[发明专利]一种高超声速飞行器可调节增稳装置

说明书

本发明公开了一种高超声速飞行器可调节增稳装置，该装置包括第一尾裙和第二尾裙、第一轴套、第二轴套、中心轴，第一尾裙和第二尾裙均由部分重叠的多个鳞片围绕而成，第一尾裙的鳞片与飞行器尾端活动连接，绕飞行器围成一周，每个第一尾裙的鳞片通过骨架与第一轴套连接；第二尾裙的鳞片沿飞行器轴向与第一尾裙的鳞片尾端活动连接，每个第二尾裙的鳞片通过骨架与第二轴套连接；第一轴套和第二轴套沿飞行器轴向依次套在中心轴上，沿中心轴自由移动改变第一尾裙和第二尾裙的张角，从而调节高超声速飞行器的飞行稳定度。

技术领域

本发明涉及一种高超声速飞行器可调节增稳装置，属于高速飞行器领域。

背景技术

随着高超声速飞行技术的发展，高超声速飞行器气动布局逐渐向面对称升力式布局演化，虽然此类高超声速飞行器具有许多优势，但是却在飞行稳定性方面带来了诸多问题，由于高超声速飞行器横侧向稳定性低，飞行速度快，极易使飞行器产生强烈的不可控运动。国外对高超声速飞行器的横侧向稳定性问题曾开展了大量计算和试验的研究工作，比如通过增加垂尾面积提高横侧向稳定性、通过布置头部边条或前体纵向的导流片减小不对称侧向力等。国内对高超声速飞行器稳定性的研究多集中于控制稳定性或气弹稳定性、纵向稳定性或静稳定性，对横侧向稳定性的研究较少。

采用尾部扩张裙可以增加飞行器高速飞行时的迎风面积，从而增加静稳定性。但固定尾裙安装在飞行器尾端会占用一定空间，而飞行器发射时常常受发射条件限制，且在飞行器助推爬升阶段尾裙会产生较大空气阻力，影响飞行高度及飞行距离，降低经济效益。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的缺陷，提供一种高超声速飞行器可调节增稳装置，通过可调张角的双层尾裙机构，增加高超声速飞行器稳定性。

本发明的技术解决方案是：一种高超声速飞行器可调节增稳装置，该装置包括第一尾裙和第二尾裙、第一轴套、第二轴套、中心轴，第一尾裙和第二尾裙均由部分重叠的多个鳞片围绕而成，第一尾裙的鳞片与飞行器尾端活动连接，绕飞行器围成一周，每个第一尾裙的鳞片通过骨架与第一轴套连接；第二尾裙的鳞片沿飞行器轴向与第一尾裙的鳞片尾端活动连接，每个第二尾裙的鳞片通过骨架与第二轴套连接；第一轴套和第二轴套沿飞行器轴向依次套在中心轴上，沿中心轴自由移动改变第一尾裙和第二尾裙的张角，从而调节高超声速飞行器的飞行稳定度。

所述第一尾裙的鳞片和第二尾裙的鳞片之间采用柔性材料连接。

所述第一尾裙的鳞片和第二尾裙的鳞片为扇环结构。

所述第一尾裙的最大张角范围为10～16°。

所述第二尾裙的最大张角比第一尾裙的最大张角大8～10°。

所述第一尾裙和第二尾裙的鳞片扇环结构内径的取值范围为特征直径的1/6～1/4；外径的取值范围为特征直径的1/5～1/3，扇环边沿扩张角取值范围为：10～13°，轴向长度为特征直径的1/4～1/2，所述特征直径为飞行器本体直径。

扇环边沿扩张角保证尾裙完全张开后覆盖圆周方向所有区域。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)、本发明通过打开尾裙机构、扩大尾裙的张角，增加飞行器高速飞行时的迎风面积，从而增加静稳定性；

(2)、本发明通过闭合尾裙机构，使其与主体流动方向一致，不产生额外的阻力；

(3)、本发明尾裙采用鳞片设计，既保证了刚度又实现了可折叠，而且占用的位置空间较小，可以广泛应用于因受发射条件限制而无法安装较大翼面的各类高速飞行器；

(4)、本发明双层尾裙的设计使得调节的动态范围灵活多变；

(5)、使用本发明所述的结构可实现根据飞行需要增加静稳定度5％以上的水平，并可以广泛应用于因受发射条件限制而无法安装较大翼面的各类高速飞行器。