1.一种多原理多模态气动矢量喷管,该气动矢量喷管包括喷管本体,该喷管本体包括依次贯通的且沿着所述喷管本体中心截面对称的:喷管进口(1)、等直段(2)、一喉道前部收敛段(4)、一喉道(5)、二喉道前部扩张段(7)、二喉道前部收敛段(10)以及二喉道(11),其中,所述一喉道(5)、所述二喉道前部扩张段(7)、所述二喉道前部收敛段(10)以及所述二喉道(11)共同构成凹腔,其特征在于,在所述等直段(2)与所述一喉道前部收敛段(4)的连接处设置有第一转轴(3),在所述的二喉道前部扩张段(7)与所述二喉道前部收敛段(10)的连接处设置有第二转轴(9),并且在所述一喉道(5)处还设置有第一注气口(6),在所述的二喉道前部扩张段(7)设置有第二注气口(8),其中,所述一喉道前部收敛段(4)和所述二喉道前部扩张段(7)采用搭接方式或者采用滑杆连接的方式进行连接;通过转动所述第一转轴(3)、第二转轴(9)以及所述一喉道前部收敛段(4)和所述二喉道前部扩张段(7)之间的转轴,来改变所述一喉道(5)和所述二喉道(11)的面积比,所述气动矢量喷管从双喉道模态转换为收敛扩张型喷管,其中,在低压比时,所述气动矢量喷管为双喉道模态,此时在第一注气口(6)中注气,利用喉道偏移方法,在一喉道处注气,诱发流场非对称性,一喉道处声速截面产生偏移,利用喉道偏移的方法,使得流体发生偏转,进一步经凹腔放大,产生较大的矢量角;在高压比时,通过转动所述第二转轴(9),使得所述气动矢量喷管从双喉道喷管转化为收敛扩张型喷管,再关闭所述第一注气口(6),若需要开启矢量,则通过打开所述第二注气口(8),通过所述第二注气口(8)向所述凹腔中注气,利用激波矢量的方法,通过注气的方式扰动超声速气流,在凹腔扩张段内形成斜激波,产生矢量。
2.根据权利要求1所述的一种多原理多模态气动矢量喷管,其特征在于,当所述气动矢量喷管为双喉道喷管时,保持所述一喉道(5)的面积不变,通过控制所述第二转轴(9)向远离所述喷管本体中心截面的方向转动,用以改变一二喉道面积比A th2 /A th1 ,其中,A th2 表示为二喉道(11)的面积,A th1 表示为一喉道(5)的面积,并且使得A th2 /A th1 的范围为1.2—2.9。
3.根据权利要求1所述的一种多原理多模态气动矢量喷管,其特征在于,当所述气动矢量喷管为双喉道喷管时,保持所述二喉道(11)的面积不变,通过控制所述第一转轴(3)以及所述第二转轴(9)向远离所述喷管本体中心截面的方向转动,使得所述一喉道(5)的面积扩大100%。
4.根据权利要求1-3中任一一项权利要求所述的一种多原理多模态气动矢量喷管,其特征在于,所述第一注气口(6)和所述第二注气口(8)采用有源注气、无源注气或者机械扰动的方式,进行注入气体。
5.权利要求1所述多原理多模态气动矢量喷管的控制方法,其特征在于,该方法包括平飞模态以及矢量状态下的控制方法,其中,当处于平飞模态下,喷管的工作变化分为3个阶段,具体包括:当NPR≤4时,喷管处于基础的双喉道模态,一二喉道面积比1:1.2;当4<NPR<15时,喷管的一二喉道面积比逐渐增大,此时喷管构型仍为双喉道构型,其变化规律满足公式:其中,喷管的一二喉道面积比变化范围为1.2—2.4,A 8 表示喷管一喉道面积、p * 表示喷管进口总压,p 9 表示喷管出口平均静压,k为矢量状态的面积比, 为非矢量状态下的面积比;当NPR≥15时,喷管的一二喉道面积比逐渐增大,此时喷管构型为拉瓦尔喷管,其变化规律满足公式:其中,喷管的一二喉道面积比变化范围为2.4—2.9;当处于矢量状态下,喷管的工作变化分为3个阶段,具体包括:当NPR≤4时,喷管处于基础的双喉道模态,一二喉道面积比1:1.2;当4<NPR<15时,平飞状态下喷管的一二喉道面积比逐渐增大,当飞行器有机动需求时,喷管开启矢量状态,喷管凹腔顶部转轴转动,将喷管一二喉道面积比缩小至1:1.2;当NPR≥15时,喷管的一二喉道面积比逐渐增大,当矢量状态开启时,喷管一二喉道面积比缩小5%;令k为矢量状态的面积比,则k为: />