的用语“第一”、“第二”、“第三”或“第四”等仅仅是为了使本领域普通技术人员更好地理解以较佳实施例形式示出的本实用新型的构思，而非用于限制本实用新型。除非另有说明，否则所有顺序、方位或取向仅用于区分一个元件/部件/结构与另一个元件/部件/结构的目的，并且除非另有说明，否则不表示任何特定顺序、安装顺序、方向或取向。例如，在替代实施例中，“第一风门”可以用来表示“第二风门”，并且“第一连杆”也可用来表示“第二连杆”或“第三连杆”等。

根据本实用新型的排气风门调节装置100的另一非限制性实施例，下面依据飞行器运行工况的不同，通过三个示例性工况来展示当飞行器在地面上、飞行中和当不运行时，排气风门调节装置100的具体操作过程：

1)地面排气工况，对应于如图1和2中示出的传动装置20处于第一位置的情况。

如图所示，飞行器在地面工作时，排气流量大，需要较大的排气风道。因此，在这种情况下，v形的第一连杆21被驱动器10驱动顺时针旋转，该旋转运动经由第一杆臂211传递到第二连杆22，并且经由第二连杆22推动第三连杆23，而第三连杆23通过突出部60使第一风门30绕第一枢轴31运动，从而实现了第一风门30的开启。与此同时，v形第一连杆21被驱动器10驱动顺时针旋转，该旋转运动经由第二杆臂212传递到第四连杆24，使得第四连杆24推动突出部60，以便实现第二风门40绕第二枢轴41运动，达到第二风门40向外侧开启的目的。

2)飞行排气工况，对应于如图3和4中示出的传动装置20处于第二位置的情况。

如图所示，飞行器在飞行期间排气流量小，需要较小的排气风道，因此，在这种情况下，v形的第一连杆21被驱动器10驱动逆时针旋转，该旋转运动经由第一杆臂211传递到第二连杆22，使第二连杆22在滑动套筒52内滑动，导致与第三连杆23不再接触。第一连杆22继续旋转越过活动联接件的空行程部分，使得球头51被套筒52的第一端止挡，从而带动第一风门30回复到闭合位置。与此同时，第一连杆21被驱动器10驱动逆时针旋转，该旋转运动经由第二杆臂212传递到第四连杆24，使得第四连杆24拉动突出部60，以便实现第二风门40绕绕第二枢轴41，达到第二风门40向内侧开启的目的。

3)关闭工况，对应于如图5、6和7中示出的传动装置20处于第三位置的情况。

如图所示，在关闭工况下，驱动器10不工作，第一风门30关闭，与第一风门30配套的第二连杆22与第三连杆23借助与其附连的球头51和滑动套筒52相接触。与第二风门40配套的第四连杆24通过突出部60固定在第二风门40上，通过与其配套的第四连杆24与第一连杆21相连，第一连杆21与驱动驱动器10相连。在关闭工况下，驱动驱动器10不工作，第二风门40同样关闭。在这种情况下，第一风门30和第二风门40还可以借助未示出的弹性元件保持在闭合位置。

综上所述，根据本实用新型的实施例的用于飞行器冲压空气排气风道的排气风门调节装置克服了现有技术中的缺点，实现了预期的发明目的。

虽然以上结合了较佳实施例对本实用新型的排气风门调节装置进行了说明，但是本技术领域的普通技术人员应当认识到，上述示例仅是用来说明的，而不能作为对本实用新型的限制。因此，可以在权利要求书的实质精神范围内对本实用新型进行各种修改和变型，这些修改和变型都将落在本实用新型的权利要求书所要求的范围之内。