一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于高速飛行器姿態(tài)主動姿態(tài)控制的裝置，具體為一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，包括圓形底臺，圓形底臺頂面設(shè)有球錐形的發(fā)汗層板疊成體，所述圓形底臺的中心設(shè)有向發(fā)汗層板疊成體通入冷卻工質(zhì)的底臺發(fā)汗主通道，并設(shè)有固定桿穿過底臺發(fā)汗主通道和發(fā)汗層板疊成體；所述圓形底臺與層板疊成體之間加裝側(cè)噴機構(gòu)，該側(cè)噴機構(gòu)中設(shè)有向?qū)影瀵B成體外側(cè)噴發(fā)側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴流道，所述圓形底臺設(shè)有向側(cè)噴流道內(nèi)通入側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴通道。該鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，由于采用蝕刻好側(cè)噴流道的層板擴散疊加成型，因而即能實現(xiàn)飛行器姿態(tài)控制的要求，又能起到側(cè)噴流量控制的作用，是一種具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕和空間適應性強側(cè)噴鼻錐。
【專利說明】一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于高速飛行器姿態(tài)主動姿態(tài)控制的裝置，具體為一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐。
【背景技術(shù)】
[0002]側(cè)向噴流控制是噴流反作用控制系統(tǒng)的(Reaction Control System)的一種,它是利用安裝在飛行器上的微型發(fā)動機所產(chǎn)生的側(cè)向噴流反作用力以及噴流與來流的干擾所產(chǎn)生的干擾力對飛行器的運動軌跡進行控制的一種新型控制系統(tǒng)，是精確打擊以及姿態(tài)調(diào)整的關(guān)鍵技術(shù)之一。具有反應時間短，控制效率高，受環(huán)境和速度影響小，隱身效果好等特點。
[0003]與傳統(tǒng)的氣動控制面相比，側(cè)向噴流存在著以下優(yōu)勢:1)氣動面控制需要高動壓，當飛行器以低速或在高空飛行時，氣動控制面幾乎不能發(fā)揮作用；噴流卻可以產(chǎn)生巨大的推力，而不受低動壓的影響，因此可以滿足飛行器可控性好的要求。2)側(cè)向噴流具有很短的反應時間(一般在IOms以內(nèi))，可以滿足飛行器快速機動的要求。3)傳統(tǒng)的氣動面不能靈活變化，側(cè)向噴流卻可以根據(jù)需要對飛行器姿態(tài)進行控制，具有高精確性。4)側(cè)向噴流控制減少了氣動控制面，從而也能簡化防熱設(shè)計、結(jié)構(gòu)減輕、阻力減少、減小雷達反射信號，對隱身有利。
[0004]側(cè)向噴流具有的上述特點使它成為滿足再入飛行器、反導導彈、反衛(wèi)導彈、反航母導彈和先進攔截器的全空域，全速域，高機動，快速反應要求的理想控制手段。
[0005]專利申請?zhí)枮?01310112295.7的發(fā)明專利申請“一種層板式發(fā)汗和逆噴組合冷卻鼻錐”通過兩種層板交錯疊加成球錐形的層板疊成體，通過層板結(jié)構(gòu)的分布式縫隙噴管產(chǎn)生多層狀態(tài)的高速噴射氣流，利用層板自身結(jié)構(gòu)所具有的良好流道構(gòu)型，克服了一般多孔材料發(fā)汗冷卻結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)局部過熱的缺陷，達到受熱部件可重復使用的目的。但是上述冷卻鼻錐并不具備側(cè)向噴流功能，對飛行器姿態(tài)控制的精確性低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，在層板式鼻錐上加裝側(cè)噴機構(gòu)，提高飛行器姿態(tài)控制的精確性，側(cè)噴流量易控制，結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、空間適應性強。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，包括圓形底臺，圓形底臺頂面設(shè)有球錐形的發(fā)汗層板疊成體，所述圓形底臺的中心設(shè)有向發(fā)汗層板疊成體通入冷卻工質(zhì)的底臺發(fā)汗主通道，并設(shè)有固定桿穿過底臺發(fā)汗主通道和發(fā)汗層板疊成體；所述圓形底臺與層板疊成體之間加裝側(cè)噴機構(gòu)，該側(cè)噴機構(gòu)中設(shè)有向?qū)影瀵B成體外側(cè)噴發(fā)側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴流道，所述圓形底臺設(shè)有向側(cè)噴流道內(nèi)通入側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴通道。
[0008]所述側(cè)噴機構(gòu)是鑲嵌在發(fā)汗層板疊成體與圓形底臺之間的，占用空間少，重量輕。
[0009]所述側(cè)噴機構(gòu)包括圓形的第一層板和置于第一層板上方并與第一層板同軸疊壓的圓形的第二層板，所述第一層板和第二層板的中心均設(shè)有供固定桿穿過的發(fā)汗主通道。兩個層板的軸即為兩個層板的圓心，第一層板與第二層板采用擴散焊焊接成整體。
[0010]所述側(cè)噴流道設(shè)在第一層板上板面，側(cè)噴流道的長度方向與第一層板的半徑方向一致且側(cè)噴流道的一端延伸至第一層板外邊沿；第一層板上的側(cè)噴流道采用化學腐蝕或激光蝕刻加工，第二層板是無蝕刻通道的層板。
[0011]所述側(cè)噴通道的頂端與側(cè)噴流道靠近第一層板圓心的端面相連。側(cè)噴工質(zhì)經(jīng)側(cè)噴流道進入側(cè)噴通道噴出，實現(xiàn)側(cè)噴，側(cè)噴工質(zhì)的流量可根據(jù)需要進行調(diào)節(jié)。
[0012]所述側(cè)噴流道長度方向上是拉瓦噴管形狀，使側(cè)噴工質(zhì)在側(cè)噴流道內(nèi)經(jīng)過減壓加速的過程，側(cè)噴效果更好，側(cè)向噴流產(chǎn)生的反作用力以及噴流與來流的干擾所產(chǎn)生的干擾力對飛行器的運動軌跡進行控調(diào)整，從而達到實現(xiàn)飛行器姿態(tài)控制的目的。
[0013]所述第一層板的厚度為0.1?2mm,所述第二層板的厚度為0.1?1mm。
[0014]設(shè)有4條側(cè)噴流道對稱安裝在第一層板的上板面，實現(xiàn)飛行器向四個方向飛行。
[0015]所述第一層板、第二層板與發(fā)汗層板疊成體共同同軸疊加成隨高度的增加半徑依次減小的球錐形的鼻錐層板疊成體。
[0016]所述發(fā)汗層板疊成體由多個隨高度增加半徑依次減小的圓形發(fā)汗層板同軸疊加rfu 。
[0017]發(fā)汗層板疊成體由第三層板和第四層板交錯疊加而成，所述第三層板沿半徑方向設(shè)有控制流道，與控制流道沿第三層板半徑方向?qū)牡谌龑影逋鈭A周上設(shè)有散布流道，且各散布流道與對應控制流道之間留有間隔；所述第四層板上設(shè)有積液腔，積液腔設(shè)在相鄰第三層板的散布流道與其對應控制流道之間。
[0018]本發(fā)明以液體火箭發(fā)動機燃氣發(fā)生器、層板式噴注器、層板式流體混合器、層板是高速船推進器以及層板交錯發(fā)汗噴注的最新研究進展為背景，提出一種新型氣動布局的鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，由于采用蝕刻有側(cè)噴通道的層板疊加而成，因而在具體的飛行器側(cè)噴結(jié)構(gòu)形式上具有簡單性，并且根據(jù)不同的飛行器外形以及側(cè)噴需求可以有針對性的對層板外形進行調(diào)整，因而空間適應性強。同時層板自身結(jié)構(gòu)所具有的良好流道構(gòu)型，解決各種復雜的流體流道問題，層板內(nèi)精確分流特點可使側(cè)噴流量隨層板片內(nèi)的流動阻力不同而不同，因而通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計，層板式側(cè)噴噴管結(jié)構(gòu)本身就具有了流量調(diào)節(jié)的功能。
[0019]本發(fā)明的有益效果是，該鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，由于采用蝕刻好側(cè)噴流道的層板擴散疊加成型，因而即能實現(xiàn)飛行器姿態(tài)控制的要求，又能起到側(cè)噴流量控制的作用，是一種具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕和空間適應性強側(cè)噴鼻錐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明所述側(cè)噴鼻錐的第一立體圖；
圖2為本發(fā)明所述側(cè)噴鼻錐的第二立體圖；
圖3為第一層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為第二層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為第一層板和第二層板疊加的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖6為第三層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為第四層板的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為第三層板和第四層板疊加的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為固定桿結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]如圖1、圖2所示，一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，包括圓形底臺4，圓形底臺4頂面設(shè)有球錐形的發(fā)汗層板疊成體，該發(fā)汗層板疊成體由多個隨高度增加半徑依次減小的圓形發(fā)汗層板15、16同軸疊加而成；圓形底臺4的中心設(shè)有向球錐形層板疊成體通入冷卻工質(zhì)的底臺發(fā)汗主通道8，并設(shè)有固定桿5穿過底臺發(fā)汗主通道8和發(fā)汗層板疊成體，如圖9所示，固定桿5的頂部為圓弧狀且該固定桿5的頂部罩在發(fā)汗層板疊成體頂部；固定桿5內(nèi)設(shè)有通入冷卻工質(zhì)的噴管12以及冷卻工質(zhì)流入入口 7 ;圓形底臺4與層板疊成體之間加裝側(cè)噴機構(gòu)，該側(cè)噴機構(gòu)中設(shè)有向?qū)影瀵B成體外側(cè)噴發(fā)側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴流道10，所述圓形底臺4內(nèi)設(shè)有向側(cè)噴流道10內(nèi)通入側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴通道9，側(cè)噴通道進口 6設(shè)在圓形底臺4底面。
[0022]如圖5所不,側(cè)噴機構(gòu)由圓形的第一層板2和置于第一層板2上方的圓形的第二層板3同軸疊壓而成，第一層板2和第二層板3的中心均設(shè)有供固定桿5穿過發(fā)汗主通道8 ;第一層板2的厚度為2mm,第二層板3的厚度為1mm。
[0023]如圖3所示，設(shè)有4條側(cè)噴流道10對稱安裝在第一層板2的上板面，側(cè)噴流道10的長度方向與第一層板2的半徑方向一致且側(cè)噴流道10的一端延伸至第一層板2外邊沿；側(cè)噴通道9的頂端與側(cè)噴流道10靠近第一層板2圓心的端面相連；側(cè)噴流道10長度方向上的中心寬度小于側(cè)噴流道10的兩端寬度。
[0024]如圖4所示，第二層板3是無蝕刻通道的圓形層板。
[0025]第一層板2、第二層板3與發(fā)汗層板疊成體共同同軸疊加成隨高度的增加半徑依次減小的球錐形的鼻錐層板疊成體。
[0026]如圖8所示，發(fā)汗層板疊成體由第三層板15和第四層板16交錯疊加而成，如圖6所示，第三層板15沿半徑方向設(shè)有控制流道13，與控制流道13沿第三層板15半徑方向?qū)牡谌龑影?5外圓周上設(shè)有散布流道14，且各散布流道14與對應控制流道13之間留有間隔；如圖7所示，第四層板16上設(shè)有積液腔17，積液腔17設(shè)在相鄰第三層板15的散布流道14與其對應控制流道13之間。
[0027]積液腔17的截面為等腰三角形，且等腰三角形的頂角靠近相鄰第三層板15的控制流道13而等腰三角形的底邊靠近對應的散布流道14。
[0028]第三層板15的厚度為1mm，第四層板16的厚度為1mm。
[0029]圓形底臺4和固定桿5采用耐熱不銹鋼管材，各個部件之間通過擴散焊焊接成形。
【權(quán)利要求】
1.一種鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，包括圓形底臺(4)，圓形底臺(4)頂面設(shè)有球錐形的發(fā)汗層板疊成體，所述圓形底臺(4)的中心設(shè)有向發(fā)汗層板疊成體通入冷卻工質(zhì)的底臺發(fā)汗主通道(8)，并設(shè)有固定桿(5)穿過底臺發(fā)汗主通道(8)和發(fā)汗層板疊成體；其特征是，所述圓形底臺(4)與層板疊成體之間加裝側(cè)噴機構(gòu),該側(cè)噴機構(gòu)中設(shè)有向?qū)影瀵B成體外側(cè)噴發(fā)側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴流道(10)，所述圓形底臺(4)內(nèi)設(shè)有向側(cè)噴流道(10)內(nèi)通入側(cè)噴工質(zhì)的側(cè)噴通道(9)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述側(cè)噴機構(gòu)包括圓形的第一層板(2)和置于第一層板(2)上方并與第一層板(2)同軸疊壓的圓形的第二層板(3)，所述第一層板(2)和第二層板(3)的中心均設(shè)有供固定桿(5)穿過的發(fā)汗主通道(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述側(cè)噴流道(10)設(shè)在第一層板(2)上板面，側(cè)噴流道(10)的長度方向與第一層板(2)的半徑方向一致且側(cè)噴流道(10)的一端延伸至第一層板(2)外邊沿。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述側(cè)噴通道(9)的頂端與側(cè)噴流道(10)靠近第一層板(2)圓心的端面相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述側(cè)噴流道(10)長度方向上的中心寬度小于側(cè)噴流道(10)的兩端寬度。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述第一層板(2)的厚度為0.1 ?2mmo
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述第二層板(3)的厚度為0.1 ?Imm0
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，設(shè)有4條側(cè)噴流道(10)對稱安裝在第一層板(2)的上板面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述鑲嵌式層板側(cè)噴鼻錐，其特征是，所述第一層板(2)、第二層板(3)與發(fā)汗層板疊成體共同同軸疊加成隨高度的增加半徑依次減小的球錐形的鼻錐層板疊成體。
【文檔編號】B64G1/24GK103662094SQ201410001722
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2014年1月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月3日
【發(fā)明者】劉偉強, 聶濤, 劉洪鵬, 傅超琦, 張峰, 謝倫婭 申請人:中國人民解放軍國防科學技術(shù)大學