[發(fā)明專(zhuān)利]轉(zhuǎn)動(dòng)控制固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201510046713.6 | 申請(qǐng)日: | 2015-01-29 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN104747320A | 公開(kāi)(公告)日: | 2015-07-01 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 任軍學(xué);常桁;劉宇;王一白 | 申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人: | 北京航空航天大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào): | F02K9/80 | 分類(lèi)號(hào): | F02K9/80 |
| 代理公司: | 北京永創(chuàng)新實(shí)專(zhuān)利事務(wù)所 11121 | 代理人: | 趙文穎 |
| 地址: | 100191*** | 國(guó)省代碼: | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 轉(zhuǎn)動(dòng) 控制 固體 姿軌控 發(fā)動(dòng)機(jī) | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)動(dòng)控制固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī),屬于火箭姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)
固體燃?xì)庾塑壙貏?dòng)力系統(tǒng)主要應(yīng)用于防空、反導(dǎo)和空間對(duì)抗的各型導(dǎo)彈上,依靠自身動(dòng)能用碰撞方式來(lái)殺傷和摧毀威脅目標(biāo),整體質(zhì)量輕、體積小,末端具有極高的速度和機(jī)動(dòng)調(diào)節(jié)能力。
近幾十年來(lái),世界主要各大國(guó)一直在開(kāi)展應(yīng)用于防空、反導(dǎo)、反衛(wèi)星和空間對(duì)抗領(lǐng)域的新型固體姿軌控動(dòng)力系統(tǒng)的研究。目前的固體推進(jìn)劑姿軌控系統(tǒng)可分為以下兩種類(lèi)型:一種是脈沖陣列式姿軌控系統(tǒng),導(dǎo)彈通過(guò)自旋穩(wěn)定,用安裝在彈體周?chē)囊唤M小火箭發(fā)動(dòng)機(jī)控制導(dǎo)彈的飛行方向,主要用于大氣層內(nèi)區(qū)域防空反導(dǎo);另一種采用燃?xì)獍l(fā)生器多噴管姿軌控系統(tǒng),由兩組小型火箭發(fā)動(dòng)機(jī)組成:一組姿控發(fā)動(dòng)機(jī)被安裝在攔截器的尾部,用于控制攔截器的姿態(tài);四臺(tái)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在攔截器的質(zhì)心平面內(nèi),為攔截器提供較高的橫向加速度,攔截器為三軸穩(wěn)定。
上述脈沖陣列式姿軌控系統(tǒng)中的每個(gè)小火箭發(fā)動(dòng)機(jī)只能一次點(diǎn)火,不能實(shí)現(xiàn)連續(xù)矢量調(diào)節(jié),因而控制精度上差一些;燃?xì)獍l(fā)生器多噴管姿軌控系統(tǒng)雖可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)矢量調(diào)節(jié),但因需要實(shí)現(xiàn)流量調(diào)節(jié)采用了燃?xì)忾y門(mén)的調(diào)節(jié),從而會(huì)導(dǎo)致熱防護(hù)、燒蝕、閥桿撞擊等一系列問(wèn)題,對(duì)材料技術(shù)和基礎(chǔ)工業(yè)要求高,技術(shù)突破難度大,成為固體動(dòng)力技術(shù)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述問(wèn)題,提出一種轉(zhuǎn)動(dòng)控制固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī),采用多個(gè)噴管分推力合成的方法,通過(guò)多個(gè)自帶燃燒室的噴管沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸心的組合旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,調(diào)節(jié)各噴管的分推力方向,以實(shí)現(xiàn)合力、合力矩大小和方向的變化,產(chǎn)生彈體機(jī)動(dòng)所需的多個(gè)方向的推力矢量,為飛行器提供所需的橫向過(guò)載及俯仰、偏航、滾轉(zhuǎn)力矩。
一種轉(zhuǎn)動(dòng)控制固體姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī),包括飛行器外殼體、軌控動(dòng)力系統(tǒng)和姿控動(dòng)力系統(tǒng);
軌控動(dòng)力系統(tǒng)包括兩個(gè)軌控發(fā)動(dòng)機(jī);
軌控發(fā)動(dòng)機(jī)包括軌控發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、軌控發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層、軌控發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱、軌控燃?xì)?0度管道、軌控發(fā)動(dòng)機(jī)噴管;軌控發(fā)動(dòng)機(jī)殼體與軌控發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層之間、軌控發(fā)動(dòng)機(jī)絕熱層與軌控發(fā)動(dòng)機(jī)藥柱之間兩兩粘合;軌控燃?xì)?0度管道一端與軌控發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的偏心燃?xì)馔ǖ肋B接,另一端連接軌控發(fā)動(dòng)機(jī)噴管,軌控發(fā)動(dòng)機(jī)噴管位于發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)心平面;
兩個(gè)軌控伺服驅(qū)動(dòng)器分別固定在兩個(gè)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)上,軌控伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)軌控伺服固定架固定連接飛行器外殼體;
每個(gè)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸分別配合一個(gè)軌控滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán),軌控滾動(dòng)軸承的外環(huán)與軌控發(fā)動(dòng)機(jī)支架固定連接,軌控發(fā)動(dòng)機(jī)支架固定連接飛行器外殼體;
兩個(gè)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)放置,兩個(gè)軌控發(fā)動(dòng)機(jī)之間設(shè)有軌控連接滾動(dòng)軸承,滾動(dòng)軸承的內(nèi)環(huán)與外環(huán)分別與兩發(fā)動(dòng)機(jī)軸過(guò)渡配合;
姿控動(dòng)力系統(tǒng)包含四個(gè)姿控發(fā)動(dòng)機(jī),姿控發(fā)動(dòng)機(jī)偏心布置于發(fā)動(dòng)機(jī)首端或末端,呈圓周分布,旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)動(dòng)機(jī)軸線平行但不重合;
姿控發(fā)動(dòng)機(jī)與姿控伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)聯(lián)軸器連接,姿控伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)姿控伺服固定架固定連接飛行器外殼體;
姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的上輸出軸配合姿控上滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán),姿控上滾動(dòng)軸承的外環(huán)與姿控發(fā)動(dòng)機(jī)上支架固定連接,軌控發(fā)動(dòng)機(jī)支架固定連接飛行器外殼體;
姿控發(fā)動(dòng)機(jī)的下輸出軸配合姿控下滾動(dòng)軸承內(nèi)環(huán),姿控下滾動(dòng)軸承的外環(huán)與姿控發(fā)動(dòng)機(jī)下支架固定連接,姿控發(fā)動(dòng)機(jī)下支架固定連接飛行器外殼體。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:
(1)技術(shù)難度低,可行性高
傳統(tǒng)的燃?xì)獍l(fā)生器姿軌控系統(tǒng)采用燃?xì)忾y門(mén)調(diào)節(jié)推力方向和大小,進(jìn)而為導(dǎo)彈武器提供所需的控制力矩。本發(fā)明提出的高溫燃?xì)庾塑壙匕l(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)多個(gè)自帶燃燒室的噴管沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸心的組合旋轉(zhuǎn)動(dòng)作,產(chǎn)生彈體機(jī)動(dòng)所需的多個(gè)方向的推力矢量。這種概念設(shè)計(jì)既滿足了姿態(tài)軌道控制要求,同時(shí)有效降低了發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)難度;
(2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,可靠性高
相比常規(guī)的姿軌控系統(tǒng),本發(fā)明設(shè)計(jì)省去了復(fù)雜的管道結(jié)構(gòu)和高溫燃?xì)忾y門(mén),采用簡(jiǎn)潔明了的結(jié)構(gòu)形式,在結(jié)構(gòu)層面,軌控系統(tǒng)、姿控系統(tǒng)、各噴管之間相互獨(dú)立,利于控制,可靠性高;
(3)形式靈活
根據(jù)不同的需求,可以衍生出不同結(jié)構(gòu)形式的方案,以滿足不同條件下的工作模式。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖;
圖2是本發(fā)明的軌控動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖3是本發(fā)明的軌控推力器結(jié)構(gòu)圖;
圖4是本發(fā)明的姿控動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖;
圖5是本發(fā)明的姿控動(dòng)力系統(tǒng)布局下視圖;
圖6是本發(fā)明的包含三軌控發(fā)動(dòng)機(jī)的姿軌控發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)。
圖中:
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