本發(fā)明涉及機械工程技術領域,尤其是涉及一種微型導彈。
背景技術:
微型導彈用于打擊輕型裝甲車、無人機及步兵分隊等小慢目標。微型導彈因其尺寸小、重量輕、方便攜帶等特點被廣泛適用,尤其適用于單兵作戰(zhàn)。
微型導彈內裝存有燃料和氧化劑,點火器使燃料和氧化劑反應產生動力從而推動導彈發(fā)射。相關技術中的微型導彈的動力均采用固體形式,也即,導彈的燃料和氧化劑均為固體形態(tài),在兩者反應燃燒時,固態(tài)的燃料和固態(tài)的氧化劑迅速完全反應,其反應時間短,為導彈提供的動力時間短,導彈的射程較短,無法打擊較遠的目標。
綜上,相關技術中的微型導彈的射程較短。
技術實現要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種微型導彈,以解決現有技術中存在的微型導彈的射程較短的技術問題。
本發(fā)明提供的一種微型導彈,所述微型導彈包括:彈體以及設置在所述彈體內的固體燃料以及液態(tài)氧化劑;當所述固體燃料與所述液態(tài)氧化劑發(fā)生反應燃燒生成高溫燃氣,所述高溫燃氣推動彈體發(fā)射。
進一步地,所述微型導彈還包括催化床和驅動部;所述彈體內由前至后依次設置有依次連通的驅動艙、氧化劑艙、催化艙以及燃料艙;所述驅動部設置在所述驅動艙內;所述液態(tài)氧化劑設置在所述氧化劑艙內;所述催化床設置在所述催化艙內;
所述液態(tài)氧化劑為過氧化氫;所述驅動部用于驅動所述液態(tài)氧化劑進入所述催化床;所述催化床用于將所述液態(tài)氧化劑催化生成高溫氣體h2o和o2。
進一步地,所述驅動部為高壓氣瓶;
所述高壓氣瓶內設置有高壓氣體;所述氧化劑艙內設置有氧化劑儲箱;所述液態(tài)氧化劑設置在所述氧化劑儲箱內;所述氧化劑儲箱的后端設置有與所述催化艙連通的氧化劑出口;所述氧化劑艙的前端設置有高壓氣體進口。
進一步地,所述微型導彈還包括時間繼電器和控制器;
所述氧化劑出口處設置有閥門;所述閥門用于打開或者關閉所述氧化劑出口;所述閥門和所述時間繼電器均與所述控制器電連接;所述控制器用于控制所述閥門的流量大小。
進一步地,所述微型導彈還包括連接管;所述連接管的一端與所述氧化劑出口連通,另一端與所述催化艙連通;所述閥門設置在所述連接管上。
進一步地,所述彈體內,位于所述燃料艙的后端,設置有伺服舵機;所述彈體的前端設置有制導攝像頭以及彈上控制系統(tǒng);所述伺服舵機、所述制導攝像頭均與所述彈上控制系統(tǒng)電連接;所述彈上控制系統(tǒng)用于控制所述伺服舵機。
進一步地,所述燃料艙的內壁上設置有隔熱層。
進一步地,所述彈體的后端設置有與所述燃料艙連通的噴管。
進一步地,所述彈體內,位于所述驅動艙的前端,設置有戰(zhàn)斗部。
進一步地,所述彈上控制系統(tǒng)設置在所述戰(zhàn)斗部的前端。
本發(fā)明提供的微型導彈,在彈體內設置固體燃料和液態(tài)氧化劑,固定燃料和液態(tài)氧化劑發(fā)生反應燃燒生成高溫燃氣,該高溫燃氣推動彈體發(fā)射。
本發(fā)明提供的微型導彈,其氧化劑采用液態(tài)氧化劑,固液發(fā)動機具有比沖高、工作時間長、推力易調節(jié)的特點,使得導彈具有較大的射程,也即,由于氧化劑為液態(tài),燃料為固體,固液火箭發(fā)動機的燃燒為擴散燃燒,燃速較慢,反應燃燒時間持續(xù)較長。同時由于液態(tài)氧化劑具有較高的能量,固液火箭發(fā)動機的推進劑具有較高能量,可以為彈體提供長時間充足的動力,進而延長彈體射程。本發(fā)明提供的微型導彈適用于單兵作戰(zhàn),也適用于無人機載武器,可用于攻擊敵軍輕型裝甲車、無人機及步兵分隊等小慢目標,適用于反恐作戰(zhàn)等較低低烈度戰(zhàn)場。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現有技術中的技術方案,下面將對具體實施方式或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式,對于本領域普通技術人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例提供的微型導彈的結構示意圖;
圖2為圖1所示的微型導彈的剖視圖;
圖3為圖2所示的微型導彈的局部結構示意圖;
圖4為圖2所示的微型導彈的另一局部結構示意圖。
附圖標記:
1-彈體;2-固體燃料;3-液態(tài)氧化劑;
4-高壓氣瓶;5-氧化劑儲箱;6-催化床;
7-制導攝像頭;8-彈上控制系統(tǒng);9-戰(zhàn)斗部;
10-尾翼;11-噴管;12-伺服舵機。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外,術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。
在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。
圖1為本發(fā)明實施例提供的微型導彈的結構示意圖;圖2為圖1所示的微型導彈的剖視圖;圖3為圖2所示的微型導彈的局部結構示意圖;圖4為圖2所示的微型導彈的另一局部結構示意圖,如圖1至圖4所示,本發(fā)明實施例提供的一種微型導彈,微型導彈包括:彈體1以及設置在彈體1內的固體燃料2以及液態(tài)氧化劑3;當固體燃料2與液態(tài)氧化劑3發(fā)生反應燃燒生成高溫燃氣,高溫燃氣推動彈體1發(fā)射。
本發(fā)明實施例提供的微型導彈,在彈體1內設置固體燃料2和液態(tài)氧化劑3,固定燃料和液態(tài)氧化劑3發(fā)生反應燃燒生成高溫燃氣,該高溫燃氣推動彈體1發(fā)射。
本發(fā)明提供的微型導彈,其氧化劑采用液態(tài)氧化劑3,固液發(fā)動機具有比沖高、工作時間長、推力易調節(jié)的特點,使得導彈具有較大的射程。也即,由于氧化劑為液態(tài),燃料為固體,固液火箭發(fā)動機的燃燒為擴散燃燒,燃速較慢,反應燃燒時間持續(xù)較長。同時由于液態(tài)氧化劑具有較高的能量,固液火箭發(fā)動機的推進劑具有較高能量,可以為彈體1提供長時間充足的動力,進而延長彈體1射程。本發(fā)明提供的微型導彈適用于單兵作戰(zhàn),也適用于無人機載武器,可用于攻擊敵軍輕型裝甲車、無人機及步兵分隊等小慢目標,適用于反恐作戰(zhàn)等較低烈度戰(zhàn)場。
其中,可通過點火器點火使得固體燃料2和液態(tài)氧化劑3反應燃燒,也可通過催化氧化的方式將固體燃料2和液態(tài)氧化劑3反應燃燒。
優(yōu)選地,固體燃料2采用高性能固體燃料2。液態(tài)氧化劑3可以為過氧化氫、硝酸、四氧化二氮等。
如圖1至圖4所示,在上述實施例的基礎上,進一步地,微型導彈還包括催化床6和驅動部;彈體1內由前至后依次設置有依次連通的驅動艙、氧化劑艙、催化艙以及燃料艙;驅動部設置在驅動艙內;液態(tài)氧化劑3設置在氧化劑艙內;催化床6設置在催化艙內;液態(tài)氧化劑3為過氧化氫;驅動部用于驅動液態(tài)氧化劑3進入催化床6;催化床6用于將液態(tài)氧化劑3催化生成高溫氣體h2o和o2。
本實施例中,彈體1內由前至后依次設置有依次連通的驅動艙、氧化劑艙、催化艙以及燃料艙;驅動部設置在驅動艙內;液態(tài)氧化劑3設置在氧化劑艙內;催化床6設置在催化艙內;液態(tài)氧化劑3為過氧化氫。驅動部驅動液態(tài)氧化劑3進入催化床6,催化床6將過氧化氫催化為氧氣和水氣,氧氣和水氣進入燃料艙,燃料艙內的固定燃料在高溫氣體中熱解,并與之摻混燃燒,生成高溫燃氣,高溫燃氣推動彈體1發(fā)射。也即,點火方式為催化床6催化點火。
本實施例中,將液態(tài)氧化劑3設置為過氧化氫,并通過催化的方式與固體燃料2發(fā)生反應,結構簡單。
其中,氧化劑儲箱5采用長時間儲存、預包裝技術,可實現過氧化氫的長期儲存、便攜性及快速響應要求。
進一步地,催化床6包含集液腔、液體均流板、氣體噴注面板等結構。
如圖1至圖4所示,在上述實施例的基礎上,進一步地,驅動部為高壓氣瓶4;高壓氣瓶4內設置有高壓氣體;氧化劑艙內設置有氧化劑儲箱5;液態(tài)氧化劑3設置在氧化劑儲箱5內;氧化劑儲箱5的后端設置有與催化艙連通的氧化劑出口;氧化劑艙的前端設置有高壓氣體進口。
本實施例中,高壓氣瓶4內的氣體進入氧化劑艙內,并對氧化劑艙內的氧化劑儲箱5施加朝向燃料艙的作用力,氧化劑儲箱5受到擠壓變形,氧化劑儲箱5內的液態(tài)氧化劑3通過氧化劑儲箱5的后端進入至催化艙內,并經催化艙內的催化床6的催化作用產生氧氣和水氣,氧氣進入至燃料艙內將燃料燃燒。
本實施例中,將驅動部設置為高壓氣瓶4,通過高壓氣瓶4內的高壓氣體的擠壓氧化劑儲箱5實現驅動液態(tài)氧化劑3的目的,安全可靠,方便使用者操控。同時,導彈尺寸小,質量輕,便于攜帶及安裝,適用于單兵作戰(zhàn)及作為小型無人機的機載武器。
其中,高壓氣瓶4可采用復合材料,既能減輕重量,又能提高氣瓶的儲存壓力。高壓氣瓶4的壓力可為35mpa。氣瓶通過閥門管路與氧化劑儲箱5連接,由閥門管路控制對氧化劑儲箱5的擠壓壓力。
在上述實施例的基礎上,進一步地,微型導彈還包括時間繼電器和控制器;氧化劑出口處設置有閥門;閥門用于打開或者關閉氧化劑出口;閥門和時間繼電器均與控制器電連接;控制器用于控制閥門的流量大小。
本實施例中,使用者可通過設置時間繼電器,控制器控制閥門流量的大小,來控制氧化劑流量供應,從而改變固液混合火箭發(fā)動機推力大小,來實現對導彈飛行的控制。本實施例還可實現導彈的多次點火,也即,當高壓氣瓶4內的高壓氣體推動氧化劑儲箱5擠壓液態(tài)氧化劑3進入催化艙內,經催化床6催化,氧氣進入燃料艙內,并將固體燃料2反應燃燒生成高溫燃氣,完成一次點火。經過預設的時間后,控制器控制關閉閥門,使得液態(tài)氧化劑3不再進入催化艙內進行催化生成氧氣。經預設時間后,控制器可再控制打開閥門,液壓氧化劑再次進入催化艙內進行催化生成氧氣,并將固定燃料反應燃燒,再次完成一次點火。
本實施例中,通過控制器控制閥門來控制液態(tài)氧化劑3的流動,來實現微型導彈的多次點火啟動和變推力,對于導彈彈道的優(yōu)化、射程提高及導彈飛行的靈活控制有重要作用。
如圖1至圖4所示,在上述實施例的基礎上,進一步地,微型導彈還包括連接管;連接管的一端與氧化劑出口連通,另一端與催化艙連通;閥門設置在連接管上。
本實施例中,連接管的一端與氧化劑出口連通,另一端與催化艙連通,閥門設置在連接管上。通過設置連接管,使得彈體1內的部件連接方便,空間充分利用。
如圖1至圖4所示,在上述實施例的基礎上,進一步地,彈體1內,位于燃料艙的后端,設置有伺服舵機12;彈體1的前端設置有制導攝像頭7以及彈上控制系統(tǒng)8;伺服舵機12、制導攝像頭7均與彈上控制系統(tǒng)8電連接;彈上控制系統(tǒng)8用于控制伺服舵機12。
本實施例中,在彈體1內設置伺服舵機12,彈體1的前端設置有制導攝像頭7以及彈上控制系統(tǒng)8;伺服舵機12、制導攝像頭7均與控制系統(tǒng)電連接。制導攝像頭7拍攝彈體1外的圖像信息,并將該信息傳輸至彈上控制系統(tǒng)8,彈上控制系統(tǒng)8根據接收到的圖像信息控制伺服舵機12,從而調整微型導彈的尾翼10的動作,進而調整微型導彈整體的飛行狀態(tài)。也即,導彈通過前端的制導攝像頭7接收圖像信號或者激光信號,經由彈上控制系統(tǒng)8分析處理后,通過伺服舵機12控制尾翼10動作,實現導彈的俯仰、偏航和滾轉。
本實施例中,制導攝像頭7和控制系統(tǒng)形成微型導彈的制導系統(tǒng),從而可使微型導彈根據外部情形自動調整飛行狀態(tài),可以實現導彈的“發(fā)射后不管”,能夠提高導彈的發(fā)射效率并保證命中精度。
在上述實施例的基礎上,進一步地,燃料艙的內壁上設置有隔熱層。
本實施例中,在燃料艙內設置隔熱層,燃料艙內的固定燃料在反應燃燒時溫度較高,隔熱層可減少燃料艙內與其內壁之間的熱量傳遞,從而避免燃料艙的內壁受到較高溫度而受損,延長了微型導彈的使用壽命。
在上述實施例的基礎上,進一步地,彈體1的后端設置有與燃料艙連通的噴管11。
本實施例中,在彈體1的后端設置噴管11,固定燃料在燃料艙內燃燒生成的高溫燃氣經噴管11噴出,并推動彈體1發(fā)射。
其中,噴管11為拉瓦爾噴管11,用于將燃燒腔內燃燒產生的高溫高壓燃氣的熱能轉化為動能。高溫高壓燃氣流經噴管11時不斷膨脹加速,最后以高速從噴管11出口面排出,產生推力。小推力固液火箭發(fā)動機的穩(wěn)定推力可為30n,滿足導彈高速飛行的動力要求。
在上述實施例的基礎上,進一步地,彈體1內,位于驅動艙的前端,設置有戰(zhàn)斗部9。
本實施例中,在彈體1內,位于驅動艙的前端,設置有戰(zhàn)斗部9,戰(zhàn)斗部9存放彈藥。戰(zhàn)斗部9為導彈攜帶的炸藥及相應組件用于對打擊目標造成破壞,達到作戰(zhàn)目的。戰(zhàn)斗部9置于彈體1的前端,炸藥類型可為導彈的常用炸藥或其他炸藥。初步設計戰(zhàn)斗部9最大重量為0.3kg。
如圖1至圖4所示,在上述實施例的基礎上,進一步地,彈上控制系統(tǒng)8設置在戰(zhàn)斗部9的前端。
本實施例中,將彈上控制系統(tǒng)8設置在戰(zhàn)斗部9的前端,這樣可方便與制導攝像頭7連接,使得彈體1內的空間充分利用,減小彈體1的體積。
最后應說明的是:以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案,而非對其限制;盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明,本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改,或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換,并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。