[发明专利]一种含有可嵌套分节外壳的空间可展的飞行器变形头锥

说明书

一种含有可嵌套分节外壳的空间可展的飞行器变形头锥，此头锥由可嵌套的分节式头锥外壳、交叉杆及其传动机构、平行导轨转动机构以及电机螺杆螺母驱动装置组成，本头锥的外壳能够在整体的偏转和伸长运动的过程中保持节与节之间的相互嵌套，保证相邻头锥壳体之间的线接触，因此该头锥的外壳具备的特殊形状特征可以大大提升头锥的密闭性，可以进一步提高变形头锥的可靠性，本头锥的头锥外壳、交叉杆机构以及侧面的平行导轨转动机构共同构成一个运动自由度为2的空间可展结构，在设计加入传动机构后实现分节式头锥外壳的整体联动，得到一个只需要两个驱动进行控制的可变形的头锥，本发明具有变形灵活、驱动少、头锥空间占有少、变体稳定等特点。

技术领域

本发明涉及飞行器技术领域，特别涉及一种含有可嵌套分节外壳的空间可展的飞行器变形头锥。

背景技术

空天飞行器相比于一般的飞行器，空天飞行器往往要经历在大气层和太空中飞行并再入大气层等复杂环境，每个飞行阶段对空天飞行器气动外形的要求有较大的区别。设计空天变体飞行器使其能够自主实现可变气动构型，是空天飞行器结构的未来发展方向。实现空天飞行器结构可变，可以从头锥、翼前缘、后掠翼等部分进行。若头锥具有可变体结构功能，就可以通过上升段和再入段的头锥钝度变化改善受热、消除激波阻力，进而优化飞行器受载情况。目前相关技术中的变体飞行器的设计主要集中在机翼领域，头锥领域的变体技术研究较少。目前现有的飞行器变形头锥仅有中国专利CN105346702A，大部分的飞行器变形头锥设计在分节的头锥壳体间存在着较大的缝隙，造成其具有差的承载性能和空间封闭性能，机身可变形蒙皮技术的发展还不足以弥补其壳体间隙造成的承载性能和封闭性能上的缺点。因此，对于新型的具有密闭嵌套头锥壳体的变形头锥的设计可以解决该类问题，提高变形头锥的承载能力和内部空间的密闭性，对于未来变体飞行器的设计制备具有重要的借鉴意义。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种含有可嵌套分节外壳的空间可展的飞行器变形头锥，在具备变形灵活、驱动少、头锥空间占有少、变体稳定等特点的同时，还具备好的密闭性，可提升自身的承载能力。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种含有可嵌套分节外壳的空间可展的飞行器变形头锥，包括多个头锥外壳1，头锥外壳1之间为相互嵌套的分节式结构，沿轴由第一级到最后一级从前向后布置，所述的头锥外壳1第一级的直径最大，后续的头锥外壳1直径依级数增大而减小，下一级头锥外壳1嵌套在上一级头锥外壳1内部，所述的头锥外壳1相互之间为线接触，相邻两级头锥外壳1之间通过上下设置的交叉杆及其传动机构2和左右设置的平行导轨转动机构3连接，上一级的交叉杆及其传动机构2将运动传递到与下一级连接的交叉杆及其传动机构2上，位于第一级头锥外壳1内部上下端位置分别设置有提供动力的电机，电机驱动使得上下的交叉杆及其传动机构2带动头锥外壳1伸缩和弯曲，最后一级头锥外壳1的壳体带有球冠。

所述的头锥外壳1的主体形状均是薄壁圆台环状，除第一级壳体，在每一级壳体上下靠前的位置存在用于安装交叉杆及其传动机构2的前导杆机构；在每一级壳体两侧靠后的位置存在用于安装转动基座的平台结构；除第六极壳体，在每一级壳体上下靠后的位置存在用于安装交叉杆及其传动机构2的后导杆机构。

所述的平行导轨转动机构3主要由转动轴承基座3A、侧导杆3B以及导轨3C构成；平行导轨转动机构3对称安装在每两级头锥外壳1之间，转动轴承基座3A与后一级壳体的平台结构连接，导轨3C与前一级壳体平台结构连接，侧导杆3B一端可以沿导轨3C平移，另一端与转动轴承基座3A连接。

所述的侧导杆3B一端为突出轴结构，另一端为滑块结构，突出轴结构与转动轴承基座3A的中轴承相连，另一端滑块结构与导轨3C相连。