本發(fā)明屬于彈道修正彈藥，具體涉及一種多段式的柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭。

背景技術(shù)：

1、偏轉(zhuǎn)彈頭作為一種新興的彈道修正方式被各國(guó)廣泛研究，與傳統(tǒng)的脈沖直接力修正、鴨舵空氣動(dòng)力修正有較大區(qū)別。

2、彈頭偏轉(zhuǎn)修正彈道的原理是通過(guò)驅(qū)動(dòng)裝置控制彈頭偏離軸線，使彈頭的迎風(fēng)面和背風(fēng)面產(chǎn)生壓差，從而產(chǎn)生相對(duì)彈體的氣動(dòng)控制力和氣動(dòng)力矩，以實(shí)現(xiàn)修正彈藥落點(diǎn)的目標(biāo)，頭部偏轉(zhuǎn)式彈道修正引信在實(shí)現(xiàn)高精度的同時(shí)，能夠顯著降低成本，尤其對(duì)于常規(guī)彈藥具有良好的兼容性，可作為可行的庫(kù)存改造方案。這種技術(shù)具有更高的控制效率、更好的氣動(dòng)特性，以及更低的成本。

3、國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的偏轉(zhuǎn)彈頭大多數(shù)都為兩段式設(shè)計(jì)，即彈頭下段與彈身固接，彈頭上段在動(dòng)力裝置的驅(qū)動(dòng)下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，彈頭偏轉(zhuǎn)角度完全取決于上段的偏轉(zhuǎn)角度，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單直接，但是在偏轉(zhuǎn)時(shí)，由于偏轉(zhuǎn)過(guò)于直接，上下段彈過(guò)渡銜接不好導(dǎo)致構(gòu)型突變，難以保證彈藥良好的氣動(dòng)外形，使彈藥在高速飛行階段，容易產(chǎn)生較大激波，降低彈藥氣動(dòng)性能。

4、因此，有必要設(shè)計(jì)一種多段式的具有偏轉(zhuǎn)柔順、過(guò)渡銜接良好等優(yōu)點(diǎn)的偏轉(zhuǎn)彈頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種多段式的偏轉(zhuǎn)彈頭，在炮彈飛行過(guò)程中利用多段彈頭殼體的柔順偏轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)彈道修正的彈頭。

2、本發(fā)明的一種多段式的柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭，其發(fā)明思路源于繭蛹多段式腹部可360°偏轉(zhuǎn)的功能。其特征在于，由支撐機(jī)構(gòu)100、殼體機(jī)構(gòu)200、連桿控制機(jī)構(gòu)300組成，其中支撐機(jī)構(gòu)100包括連桿支架110、底座120，殼體機(jī)構(gòu)200包括殼體ⅰ210、殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250，連桿控制機(jī)構(gòu)300包括連桿動(dòng)力系統(tǒng)310、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ320、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅱ330、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅲ340、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅳ350、被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)360；其中，殼體ⅰ210、殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250自下而上排列，殼體ⅰ210的下部與底座120固連，殼體ⅰ210的凹面ⅰ210a與殼體ⅱ220的凸面ⅱ220b同心配合，組成球面副，殼體ⅱ220的凹面ⅰ220a與殼體ⅲ230的凸面ⅱ230b同心配合，組成球面副，依次組合，直至殼體ⅳ240的凹面ⅳ240a與殼體頭250的凸面ⅴ250b同心配合，組成球面副；連桿支架110布置在殼體機(jī)構(gòu)200的內(nèi)部，連桿支架110與底座120固接；連桿控制機(jī)構(gòu)300的主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ320、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅱ330、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅲ340、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅳ350自下而上排列，依次與殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250通過(guò)鉸鏈連接，被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)360中的擺動(dòng)滑塊ⅰ361、擺動(dòng)滑塊ⅱ362、擺動(dòng)滑塊ⅲ363、擺動(dòng)滑塊ⅳ364通過(guò)鉸鏈依次與殼體機(jī)構(gòu)200中殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250連接，連桿控制機(jī)構(gòu)300中的主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ～ⅳ320～350與被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)360與連桿支架110通過(guò)銷(xiāo)軸活動(dòng)連接；

3、支撐機(jī)構(gòu)100中的連桿支架110為塔形，連桿支架110左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)有4個(gè)銷(xiāo)軸孔，用于安裝主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)與被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)，連桿支架110布置于平行于底座120中面的位置；底座120下端設(shè)有外螺紋，用于與彈藥彈身連接。

4、殼體結(jié)構(gòu)200中的殼體ⅰ210、殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，殼體上端為半徑為ra的凹面，殼體外表面為半徑為rb的凸面；殼體ⅰ210、殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240的凹面半徑依次為ra1、ra2、ra3、ra4，殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250的凸面半徑依次為rb2、rb3、rb4、rb5，五段殼體各半徑關(guān)系為ra1＝rb2>ra2＝rb3>ra3＝rb4>ra4＝rb5；

5、殼體ⅱ220、殼體ⅲ230、殼體ⅳ240、殼體頭250內(nèi)表面設(shè)計(jì)有鉸鏈叉ⅱ～ⅴ220c～250c。

6、連桿控制機(jī)構(gòu)300包括有主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ～ⅳ320～350，四組主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，以主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ320為例，由連桿ⅰ321、v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322組成，v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322拐角處與連桿支架110通過(guò)銷(xiāo)軸連接，v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322一端包括鉸鏈軸ⅰ322a和套筒ⅰ322b，鉸鏈軸ⅰ322a在套筒ⅰ322b內(nèi)自由滑動(dòng)，鉸鏈軸ⅰ322a一側(cè)與殼體ⅱ220內(nèi)側(cè)的鉸鏈叉220c鉸接，被動(dòng)連桿系統(tǒng)360由擺動(dòng)滑塊ⅰ361、擺動(dòng)滑塊ⅱ362、擺動(dòng)滑塊ⅲ363、擺動(dòng)滑塊ⅳ364組成,以擺動(dòng)滑塊ⅰ361為例，由被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ361a、被動(dòng)套筒ⅰ361b構(gòu)成，被動(dòng)套筒ⅰ361b左端與連桿支架110通過(guò)銷(xiāo)軸連接，被動(dòng)套筒ⅰ361b右端與被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ361a同心配合，與被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ361a可以在被動(dòng)套筒ⅰ361b內(nèi)自由滑動(dòng)，被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ361a右端與殼體ⅱ220內(nèi)側(cè)的鉸鏈叉220c鉸接；連桿動(dòng)力系統(tǒng)310由電機(jī)311和輸入連桿312組成，電機(jī)311與底座120上表面固連，輸入連桿312與電機(jī)輸出軸固連；

7、連桿ⅰ321下端與輸入連桿312鉸接，上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322的右側(cè)和連桿ⅱ331下端鉸接；連桿ⅱ331上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅱ332的右側(cè)和連桿ⅲ341下端鉸接；連桿ⅲ341上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅲ342的右側(cè)和連桿ⅳ351下端鉸接；連桿ⅳ351上端與v型擺動(dòng)滑塊ⅳ352的右側(cè)鉸接；

8、電機(jī)311驅(qū)動(dòng)輸入連桿312擺動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)連桿ⅰ321運(yùn)動(dòng)，v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322隨之運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)殼體ⅱ220繞殼體ⅱ220與殼體ⅰ210組成的球面副偏轉(zhuǎn)，連桿ⅰ321也與連桿ⅱ331連接，連桿ⅱ331繼續(xù)上述運(yùn)動(dòng)，直至v型擺動(dòng)滑塊ⅳ352帶動(dòng)殼體頭250偏轉(zhuǎn)；由于v型擺動(dòng)滑塊ⅰ322、v型擺動(dòng)滑塊ⅱ332、v型擺動(dòng)滑塊ⅲ342、v型擺動(dòng)滑塊ⅳ352夾角不同，所以在連桿運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，四組v型擺動(dòng)滑塊帶動(dòng)的各段殼體偏轉(zhuǎn)角度不同，從而達(dá)到過(guò)渡和緩，柔順偏轉(zhuǎn)的目的；每段殼體偏轉(zhuǎn)又可以帶動(dòng)被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)361各部分偏轉(zhuǎn)，其中被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)361起到限制每段殼體其他方向自由度的作用，使每段殼體可以按照規(guī)定的角度和方向偏轉(zhuǎn)。

9、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明提出的一種多段式的柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭，每段彈頭殼體同時(shí)偏轉(zhuǎn)不同角度，使彈頭能實(shí)現(xiàn)彈頭最大7°的偏轉(zhuǎn)角。通過(guò)連桿控制機(jī)構(gòu)控制每段殼體同時(shí)偏轉(zhuǎn)，自下而上，殼體偏轉(zhuǎn)角度逐漸變大，逐漸實(shí)現(xiàn)彈頭的偏轉(zhuǎn)，在彈藥高速飛行階段，因?yàn)閺楊^殼體偏轉(zhuǎn)處的多段過(guò)渡更為光順，可有降低變體后產(chǎn)生的激波阻力，避免氣動(dòng)突變?cè)斐墒Х€(wěn)。

技術(shù)特征：

1.一種多段式的柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭，其特征在于，由支撐機(jī)構(gòu)(100)、殼體機(jī)構(gòu)(200)、連桿控制機(jī)構(gòu)(300)組成，其中支撐機(jī)構(gòu)(100)包括連桿支架(110)、底座(120)，殼體機(jī)構(gòu)(200)包括殼體ⅰ(210)、殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)、殼體頭(250)，連桿控制機(jī)構(gòu)(300)包括連桿動(dòng)力系統(tǒng)(310)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ(320)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅱ(330)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅲ(340)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅳ(350)、被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(360)；其中，殼體ⅰ(210)、殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)、殼體頭(250)自下而上排列，殼體ⅰ(210)的下部與底座(120)固連，殼體ⅰ(210)的凹面ⅰ(210a)與殼體ⅱ(220)的凸面ⅱ(220b)同心配合，組成球面副，殼體ⅱ(220)的凹面ⅱ(220a)與殼體ⅲ(230)的凸面ⅲ(230b)同心配合，組成球面副，依次組合，直至殼體ⅳ(240)的凹面ⅳ(240a)與殼體頭(250)的凸面ⅴ(250b)同心配合，組成球面副；連桿支架(110)布置在殼體機(jī)構(gòu)(200)的內(nèi)部，連桿支架(110)與底座(120)固接；連桿控制機(jī)構(gòu)(300)的主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ(320)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅱ(330)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅲ(340)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅳ(350)自下而上排列，依次與殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)、殼體頭(250)通過(guò)鉸鏈連接，被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(360)中的擺動(dòng)滑塊ⅰ(361)、擺動(dòng)滑塊ⅱ(362)、擺動(dòng)滑塊ⅲ(363)、擺動(dòng)滑塊ⅳ(364)通過(guò)鉸鏈依次與殼體機(jī)構(gòu)(200)中殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)、殼體頭(250)連接，連桿控制機(jī)構(gòu)(300)中的主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ～ⅳ(320～350)與被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)(360)與連桿支架(110)通過(guò)銷(xiāo)軸活動(dòng)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭，其特征在于，所述的支撐機(jī)構(gòu)(100)中的連桿支架(110)為塔形，連桿支架(110)左右兩側(cè)各設(shè)計(jì)有4個(gè)銷(xiāo)軸孔，連桿支架(110)布置于平行于底座(120)中面的位置；底座(120)下端設(shè)有外螺紋。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式柔順偏轉(zhuǎn)彈頭，其特征在于，所述的殼體結(jié)構(gòu)(200)中的殼體ⅰ(210)、殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，殼體上端為半徑為ra的凹面，殼體外表面為半徑為rb的凸面；殼體ⅰ(210)、殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)的凹面半徑依次為ra1、ra2、ra3、ra4，殼體ⅱ(220)、殼體ⅲ(230)、殼體ⅳ(240)、殼體頭(250)的凸面半徑依次為rb2、rb3、rb4、rb5，五段殼體各半徑關(guān)系為ra1＝rb2>ra2＝rb3>ra3＝rb4>ra4＝rb5。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多段式柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭，其特征在于，所述的連桿控制機(jī)構(gòu)(300)包括有主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ～ⅳ(320～350)，四組主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，以主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)ⅰ(320)為例，由連桿ⅰ(321)、v型擺動(dòng)滑塊ⅰ(322)組成，v型擺動(dòng)滑塊ⅰ(322)拐角處與連桿支架(110)通過(guò)銷(xiāo)軸連接，v型擺動(dòng)滑塊ⅰ(322)一端包括鉸鏈軸ⅰ(322a)和套筒ⅰ(322b)，鉸鏈軸ⅰ(322a)在套筒ⅰ(322b)內(nèi)自由滑動(dòng)，鉸鏈軸ⅰ(322a)一側(cè)與殼體ⅱ(220)內(nèi)側(cè)的鉸鏈叉ⅱ(220c)鉸接，被動(dòng)連桿系統(tǒng)(360)由擺動(dòng)滑塊ⅰ(361)、擺動(dòng)滑塊ⅱ(362)、擺動(dòng)滑塊ⅲ(363)、擺動(dòng)滑塊ⅳ(364)組成,以擺動(dòng)滑塊ⅰ(361)為例，由被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ(361a)、被動(dòng)套筒ⅰ(361b)構(gòu)成，被動(dòng)套筒ⅰ(361b)左端與連桿支架(110)通過(guò)銷(xiāo)軸連接，被動(dòng)套筒ⅰ(361b)右端與被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ(361a)同心配合，與被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ(361a)可以在被動(dòng)套筒ⅰ(361b)內(nèi)自由滑動(dòng)，被動(dòng)鉸鏈軸ⅰ(361a)右端與殼體ⅱ(220)內(nèi)側(cè)的鉸鏈叉ⅱ(220c)鉸接；連桿動(dòng)力系統(tǒng)(310)由電機(jī)(311)和輸入連桿(312)組成，電機(jī)(311)與底座(120)上表面固連，輸入連桿(312)與電機(jī)輸出軸固連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的連桿控制機(jī)構(gòu)，其特征在于，連桿ⅰ(321)下端與輸入連桿(312)鉸接，上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅰ(322)的右側(cè)和連桿ⅱ(331)下端鉸接；連桿ⅱ(331)上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅱ(332)的右側(cè)和連桿ⅲ(341)下端鉸接；連桿ⅲ(341)上端同時(shí)與v型擺動(dòng)滑塊ⅲ(342)的右側(cè)和連桿ⅳ(351)下端鉸接；連桿ⅳ(351)上端與v型擺動(dòng)滑塊ⅳ(352)的右側(cè)鉸接。

技術(shù)總結(jié)
一種多段式的柔順偏轉(zhuǎn)仿生彈頭屬?gòu)椀佬拚夹g(shù)領(lǐng)域，主要由支撐機(jī)構(gòu)、殼體機(jī)構(gòu)、連桿控制機(jī)構(gòu)組成，支撐機(jī)構(gòu)包括連桿支架、底座，殼體機(jī)構(gòu)包括殼體Ⅰ～Ⅳ、殼體頭，連桿控制機(jī)構(gòu)包括連桿動(dòng)力系統(tǒng)、主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)Ⅰ～Ⅳ、被動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)。彈頭偏轉(zhuǎn)時(shí)，連桿動(dòng)力系統(tǒng)中的電機(jī)驅(qū)動(dòng)主動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)Ⅰ～Ⅳ中的V型擺動(dòng)滑塊繞連桿支架上的銷(xiāo)軸孔旋轉(zhuǎn)固定角度，由于V型擺動(dòng)滑塊Ⅰ～Ⅳ角度和連桿Ⅰ～Ⅳ長(zhǎng)度不同，所以V型擺動(dòng)滑塊Ⅰ～Ⅳ通過(guò)鉸鏈帶動(dòng)殼體Ⅱ～Ⅳ、殼體頭四個(gè)殼體同時(shí)偏轉(zhuǎn)，自下而上偏轉(zhuǎn)角度由小到大，實(shí)現(xiàn)彈頭0?7°偏轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)偏轉(zhuǎn)。本發(fā)明采用連桿驅(qū)動(dòng)多段殼體實(shí)現(xiàn)彈頭偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)柔順、過(guò)渡銜接良好、響應(yīng)速度快、偏轉(zhuǎn)角度大。

技術(shù)研發(fā)人員：張成春,張亞松,陳宇曦,劉成康,丁維康,司尚博,沈淳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10