[发明专利]一种超音速导弹减阻翼

说明书

技术领域

本发明涉及现代航空航天领域，具体是一种超音速导弹可变双翼减阻构型。

背景技术

对于超音速巡航导弹而言，波阻是构成全部阻力的重要组成部分，并且巡航导弹大部分时间会以设计的马赫数在巡航状态飞行，只有在发射初期和攻击末端会改变飞行速度和飞行迎角。为了提高导弹巡航状态的气动性能，从而增加其射程，减小巡航飞行状态下的波阻具有非常重要的意义。弹翼作为巡航导弹飞行时主要承力部件，其产生的阻力尤其是激波阻力占据总阻力的很大部分，而依靠常规布局显著减弱其上的激波强度来减小波阻非常困难。

早在1935年Adolf Busemann就提出在一个机翼的对面再平行放置一个机翼，利用激波减弱和激波膨胀波干涉效应，使得两个机翼可以相互消除超音速飞行时产生的激波，从而达到降低甚至完全消除波阻的目的。然而这种Busemann双翼在偏离设计马赫数时会出现“壅塞”现象，阻力陡增甚至远大于常规机翼布局（例如菱形翼）。由于在偏离设计点时出现的壅塞流导致的阻力陡增现象没有好的解决办法，半个世纪以来Busemann双翼理论并没有具体应用到实际的超音速飞行器上。

发明内容

为克服Busemann双翼理论中偏离设计点的“壅塞”现象，最终达到减小弹翼激波阻力的目的，本发明提出一种超音速导弹减阻翼。

本发明包括两组弹翼和四个驱动机构。所述的两组弹翼对称分布在弹体的两侧，并位于自弹头方向始的弹体轴长的38%处。每组弹翼均包括上翼片、下翼片、上翼片中轴和下翼片中轴；所述上翼片和下翼片的根弦长和展长均为弹体轴长的14%。所述上翼片和下翼片的几何外形均为三角形。上翼片和下翼片的根弦长均为0.52m，展长均为0.52m。所述的上翼片上反角为负9°，下翼片的上反角为正9°。上翼片和下翼片的前缘后掠角均为63.6°。

所述四个驱动机构分为两组，其中每组驱动机构中包括一个上翼片的驱动机构和一个下翼片的驱动机构。两组驱动机构均位于所述弹翼展向0％一端，所述的两组驱动机构的中轴齿轮和轴套齿轮分别套装在上翼片中轴和下翼片中轴上；两组驱动机构的传动齿轮分别与套装在上翼片中轴或下翼片中轴上的中轴齿轮啮合。

所述上翼片被沿其展向剖分为两半，形成了上翼片前半片和上翼片后半片。将下翼片剖分为下翼片前半片和下翼片后半片。所述上翼片前半片和下翼片前半片均位于弹头一侧，所述上翼片后半片和下翼片后半片均位于弹尾一侧。

所述上翼片前半片位于上翼片展向0～50％处，上翼片后半片位于上翼片展向50～100％处。上翼片前半片与上翼片后半片相邻处的厚度为该上翼片弦长的4.12%。

所述剖分下翼片时，按照剖分上翼片的方法剖分下翼片，使下翼片前半片位于该下翼片展向0～50％处，下翼片后半片位于该下翼片展向50～100％处。下翼片前半片与下翼片后半片相邻处的厚度为该下翼片弦长的5.88%。

所述上翼片前半片套装在上翼片中轴的翼梢一端，所述上翼片后半片套装在上翼片中轴的翼根一端，并使所述上翼片前半片和上翼片后半片能够分别绕上翼片中轴转动。

所述下翼片前半片套装在下翼片中轴的的翼梢一端，所述下翼片后半片套装在下翼片中轴的翼根一端，并使所述下翼片前半片和下翼片后半片分别绕下翼片中轴转动。

所述传动齿轮中两个锥齿轮模数比为2：1；中轴齿轮与轴套齿轮的模数比为2：1。

所述中轴齿轮固定在中轴位于上翼片根部一端的端头处；轴套齿轮位于中轴齿轮与上翼片翼根部端面之间，并固定在上翼片后半片的轴套上。所述电机、减速器和传动齿轮位于弹体内。

工作时，传动齿轮在电机的带动下转动，该传动齿轮中的大直径锥齿轮与中轴齿轮啮合，并通过与该中轴齿轮固连的上翼片中轴带动固定在该上翼片中轴上的上翼片前半片转动。同时，所述传动齿轮中的小直径锥齿轮与轴套齿轮啮合，并通过与该轴套齿轮固连的上翼片后半片轴套带动上翼片后半片转动。

由于所采用的电机为双向电机，通过导弹的控制系统控制电机的双向转动，实现上翼片前半片和上翼片后半片的上下偏转。

下翼片的驱动机构与上翼片的驱动机构相同，并且下翼片的驱动机构与该下翼片的连接配合方式完全与上述上翼片的驱动机构与该上翼片的连接配合方式相同。