[發(fā)明專利]一種柵格翼及基于柵格翼的火箭芯一級殘骸散落點控制方法

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• 申請日: 2018-04-08
• 公開（公告）號: CN108507422A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 賈洪印;吳曉軍;徐明興;張培紅;周桂宇;龔小權(quán);張耀冰;和爭春;馬明生;周乃春;鄧有奇;童福林;陳江濤;唐靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: F42B10/14
• 分類號: F42B10/14
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 沈強

本發(fā)明公開了一種柵格翼及基于柵格翼的火箭芯一級殘骸散落點控制方法，解決了現(xiàn)有火箭芯一級殘骸落點分散，散布范圍較大的問題。柵格翼為弧形結(jié)構(gòu)并且其內(nèi)弧面半徑與運載火箭芯一級半徑相同，柵格翼通過外框底部的支撐柱與折疊機構(gòu)連接，折疊機構(gòu)前后帶有整流罩，折疊轉(zhuǎn)軸處預(yù)置壓縮彈簧，提供柵格翼初始展開力。利用柵格翼高氣動效率和高阻力的特點，將柵格翼安裝在現(xiàn)役運載火箭一二級連接艙段上并通過折疊機構(gòu)折疊和打開。在火箭上升段完全折疊在火箭箭體上，對火箭上升段的安全和運載能力影響均較小；在芯一級殘骸高速再入過程中，折疊的柵格翼展開，起到增強火箭殘骸本體氣動穩(wěn)定性和氣動阻力的目的，從而減小火箭芯一級殘骸落點散布面積。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于運載火箭芯一級落點散布控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種柵格翼及基于柵格翼的火箭芯一級殘骸散落點控制方法。

背景技術(shù)

失穩(wěn)飛行器，如飛行器破損產(chǎn)生的殘骸、火箭脫落的整流罩和助推級等，通常是不可控的飛行器，墜落到地面時有可能帶來安全問題。為了保障這些飛行器的落區(qū)安全，可以從兩個方面入手: 一是將其落點控制在人煙稀少的地方；二是提高落區(qū)劃定的精度，減小落點散布的范圍。由于受到飛行器目標(biāo)軌道、發(fā)射場位置、機動能力、總體設(shè)計等方面的限制，這些失穩(wěn)飛行器的落點難以有效控制到人煙稀少的地方，因此提高落區(qū)劃定的精度，減小落點散布的范圍，對保障落區(qū)人員和財產(chǎn)安全，具有十分重要的意義。

柵格翼是一種新型控制穩(wěn)定面，它作為一種新型升力面和控制面，在亞聲速和高超聲速階段有比平板翼更優(yōu)秀的氣動特性，可用作穩(wěn)定翼或全動式舵翼以提高彈箭的機動性，增加其穩(wěn)定性和可控性。與傳統(tǒng)平板翼相比，柵格翼具有一些獨特優(yōu)點，在相同的外形尺寸下，柵格翼的升力面積比平板翼大得多；具有較高的強度質(zhì)量比；柵格翼弦向尺寸小，可以緊貼主體折疊安裝，而不增加主體的外形尺寸；在控制效率和鉸鏈力矩特性方面優(yōu)于傳統(tǒng)平板翼。對于傳統(tǒng)的炸彈和導(dǎo)彈等飛行器，柵格翼缺點主要是相較于平板翼阻力較大，而對于高速返回的火箭芯一級箭體，這個缺點卻成為了優(yōu)點，可以提供額外的氣動阻力，減小火箭芯一級殘骸返回速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種柵格翼及基于柵格翼的火箭芯一級殘骸散落點控制方法，解決了現(xiàn)有火箭芯一級殘骸落點分散，散布范圍較大的問題。利用柵格翼高氣動效率和高阻力的特點，采用弧形結(jié)構(gòu)的柵格翼，將柵格翼安裝在現(xiàn)役運載火箭芯一二級連接艙段上并通過折疊機構(gòu)折疊和打開柵格翼，在火箭上升段完全折疊在火箭箭體上與連接艙段完全貼合，對火箭上升段的安全和運載能力影響均較小；在芯一級殘骸高速載入過程中，折疊的柵格翼展開，起到增強火箭殘骸本體氣動穩(wěn)定性和氣動阻力的目的，從而減小火箭芯一級殘骸落點散布面積。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的，主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種柵格翼，其特征在于包括可折疊安裝的柵格翼，所述柵格翼為弧形結(jié)構(gòu)，所述柵格翼的內(nèi)弧面半徑與運載火箭芯一級半徑相同，所述柵格翼包括外框、設(shè)置在外框內(nèi)由若干柵格壁板構(gòu)成的格子，所述外框底部沿外框的軸線方向上對稱設(shè)置有兩個支撐柱，在所述兩個支撐柱之間設(shè)置連接有折疊機構(gòu)，所述柵格翼通過支撐柱與折疊機構(gòu)連接，所述折疊機構(gòu)用于打開和折疊柵格翼。

在上述技術(shù)方案中，所述格子為菱形結(jié)構(gòu)。

在上述技術(shù)方案中，所述柵格翼的表面設(shè)置有一防熱涂層。

在上述技術(shù)方案中，所述折疊機構(gòu)包括固定安裝在火箭一二級連接艙段上的固定塊、與固定塊端部連接的整流罩、設(shè)置在固定塊內(nèi)的折疊傳動機構(gòu)、和折疊鎖緊機構(gòu)，所述折疊傳動機構(gòu)用于折疊和展開柵格翼，所述折疊鎖緊機構(gòu)用于對折疊狀態(tài)的柵格翼進行折疊鎖緊。

在上述技術(shù)方案中，所述折疊傳動機構(gòu)包括轉(zhuǎn)動軸和壓縮彈簧，所述支撐桿和固定塊設(shè)置有連接孔，所述轉(zhuǎn)動軸依次穿過支撐桿和固定塊上的連接孔將支撐桿和固定塊進行連接，所述壓縮彈簧的一端與轉(zhuǎn)動軸固定連接，壓縮彈簧的另一端設(shè)置在固定塊內(nèi)。

在上述技術(shù)方案中，當(dāng)柵格翼折疊時，壓縮彈簧為壓縮狀態(tài)且通過折疊鎖緊機構(gòu)壓縮在固定塊內(nèi)。