一种栅格舵和飞行器制造技术

本发明专利技术提供一种栅格舵和飞行器，包括：若干个彼此连接的隔板，若干个所述隔板形成栅格结构；沿所述隔板相交线的两端，所述隔板相对设置有迎风面和背风面，所述迎风面上至少一部分设置有缺口，沿所述迎风面向所述背风面方向，所述缺口所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。在迎风端成型导流曲面，避免了迎风端处的方形设置，高超声速环境下，一方面降低了压差阻力和摩擦阻力，提高了动力效率，降低了迎风端发热的总热量，保证了栅格结构的材料的结构强度；另一方面改善了棱角等突出部分在于气流发生摩擦情况下产生的局部高热的情况，降低了栅格结构的气动热，改善其热环境分布，提高了温度分布均匀性，从而降低结构热应力，优化强度性能。

【技术实现步骤摘要】
一种栅格舵和飞行器
本专利技术涉及飞行器设计
，具体涉及一种栅格舵和飞行器。
技术介绍
栅格结构主要用于空对空、地对地导弹和运载火箭逃逸塔，作为气动安定面(栅格翼)或者控制面(栅格舵)。现有栅格舵的设计主要考虑气动力特性和结构强度，不考虑气动热问题的影响。以前栅格舵工作时间短，飞行器飞行速度较低，气动热问题不突出。随着栅格舵在高超声速飞行器、可回收火箭上应用，飞行速度显著增加，栅格舵的热环境问题日趋突出。
技术实现思路
因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的栅格舵在高速飞行时热环境恶劣的缺陷，从而提供一种栅格舵和飞行器。本专利技术提供一种栅格舵，适于设置在飞行器上，包括：若干个彼此连接的隔板，若干个所述隔板形成栅格结构；沿所述隔板相交线的两端，所述隔板相对设置有迎风面和背风面，所述迎风面上至少一部分设置有缺口，沿所述迎风面向所述背风面方向，所述缺口所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。迎风面与所述缺口相对应的部位呈等半径设置。缺口的半径等于所述隔板厚度的一半。沿所述迎风面向所述背风面方向，所述缺口相对所述隔板的对称设置。缺口对称设置在所述迎风面和所述背风面上。栅格结构呈“井”字形设置。隔板厚度范围为2mm－8mm。本专利技术还提供一种飞行器，包括：主体；若干个上述的栅格舵，可转动地连接在所述主体上，所述栅格舵具有与所述主体的纵向轴线平行的收纳位置，以及与所述纵向轴线垂直的工作位置。本专利技术技术方案，具有如下优点：1.本专利技术提供一种栅格舵，适于设置在飞行器上，包括：若干个彼此连接的隔板，若干个所述隔板形成栅格结构；沿所述隔板相交线的两端，所述隔板相对设置有迎风面和背风面，所述迎风面上至少一部分设置有缺口，沿所述迎风面向所述背风面方向，所述缺口所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。由多个隔板构成的栅格结构，在飞行器上设置，在高超声速环境下，迎风面处的棱边会与高速气流发生剧烈摩擦，一方面会使棱边的局部温度快速升高，栅格结构的材料金属发生软化，结构强度下降并在外力作用下可能发生变形，另一方面，棱边的高温会与周围其他位置处产生温差，导致局部热应力增大，超过材料的极限应力，使结构开裂或发生蠕变变形。在迎风面成型有缺口，由于缺口所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小，所以这样设置会在迎风面位置外表面上成型有导流曲面，相比呈方形设置的迎风面，这样设置在高超声速环境下，一方面通过曲面设计降低了迎风面收到的压差阻力，降低了迎风面发热的总热量，保证了栅格结构的材料的结构强度；另一方面改善了棱角等突出部分在于气流发生摩擦情况下产生的局部高热的情况，降低了栅格结构的气动热，改善其热环境分布，提高了温度分布均匀性，从而降低结构热应力，优化强度性能。2.本专利技术提供一种栅格舵，迎风面与所述缺口相对应的部位呈等半径设置。这样设置使得缺口为成型在迎风面上半径相同的圆形倒角，这样设置一方面简单易行，便于加工制造；另一方面，这样设置保证了缺口在导流和导热效果上的均匀性，避免了热应力的失衡，保证了工作强度的稳定。3.本专利技术提供一种栅格舵，缺口的半径等于所述隔板厚度的一半。缺口半径等于隔板厚度的一半，则迎风面为圆柱半侧面，这样设置一方面可以避免在迎风面出现正对气流的挡风平面或者挡风平面与缺口间的过渡棱端，有效改善了迎风面的气动外形，既避免过渡棱端与空气高速摩擦所致的局部高热流和空气湍流的出现，又降低了挡风平面所导致的风阻，有效改善了迎风面的热流分布，使得格壁的热流分布更加均匀，避免迎风面结构温差过大，提高结构局部热应力，使结构开裂或蠕变变形；另一方面这样设置使得格壁两侧的圆形倒角角度和半径都相同，使得迎风面两侧受到的气动压力和高热流相同，避免出现受力失衡和剧烈温差，提高了格壁的气动性能，避免了迎风面两侧热应力的失衡，保证了格壁材料工作强度的稳定。4.本专利技术提供一种栅格舵，缺口对称设置在所述迎风面和所述背风面上。这样设置一方面由于沿运动方向背风面的截面积逐渐缩小，降低了迎风面与背风面间的压差阻力，改善了隔板整体的气动外形，避免背风面处形成影响栅格舵运动稳定性的涡流区域；另一方面，迎风面和背风面同时设置对称缺口，这样设置更便于隔板或栅格结构的装配，避免了迎风面和背风面装反而使得成品率降低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的实施例中提供的栅格结构的立体示意图；图2为图1所示的栅格结构的侧视图；图3为图1所示栅格结构中隔板的结构示意图；图4为图1所示栅格结构中隔板另一种实施方式的结构示意图；附图标记说明：1－隔板；2－迎风面；3－背风面；4－缺口。具体实施方式下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。此外，下面所描述的本专利技术不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。如图1－图4，本实施例提供一种栅格舵，适于设置在飞行器上，包括若干个彼此连接的隔板1，若干个隔板1形成栅格结构，在本实施例中，栅格结构呈“井”字型方格状设置，作为可变换的实施方式，栅格结构可以根据控制需要进行形状调整，如呈菱形格等其他形状设置，此外，栅格结构外侧还围设有固定框。隔板1沿相交线的两端相对设置有迎风面2和背风面3，迎风面2设置在栅格舵在工作状态下运动方向的前端，背风面3设置在栅格舵工作状态下运动方向的后端，迎风面2上至少一部分设置有缺口4，沿迎风面2向背风面3方向，缺口4所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种栅格舵，适于设置在飞行器上，其特征在于，包括：/n若干个彼此连接的隔板(1)，若干个所述隔板(1)形成栅格结构；/n沿所述隔板(1)相交线的两端，所述隔板(1)相对设置有迎风面(2)和背风面(3)，所述迎风面(2)上至少一部分设置有缺口(4)，沿所述迎风面(2)向所述背风面(3)方向，所述缺口(4)所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。/n

【技术特征摘要】
1.一种栅格舵，适于设置在飞行器上，其特征在于，包括：
若干个彼此连接的隔板(1)，若干个所述隔板(1)形成栅格结构；
沿所述隔板(1)相交线的两端，所述隔板(1)相对设置有迎风面(2)和背风面(3)，所述迎风面(2)上至少一部分设置有缺口(4)，沿所述迎风面(2)向所述背风面(3)方向，所述缺口(4)所在外表面的切线斜率的绝对值连续减小。


2.根据权利要求1所述的栅格舵，其特征在于，所述迎风面(2)与所述缺口(4)相对应的部位呈等半径设置。


3.根据权利要求2所述的栅格舵，其特征在于，所述缺口(4)的半径等于所述隔板(1)厚度的一半。


4.根据权利要求1－3任一所述的栅格舵，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭小波，郑立伟，陈亮，
申请(专利权)人：北京星际荣耀空间科技有限公司，北京星际荣耀科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11