[發明專利]一種用于減小壓心變化量的帶柵格舵導彈的設計方法

有效

• 申請號: 201510037302.0
• 申請日: 2015-01-23
• 公開（公告）號: CN104615813B
• 公開（公告）日: 2017-11-14
• 發明（設計）人: 王友進;朱京
• 申請（專利權）人: 北京電子工程總體研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司11257
• 代理人: 王喆

技術領域

本發明涉及飛行器技術領域，特別涉及一種用于減小壓心變化量的帶柵格舵導彈的設計方法。

背景技術

導彈中的柵格舵舵面是由眾多薄的柵格壁鑲嵌在邊框內形成的多升力面系統，它在給定空間內具有更佳的升力性能，且方便折疊，同時還具有鉸鏈力矩小的優點，因此國內外在柵格舵應用方面開展了大量研究。在現有技術中，如圖1、2、3所示，圖1為現有技術中帶柵格舵導彈上柵格舵舵面呈折疊狀態的示意圖，圖2為現有技術中帶柵格舵導彈上柵格舵舵面呈折疊狀態時柵格舵與導彈彈體的外包絡幾何限制的位置關系示意圖，圖3為現有技術中帶柵格舵導彈上柵格舵舵面呈展開狀態的示意圖；其中，柵格舵舵面為10′，彈體為20′，外包絡幾何限制為30′。

對于內埋空空彈或者子母彈中的子彈設計，應用柵格舵需要解決一大難題：即柵格舵舵面由于弦長較小，折疊后突出彈體高度不高，這樣在折疊狀態下柵格舵舵面提供的升力貢獻較小，柵格舵舵面由折疊狀態到展開狀態，會帶來全彈壓心較大后移，導彈的壓心后移量在導彈超音速飛行時可能達到全彈彈體長的20％以上，這樣同時滿足分離初始以及末端機動操穩特性要求，會變得比較困難。現有技術中一般解決方法有兩種：一是通過彈道設計，使得導彈的分離和末端機動在不同馬赫數以及高度下進行，這種方法雖然能夠避免壓心變化過大帶來的問題，但是極大的限制了導彈的彈道設計，影響了導彈的作戰能力；二是采用姿控等其它輔助控制措施，這種方法會大大增加導彈總體質量、控制難度以及結構設計的復雜性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種用于減小壓心變化量的帶柵格舵導彈的設計方法；即在柵格舵前增加邊條翼，同時通過邊條翼的幾何參數、邊條翼在導彈彈體上的位置以及邊條翼的最大展長設計，使得帶柵格舵導彈在實際使用中得到良好的減小壓心變化量的效果，解決了帶柵格舵導彈中柵格舵舵面由折疊狀態到展開狀態，導彈全彈壓心變化過大而帶來的操穩特性難以協調的問題。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：

一種用于減小壓心變化量的帶柵格舵導彈的設計方法，包括下述步驟：

步驟1，確定導彈的總體參數、總體指標和設計約束；

步驟2，確定導彈中的柵格舵舵面外形；

步驟3，在柵格舵前側的導彈彈體上增加邊條翼，并確定邊條翼的幾何參數；

步驟4，在邊條翼的幾何參數不變的前提下，確定邊條翼與呈折疊狀態的柵格舵舵面之間的距離d。

進一步的，所述方法還包括：

步驟5，增加邊條翼后，確定導彈外形的氣動特性數值，用于確定增加邊條翼后的導彈外形的氣動特性數值是否同時滿足導彈的總體指標。

步驟6，調整邊條翼外形和柵格舵舵面外形，直到滿足步驟1中所確定的導彈的總體指標，同時并滿足當柵格舵舵面呈折疊狀態時，導彈彈體的壓心最靠后。

進一步的，導彈的總體參數包括彈體質量、彈體質心、設計馬赫數和設計空域。

進一步的，導彈的總體指標包括當導彈上柵格舵舵面在呈展開狀態下的可用過載、壓心設計要求和操穩特性要求，以及當導彈上柵格舵舵面在呈折疊狀態下的靜穩定度要求。

進一步的，導彈的設計約束包括不帶柵格舵時導彈彈體的幾何約束和當導彈上柵格舵舵面在呈折疊狀態下的彈體外包絡幾何限制。

進一步的，柵格舵舵面外形的幾何參數包括柵格舵舵面的升力面積、柵格舵舵面的弦長、柵格舵舵面的間距、柵格舵舵面中柵格的格子數，以及柵格舵舵面的舵壁剖面形狀。

進一步的，所述步驟2中確定導彈中的柵格舵舵面外形，具體為：根據步驟1中所確定的導彈的總體參數和設計約束，確定滿足導彈上柵格舵舵面在呈展開狀態下的總體指標的柵格舵舵面外形。

進一步的，邊條翼的幾何參數包邊條翼的弦長、邊條翼的展長以及邊條翼的的剖面形狀，其中邊條翼的展長采用當導彈上柵格舵舵面在呈折疊狀態下的彈體外包絡幾何限制內的最大展長。

進一步的，所述步驟4中在邊條翼的幾何參數不變的前提下，確定邊條翼與呈折疊狀態的柵格舵舵面之間的距離d，具體為：改變邊條翼與柵格舵舵面之間的距離d，確定在導彈彈體上無設計邊條翼以及在導彈彈體上設計有邊條翼的兩種情況下導彈彈體的壓心，得出兩者之間的差值，從而進一步得出增加邊條翼后導彈彈體的壓心的后移量；比較不同距離所對應的壓心后移量，當壓心后移量最大時，對應的邊條翼與呈折疊狀態的柵格舵舵面之間距離為最佳距離d，此時邊條翼位置最靠后，且邊條翼對柵格舵舵面氣動干擾影響小。