一种组合式推力矢量喷管系统及带有该系统的弹体技术方案

本发明专利技术属于航空航天飞行器动力技术领域，具体涉及一种组合式推力矢量喷管系统及带有该系统的弹体。本发明专利技术将液体二次喷射系统和超音速分离线摆动喷管两个子系统进行有机结合，充分发挥了两者的优势，液体二次喷射系统主要有响应快、效率高、结构重量小的特点，同时还能够起到给喷管润滑降温的作用，使飞行器拥有更大的推力矢量偏角、更快的响应速度。本发明专利技术可以减小飞行器液体喷射剂的携带量和贮箱体积，使推力矢量控制系统总重得到有效的控制。喷射剂的喷入能够减缓喷管内型面受热，增强喷管抗烧蚀能力，防止颗粒相进入分离线缝隙使喷管卡死。喷射剂内添加的润滑成分还可以减小密封圈的摩擦，进一步提升系统的可靠性。进一步提升系统的可靠性。进一步提升系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种组合式推力矢量喷管系统及带有该系统的弹体


[0001]本专利技术属于航空航天飞行器动力
，具体涉及一种组合式推力矢量喷管系统及带有该系统的弹体。

技术介绍

[0002]推力矢量技术与导弹、飞机等航空航天器技术的发展密切相关，是导弹和航天动力的核心和关键技术之一。推力矢量控制技术的发展与应用可以有效地提高飞行器的机动性能，并且在减小飞行器阻力和重量，提高隐身性能、安全性能和生存能力等方面有着举足轻重的作用，从而能够显著提高飞行器的作战效能。推力矢量控制技术是固体火箭发动机广泛应用的关键，目前已经发展成为一项专门技术，推力矢量控制系统种类繁多。随着固体火箭发动机应用的范围不断扩大，人们对推力矢量控制系统的要求也越来越苛刻。在提高发动机性能且增加功能的同时，保证较低的质量和造价并提高可靠性将是固体火箭发动机技术未来发展方向之一。
[0003]目前推力矢量装置大多采用液压式或者机械式运动部件，比如结构相对简单，技术相对成熟的阻流致偏类推力矢量技术，主要包括：燃气舵、燃气浆、扰流片、偏流环等。该方式能在一定程度上产生推力矢量，但是该方法会使发动机重量增加，同时还会增加发动机的重量。同时，该方式由于复杂的机械结构使得该种推力矢量装置的可靠性较低，在高温高压环境下对冷却的要求就更高。因此就更需要一个结构更简单，成本更低，同时还能够满足推力矢量要求的推力矢量装置设计。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种组合式推力矢量喷管系统。
[0005]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：包括超音速分离线摆动喷管和液体二次喷射系统；所述的超音速分离线摆动喷管包括喷管固定段和喷管运动段，超音速分离线摆动喷管的入口设置在喷管固定段前端，超音速分离线摆动喷管的出口设置在喷管运动段的后端，喷管固定段后端与喷管运动段的前端连接，在喷管固定段与喷管运动段连接处设有密封圈；所述的超音速分离线摆动喷管内部流道由收缩段、喉部和扩张段组成，收缩段与喉部位于喷管固定段内，收缩段的入口为超音速分离线摆动喷管的入口，扩张段位于喷管运动段内，扩张段的出口为超音速分离线摆动喷管的出口；所述的喷管固定段外部设有固定段法兰环，喷管运动段外部设有运动段法兰环，在固定段法兰环与运动段法兰环之间设有伺服机构；所述的伺服机构包括电磁驱动杆件，电磁驱动杆件的前后两端分别通过万向球连接装置安装在固定段法兰环和运动段法兰环上，在电磁驱动杆件外部设有电磁驱动套筒；所述的喷管固定段上开设有喷射器管道槽；所述的喷射器管道槽的出口设置在喷管固定段的内壁面上，位于超音速分离线摆动喷管的超音速分离线处；所述的喷射器管道槽的入口设置在喷射器固定段的外壁面上；所述的液体二次喷射系统包括液体二次喷射装置和喷射剂输送管道；所述的液体二次喷射装置包括喷射剂贮箱、储气装置和喷射器；所述的喷
射剂贮箱内部设有充气囊；所述的充气囊通过气体管道与储气装置连接，在气体管道上设有储气装置压力调节装置；所述的喷射剂贮箱通过喷射剂输送管道与喷射器连接，在喷射剂贮箱出口处设有防止喷射剂逆流的安全隔膜，在喷射剂输送管道上设有流量计和喷射剂贮箱压力调节装置；所述的喷射器的输出端通过喷射器管道与喷嘴连接，喷嘴伸入到超音速分离线摆动喷管的喷射器管道槽中，在喷射器管道上设有喷射器阀门和喷射器压力调节装置。
[0006]本专利技术还可以包括：
[0007]所述的液体二次喷射装置有四组；所述的喷射剂输送管道包括输液管左环路、输液管右环路和外围输送管道，输液管左环路通过外围输送管道与输液管右环路连接，喷射剂输送管道整体构成框架结构；四组液体二次喷射装置布置在喷射剂输送管道构成的框架结构内部，四组喷射剂贮箱分别与输液管左环路连接，四组喷射器的输入端分别与输液管右环路连接；所述的超音速分离线摆动喷管上开设有四组喷射器管道槽，四组喷射器的喷嘴分别伸入到对应位置的喷射器管道槽中。
[0008]所述的储气装置为高压气瓶，在高压气瓶的输出端设有电爆活门；所述的储气装置压力调节装置为三通式压力调节阀；所述的三通式压力调节阀的两端通过气体管道与高压气瓶和喷射剂贮箱内部的充气囊连接，三通式压力调节阀的另一端与排气体管道连接。
[0009]所述的喷射剂贮箱中的喷射剂为过氯酸锶水溶液，在喷射剂内添加有润滑成分，减小密封圈的摩擦。
[0010]本专利技术的目的还在于提供一种带有组合式推力矢量喷管系统的弹体。
[0011]本专利技术的目的通过如下技术方案实现：包括弹体外壳、燃烧室和组合式推力矢量喷管系统；所述的燃烧室和组合式推力矢量喷管系统均设置在弹体外壳内部，位于弹体外壳的尾部；所述的组合式推力矢量喷管系统包括超音速分离线摆动喷管和液体二次喷射系统；所述的超音速分离线摆动喷管包括喷管固定段和喷管运动段，超音速分离线摆动喷管的入口设置在喷管固定段前端，超音速分离线摆动喷管的出口设置在喷管运动段的后端，喷管固定段后端与喷管运动段的前端连接，在喷管固定段与喷管运动段连接处设有密封圈；所述的超音速分离线摆动喷管内部流道由收缩段、喉部和扩张段组成，收缩段与喉部位于喷管固定段内，收缩段的入口为超音速分离线摆动喷管的入口，扩张段位于喷管运动段内，扩张段的出口为超音速分离线摆动喷管的出口；所述的喷管固定段外部设有固定段法兰环，喷管运动段外部设有运动段法兰环，在固定段法兰环与运动段法兰环之间设有伺服机构；所述的伺服机构包括电磁驱动杆件，电磁驱动杆件的前后两端分别通过万向球连接装置安装在固定段法兰环和运动段法兰环上，在电磁驱动杆件外部设有电磁驱动套筒；所述的喷管固定段上开设有喷射器管道槽；所述的喷射器管道槽的出口设置在喷管固定段的内壁面上，位于超音速分离线摆动喷管的超音速分离线处；所述的喷射器管道槽的入口设置在喷射器固定段的外壁面上；所述的超音速分离线摆动喷管设置在燃烧室的后方，超音速分离线摆动喷管的固定段法兰环通过固定螺栓安装在燃烧室的壳体外壁上，燃烧室的内流道的出口与超音速分离线摆动喷管的入口相通；所述的液体二次喷射系统包括四组液体二次喷射装置和喷射剂输送管道；所述的液体二次喷射装置包括喷射剂贮箱、储气装置和喷射器；所述的喷射剂贮箱内部设有充气囊；所述的充气囊通过气体管道与储气装置连接，在气体管道上设有储气装置压力调节装置；所述的喷射剂贮箱通过喷射剂输送管道与喷射
器连接，在喷射剂贮箱出口处设有防止喷射剂逆流的安全隔膜，在喷射剂输送管道上设有流量计和喷射剂贮箱压力调节装置；所述的喷射器的输出端通过喷射器管道与喷嘴连接，在喷射器管道上设有喷射器阀门和喷射器压力调节装置；所述的喷射剂输送管道包括输液管左环路、输液管右环路和外围输送管道，输液管左环路通过外围输送管道与输液管右环路连接，喷射剂输送管道整体构成框架结构；四组液体二次喷射装置布置在喷射剂输送管道构成的框架结构内部，四组喷射剂贮箱分别与输液管左环路连接，四组喷射器的输入端分别与输液管右环路连接；所述的液体二次喷射装置有四组；所述的超音速分离线摆动喷管上开设有四组喷射器管道槽，四组喷射器的喷嘴分别伸入到对应位置的喷射器管道槽中；所述的四组喷射剂贮箱、四组储气装置和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合式推力矢量喷管系统，其特征在于：包括超音速分离线摆动喷管和液体二次喷射系统；所述的超音速分离线摆动喷管包括喷管固定段和喷管运动段，超音速分离线摆动喷管的入口设置在喷管固定段前端，超音速分离线摆动喷管的出口设置在喷管运动段的后端，喷管固定段后端与喷管运动段的前端连接，在喷管固定段与喷管运动段连接处设有密封圈；所述的超音速分离线摆动喷管内部流道由收缩段、喉部和扩张段组成，收缩段与喉部位于喷管固定段内，收缩段的入口为超音速分离线摆动喷管的入口，扩张段位于喷管运动段内，扩张段的出口为超音速分离线摆动喷管的出口；所述的喷管固定段外部设有固定段法兰环，喷管运动段外部设有运动段法兰环，在固定段法兰环与运动段法兰环之间设有伺服机构；所述的伺服机构包括电磁驱动杆件，电磁驱动杆件的前后两端分别通过万向球连接装置安装在固定段法兰环和运动段法兰环上，在电磁驱动杆件外部设有电磁驱动套筒；所述的喷管固定段上开设有喷射器管道槽；所述的喷射器管道槽的出口设置在喷管固定段的内壁面上，位于超音速分离线摆动喷管的超音速分离线处；所述的喷射器管道槽的入口设置在喷射器固定段的外壁面上；所述的液体二次喷射系统包括液体二次喷射装置和喷射剂输送管道；所述的液体二次喷射装置包括喷射剂贮箱、储气装置和喷射器；所述的喷射剂贮箱内部设有充气囊；所述的充气囊通过气体管道与储气装置连接，在气体管道上设有储气装置压力调节装置；所述的喷射剂贮箱通过喷射剂输送管道与喷射器连接，在喷射剂贮箱出口处设有防止喷射剂逆流的安全隔膜，在喷射剂输送管道上设有流量计和喷射剂贮箱压力调节装置；所述的喷射器的输出端通过喷射器管道与喷嘴连接，喷嘴伸入到超音速分离线摆动喷管的喷射器管道槽中，在喷射器管道上设有喷射器阀门和喷射器压力调节装置。2.根据权利要求1所述的一种组合式推力矢量喷管系统，其特征在于：所述的液体二次喷射装置有四组；所述的喷射剂输送管道包括输液管左环路、输液管右环路和外围输送管道，输液管左环路通过外围输送管道与输液管右环路连接，喷射剂输送管道整体构成框架结构；四组液体二次喷射装置布置在喷射剂输送管道构成的框架结构内部，四组喷射剂贮箱分别与输液管左环路连接，四组喷射器的输入端分别与输液管右环路连接；所述的超音速分离线摆动喷管上开设有四组喷射器管道槽，四组喷射器的喷嘴分别伸入到对应位置的喷射器管道槽中。3.根据权利要求1或2所述的一种组合式推力矢量喷管系统，其特征在于：所述的储气装置为高压气瓶，在高压气瓶的输出端设有电爆活门；所述的储气装置压力调节装置为三通式压力调节阀；所述的三通式压力调节阀的两端通过气体管道与高压气瓶和喷射剂贮箱内部的充气囊连接，三通式压力调节阀的另一端与排气体管道连接。4.根据权利要求1或2所述的一种组合式推力矢量喷管系统，其特征在于：所述的喷射剂贮箱中的喷射剂为过氯酸锶水溶液，在喷射剂内添加有润滑成分，减小密封圈的摩擦。5.根据权利要求3所述的一种组合式推力矢量喷管系统，其特征在于：所述的喷射剂贮箱中的喷射剂为过氯酸锶水溶液，在喷射剂内添加有润滑成分，减小密封圈的摩擦。6.一种带有组合式推力矢量喷管系统的弹体，其特征在于：包括弹体外壳、燃烧室和组合式推力矢量喷管系统；所述的燃烧室和组合式推力矢...

【专利技术属性】
技术研发人员：王革，李德坚，何定鹏，苏成志，程靖懿，朱宁，杨海威，关奔，周凌，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：