一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构制造技术

本发明专利技术公开了一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构，从前向后依次为减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；减阻杆可减缓来流速度，降低系统气动阻力；整流罩可降低气动阻力和增加下压力；舱段可实现系统型面连续、光滑，同时降低气动阻力和增加下压力；过渡段是将推力橇的推力传递至承载被试品的产品橇，同时可实现系统型面连续、光滑，进一步降低气动阻力。本发明专利技术大幅度降低了火箭橇系统的结构重量和气动阻力，能够最经济地实现高超声速地面试验。能够最经济地实现高超声速地面试验。能够最经济地实现高超声速地面试验。

【技术实现步骤摘要】
一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构


[0001]本专利技术属于靶场测试
，具体涉及一种产品橇气动外形结构。

技术介绍

[0002]高超声速技术是未来航天航空技术新的制高点，具有战略性、前瞻性、标志性和带动性，目前高超声速武器已经成为各军事大国武器装备发展的重点，实现超声速向高超声速(≥5Ma)的跨越，需要试验与测试技术的强力支撑。高超声速火箭橇试验依托地面专用滑轨，通过多级动力系统加速，将被试产品沿高精度滑轨加速至超过5Ma，开展气动特性、热烧蚀、结构响应、碰撞毁伤等相关功能、性能评估和考核。
[0003]在高超声速火箭橇试验
，目前我国火箭橇通常采用被试品+安装卡环+橇体桁架+滑靴的布局模式，主要应用于亚、跨声速和超声速试验，然而对于高超声速试验，由于橇体的气动阻力和整体质量较大，依据现有发动机推力条件无法将火箭橇系统推至指定速度。因此，亟需研制一种能够适用于高超声速火箭橇试验的单轨火箭橇气动外形。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构，从前向后依次为减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；减阻杆可减缓来流速度，降低系统气动阻力；整流罩可降低气动阻力和增加下压力；舱段可实现系统型面连续、光滑，同时降低气动阻力和增加下压力；过渡段是将推力橇的推力传递至承载被试品的产品橇，同时可实现系统型面连续、光滑，进一步降低气动阻力。本专利技术大幅度降低了火箭橇系统的结构重量和气动阻力，能够最经济地实现高超声速地面试验。/>[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下：
[0006]一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构，包括减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；所述舱段为被试品外舱段，过渡段为被试品外舱段尾部与推力橇之间的过渡段；
[0007]所述气动外形结构从前向后依次为减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；
[0008]所述整流罩采用流线型设计，由上方半锥形和下方V形构成；半锥形母线和轴线的夹角为15
°
～30
°
；V形外形与轴线的夹角为2
°
～20
°
；用于降低气动阻力和增加下压力；
[0009]所述减阻杆为变直径圆筒型，设置在整流罩半锥形和V形截面相交处，置于V形截面上方，与半锥形截面平滑过渡，具有降低整流罩气动阻力和气动加热的效果；
[0010]所述舱段由变截面圆筒型和V形斜披构成；所述变截面圆筒型包裹住被试品具有整流作用，变截面圆筒上半圆采用变截面设计，上半圆母线与水平面的夹角为2
°
～5
°
，增加舱段下压力，下半圆母线与水平面平行；V形斜披与轴线的夹角为2
°
～10
°
，具有导流和防偏转作用；
[0011]所述过渡件为变直径圆筒型外形，前部外径与舱段尾圆一致，圆心重合，后部外径与推力橇上安装的发动机前端圆直径一致，圆心重合，使气流均匀流过；
[0012]所述减阻杆、整流罩、舱段和过渡段均为同圆心布局，即轴线处在同一条水平直线
上，使产品橇的质量和气动外载荷沿侧向中性面对称。
[0013]优选地，所述减阻杆为变直径圆筒型，直径为30～100mm之间，长度为400mm。
[0014]本专利技术的有益效果如下：
[0015](1)本专利技术首次提出一种气动外形光滑连续、气动特性优良的单轨火箭橇产品橇气动外形，可以在现有发动机推力条件下，实现高超声速导弹类被试品的火箭橇试验，突破5Ma的导弹类武器系统的功能考核。
[0016](2)本专利技术的单轨火箭橇产品橇气动外形实现了与被试品的融合设计，突破了传统的桁架结构橇体构型，首次提出了产品橇的流线型气动外形，大幅度降低了火箭橇系统的结构重量和气动阻力，能够最经济地实现高超声速地面试验。
[0017](3)本专利技术在被试品后端面与推力橇的发动机前端面之间设计过渡段，对两级橇之间的气流进行了整流，使此处流线平稳均匀过渡至推力橇，避免气动分离涡产生，大大降低了系统气动阻力。
[0018](4)本专利技术与传统的单轨火箭橇相比，橇体运行稳定性显著提升。通过不同构件的同轴心设计，可保证全橇质量沿侧向中性面对称，降低因质量偏心引起的不均衡橇体受力和滑靴磨损；同时也实现了气动外载荷沿侧向中性面的对称性，降低橇体出现气动偏心的可能性，确保了试验的安全可靠。
附图说明
[0019]图1是本专利技术产品橇气动外形结构与推力橇结合的火箭橇试验平台示意图。
[0020]图2是本专利技术产品橇气动外形结构示意图。
[0021]图3是本专利技术整流罩外形示意图。
[0022]图4是本专利技术减阻杆外形示意图。
[0023]图5是本专利技术舱段外形示意图。
[0024]图6是本专利技术过渡段外形示意图。
[0025]其中：1—产品橇；2—推力橇，3—减阻杆，4—整流罩，5—舱段，6—过渡段。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。
[0027]本专利技术是为了解决现有火箭橇试验技术中已有的火箭橇气动外形无法开展高超声速火箭橇试验的问题，提出的一种适用于高超声速的单轨火箭橇产品橇气动外形。本专利技术的火箭橇产品橇气动外形具有气动特性优良、推重比高、稳定性高等优点。
[0028]下面对本专利技术进行详细说明：
[0029]本专利技术是一种高超声速单轨火箭橇产品橇气动外形，主要包括减阻杆、整流罩、被试品外舱段(以下简称舱段)、被试品外舱段尾部与推力橇之间的过渡段(以下简称过渡段)。其中减阻杆可减缓来流速度，降低系统气动阻力；整流罩可降低气动阻力和增加下压力；舱段可实现系统型面连续、光滑，同时降低气动阻力和增加下压力；过渡段是将推力橇的推力传递至承载被试品的产品橇，同时可实现系统型面连续、光滑，进一步降低气动阻力。
[0030]本专利技术的实现在于：整流罩采用流线型设计，由上方半锥形和下方V形构成。锥形
母线和轴线的夹角为15
°
～30
°
(角度大小根据被试品外形和所需下压力共同决定)，半锥形外形具有导流和提供下压力的作用。V形外形与轴线的夹角为2
°
～20
°
(角度大小根据被试品外形决定)，具有导流和防偏转作用，可降低气动阻力，同时确保运行稳定性。
[0031]本专利技术的实现在于：减阻杆为变直径圆筒型，直径为30～100mm之间，长度为400mm左右，布局在整流罩半锥形和V形截面相交处，置于V形截面上方，与半锥形截面平滑过渡，在稠密气体和高雷诺数的近地环境下，具有降低整流罩气动阻力和气动加热的效果。
[0032]本专利技术的实现在于：舱段由变截面圆筒型和V形斜披构成。变截面圆筒型包裹住被试品具有整流作用，变截面圆筒上半圆采用变截面设计，上半圆母线与水平面的夹角为2
°
～5
°
，增加舱段下压力，下半本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高超声速单轨火箭橇的产品橇气动外形结构，其特征在于，包括减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；所述舱段为被试品外舱段，过渡段为被试品外舱段尾部与推力橇之间的过渡段；所述气动外形结构从前向后依次为减阻杆、整流罩、舱段和过渡段；所述整流罩采用流线型设计，由上方半锥形和下方V形构成，用于降低气动阻力和增加下压力；所述减阻杆为变直径圆筒型，设置在整流罩半锥形和V形截面相交处，置于V形截面上方，与半锥形截面平滑过渡，具有降低整流罩气动阻力和气动加热的效果；所述舱段由变截面圆筒型和V形斜披构成；所述变截面圆筒型包裹住被试品具有整流作用，变截面圆筒上半圆采用变截面设计，上半圆母线与水平面的夹角为2
°
～5
°
，增加舱段下压力，下半圆母线与水平面平行；V形斜披与轴线的夹角为2
°
～10
°
，具有导流和防偏转作用；所述过渡件为变直径圆筒型外形，前部外径与舱段尾圆一致，圆心重合，后部外径与推...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵卫星，李康，吕水燕，张晨辉，韩广斌，孙俊红，王涛，付良，
申请(专利权)人：中国兵器工业试验测试研究院，
类型：发明
国别省市：