[发明专利]具有冗余气动布局的乘波飞行器及其操控方法

权利要求书

1.一种具有冗余气动布局的乘波飞行器，该乘波飞行器是以理想乘波构型为前体，其特征在于：所述乘波飞行器的尾部两侧设有可转动的全动控制舵，所述乘波飞行器的尾部上、下表面均开设有可转动的嵌入式控制面，所述乘波飞行器的底面两侧分别开设有两组斜切喷管。

2.根据权利要求1所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述全动控制舵包括左全动舵和右全动舵，所述左全动舵和右全动舵沿所述乘波飞行器的中平面呈对称布置；所述乘波飞行器尾部的两侧设有两个与中平面基本平行的安装平面，所述全动控制舵的安装转轴垂直于安装平面装设。

3.根据权利要求1或2所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述乘波飞行器的上表面的中后部开设有两个类三棱锥状的上凹槽，所述乘波飞行器的下表面的中后部开设有两个类三棱锥状的下凹槽，所述上凹槽和下凹槽的尾部均设有嵌入式控制面，所述上凹槽、下凹槽和嵌入式控制面均沿所述乘波飞行器的中平面呈对称布置。

4.根据权利要求3所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述嵌入式控制面位于可转动的三棱柱体上，所述三棱柱体的旋转轴沿垂直于所述中平面的方向装设在所述上凹槽和下凹槽中。

5.根据权利要求4所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述三棱柱体的底面平行于所述中平面，所述旋转轴与三棱柱体的一条侧棱相邻并平行。

6.根据权利要求1或2所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：每组所述的斜切喷管是由上斜切喷管单元、中斜切喷管单元和下斜切喷管单元组成，所述两组斜切喷管沿所述乘波飞行器的中平面呈对称布置。

7.根据权利要求6所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述上、下斜切喷管单元位于同一竖直平面内，且相比中斜切喷管单元更靠近所述的中平面；所述上斜切喷管单元的喷射方向朝上，所述下斜切喷管单元的喷射方向朝下，所述中斜切喷管单元的喷射方向朝外。

8.根据权利要求7所述的具有冗余气动布局的乘波飞行器，其特征在于：所述上斜切喷管单元的中轴线与水平面呈30°～60°仰角，所述下斜切喷管单元的中轴线与水平面呈30°～60°俯角，所述中斜切喷管单元的中轴线与中平面呈30°～60°夹角。

9.一种权利要求1～8中任一项所述的乘波飞行器的操控方法，其特征在于，通过乘波飞行器飞行时来流动压的大小对乘波飞行器进行组合式操控，具体包括以下操作：

当来流动压小于100帕时，利用所述的两组斜切喷管实现对乘波飞行器姿态的有效控制；

当来流动压大于460帕时，利用所述的全动控制舵和嵌入式控制面进行组合操纵，实现对乘波飞行器姿态的有效控制；

当来流动压介于100帕～460帕之间时，通过所述的两组斜切喷管、全动控制舵和嵌入式控制面进行共同组合操纵，实现对乘波飞行器姿态的有效控制。

10.根据权利要求9所述的乘波飞行器的操控方法，其特征在于：

所述的全动控制舵的操控方法具体为：通过使全动控制舵进行同向偏转相同角度，实现对乘波飞行器的俯仰通道的控制；通过使全动控制舵进行差动偏转相同角度，实现乘波飞行器滚转通道的控制；通过使全动控制舵偏转不同角度，实现对乘波飞行器的滚动和偏航控制；

所述的嵌入式控制面的操控方法具体为：通过使所述乘波飞行器上表面上开设的嵌入式控制面在同方向偏转相同角度或者使其下表面上开设的嵌入式控制面在同方向偏转相同角度，实现对乘波飞行器俯仰通道的控制；通过使所述乘波飞行器上表面上开设的嵌入式控制面差动偏转或者使其下表面上开设的嵌入式控制面差动偏转，实现对乘波飞行器俯仰、偏航和滚转通道的控制；通过使所述乘波飞行器上表面上开设的嵌入式控制面向上偏转，同时使下表面上开设的嵌入式控制面向下偏转，以增大乘波飞行器气动布局的阻尼；

所述两组斜切喷管的操控方法具体为：通过使两组斜切喷管向斜上方或斜下方喷气，实现对乘波飞行器俯仰通道的控制；通过使两组斜切喷管中的一组斜切喷管向外喷气，实现乘波飞行器偏航通道的控制；通过使一组斜切喷管向上喷气而另一组斜切喷管向下喷气，实现乘波飞行器滚转通道的控制。