CN104964610A - 一种乘波体构型无人靶机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乘波体构型无人靶机，包括主体机身、水平尾翼、垂直尾翼、发动机进气道、升降舵以及方向舵，其特征在于，主体机身从头部至尾部由乘波前体、中部机身以及后部机身组成；乘波前体为变楔角楔/椭圆锥乘波构型，侧缘具有下反角且侧缘下表面向上拱起，下表面为多级压缩的前体型面，下表面两侧设置有发动机进气道；后部机身的下表面为单膨胀喷管面；主体机身的中后部设置有水平尾翼和垂直尾翼，用来调节靶机机身平衡，尾翼后缘还设置有升降舵和方向舵用来对靶机的俯仰和航向进行操控。本发明的无人靶机升限高、飞行速度快，能满足未来防空武器系统的性能测试要求。

Description

一种乘波体构型无人靶机
技术领域
本发明涉及高空高速飞行器技术领域，更具体的，涉及一种乘波体构型无人靶机。
背景技术
近些年来，高空高速飞行器的研究与设计领域进入大发展时期，这促使了各军事大国在对此类高空高速飞行器进行精确打击的武器系统(如导弹、战斗机等)研究方面上的崛起。为了测试这些武器系统的性能，仿真模拟器和真实打靶环境是两种常用的试验方法。虽然仿真模拟器有一定的实际作用，但仍然无法替代真实打靶环境中的靶机。因此，无人靶机，特别是高空高速无人靶机，在军事演习以及武器试验中的重要性越来越突出。作为一种主要的航空靶标，靶机是一种有升力面、有动力、可依靠自动驾驶仪和无线电系统作机动飞行的无人机。它可以模拟目标飞机的各种特性，如几何外形、飞行性能、红外雷达特征等。
目前，中国航空靶机多为常规式气动布局，譬如“长空一号”系列和总参60所自主设计的s系列靶机均采用矩形中单翼、细长旋转体机身、头尾部为抛物线状流线体设计。由于常规气动布局的升阻比较小，其最大飞行高度和飞行速度难以有大的突破。因此，为了满足未来防空武器系统的性能测试要求，需要设计一种飞的更高、更快的新型靶机。
发明内容
针对现有无人靶机技术的以上技术缺陷，本发明提出了一种乘波体构型无人靶机，通过对靶机整体的设计，以突破原有靶机的飞行高度和飞行速度。
本发明提供了一种乘波体构型无人靶机，包括主体机身、水平尾翼、垂直尾翼、发动机进气道、升降舵以及方向舵，其特征在于：
所述主体机身从头部至尾部由乘波前体、中部机身以及后部机身组成；
所述乘波前体为变楔角楔/椭圆锥乘波构型，侧缘具有下反角且侧缘下表面向上拱起，下表面为多级压缩的前体型面且两侧设置有发动机进气道；所述后部机身的下表面为单膨胀喷管面；
一对水平尾翼对称地分别设置于所述主体机身中后部的两侧；一对升降舵对称地分别设置于两个所述水平尾翼的后缘，以其前端与水平尾翼的结合线为轴上下摆动，用于对靶机的俯仰进行操控；
一对垂直尾翼对称地分别设置于所述主体机身和所述水平尾翼连接处中后部的上方；一对方向舵对称地分别设置于两个所述垂直尾翼的后缘，以其前端与垂直尾翼的结合线为轴左右摆动，用于对靶机的航向进行操控。
优选地，所述主体机身上表面的曲率半径为9m～10m。
优选地，所述乘波前体前缘的曲率半径为0.22cm～0.27cm
优选地，所述乘波前体的平均宽度为机身宽度的75％～85％，内部布置有压舱物，以使得靶机的重心前移。
优选地，所述靶机的蒙皮材料采用碳纤维增强型复合材料。
本发明与现有技术相比，具有以下的优点：
1、机身设计采用变楔角楔/椭圆锥乘波构型，具有升阻比高、结构流畅的特点，有利于提高靶机的速度和飞行高度；
2、乘波前体平均宽度优选为机身宽度的75％～85％，并设置有压舱物，可使靶机的重心前移，提高靶机的纵向稳定性；
3、靶机蒙皮优选采用碳纤维增强型复合材料，在满足强度与刚度要求的情况下，全机重量减小1/6。
附图说明
图1为本发明乘波体构型无人靶机整体结构示意图。
图2为本发明乘波体构型无人靶机全机俯视图。
图3为本发明乘波体构型无人靶机主体机身翼展方向纵剖面示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为主体机身；2为水平尾翼；3为垂直尾翼；4为发动机进气道；5为升降舵；6为方向舵；11为乘波前体；12为中部机身；13为后部机身。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案以及优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进行进一步的详细说明。此处所描述的具体实施方式用于帮助理解本发明，但不构成对本发明的限定。
图1和图2是按照本发明的乘波体构型无人靶机整体结构示意图和全机俯视图，如图所示，本发明的乘波体构型无人靶机包括主体机身1、水平尾翼2、双垂直尾翼3、发动机进气道4、升降舵5和方向舵6等部分。
如图3所示，所述主体机身1从头部至尾部由乘波前体11、中部机身12以及后部机身13组成，上表面优选采用最小曲率半径为9m～10m的缓和曲面设计，以减小飞行阻力和上表面负升力，主体机身1前部还可装有雷达散射面。
所述乘波前体11为变楔角楔/椭圆锥乘波构型，这是一种选择楔形-锥形混合流场生成的乘波构型，兼具有效容积大和出口流场均匀的优点。此构型的特点之一就是具有较尖的前缘，有利于减少高速巡航时的阻力、提高升阻比；乘波前体11的侧缘具有下反角且侧缘下表面向上拱起，下表面为多级压缩的前体型面且两侧设置有发动机进气道4，该多级压缩的前体型面设计可以为发动机的进气道4提供外部压缩斜面。作为选择地，乘波前体11的平均宽度为机身宽度的75％～85％，内部可布置压舱物或者电池、飞行控制单元等靶机内设备，以使得靶机的重心前移，以达到近似中性的纵向稳定性。
中部机身12除了设置有发动机，还可以设置伞舱及回收伞等设备。后部机身13的下表面为单膨胀喷管面，可作为发动机内部膨胀面的外延，使靶机设计更加流畅，并为发动机进气道4提供均匀的流场。
一对水平尾翼2对称地分别设置于所述主体机身1中后部的两侧，一对垂直尾翼3对称地分别设置于主体机身1和水平尾翼2连接处中后部的上方；水平尾翼2和垂直尾翼3共同作用，起到调节靶机机身平衡的作用。
两个升降舵5分别对称地设置于两个水平尾翼2的后缘，两个方向舵6分别对称地设置于垂直尾翼3的后缘，在舵机的控制下，升降舵以其前端与水平尾翼的结合线为轴上下摆动，同时，方向舵以其前端与垂直尾翼的结合线为轴左右摆动，分别对靶机的俯仰和航向进行操控。
靶机的蒙皮材料可选择采用碳纤维增强型复合材料，以减小全机重量。
按照本发明设计的某一靶机的具体参数指标为：
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种乘波体构型无人靶机，包括主体机身(1)、水平尾翼(2)、垂直尾翼(3)、发动机进气道(4)、升降舵(5)以及方向舵(6)，其特征在于：
所述主体机身(1)从头部至尾部由乘波前体(11)、中部机身(12)以及后部机身(13)组成；
所述乘波前体(11)为变楔角楔/椭圆锥乘波构型，侧缘具有下反角且下表面向上拱起，下表面为多级压缩的前体型面且两侧设置有发动机进气道(4)；所述后部机身(13)的下表面为单膨胀喷管面；
一对水平尾翼(2)对称地分别设置于所述主体机身(1)中后部的两侧；一对升降舵(5)对称地分别设置于两个所述水平尾翼(2)的后缘，用于对靶机的俯仰进行操控；
一对垂直尾翼(3)对称地分别设置于所述主体机身(1)和所述水平尾翼(2)连接处中后部的上方；一对方向舵(6)对称地分别设置于两个所述垂直尾翼(3)的后缘，用于对靶机的航向进行操控。
2.根据权利要求1所述的无人靶机，其特征在于，所述主体机身(1)上表面的曲率半径为9m～10m。
3.根据权利要求1所述的无人靶机，其特征在于，所述乘波前体(11)前缘的曲率半径为0.22cm～0.27cm。
4.根据权利要求1所述的无人靶机，其特征在于，所述乘波前体(11)的平均宽度为机身宽度的75％～85％，内部布置有压舱物，以使得靶机的重心前移。
5.根据权利要求1所述的无人靶机，其特征在于，所述靶机的蒙皮材料采用碳纤维增强型复合材料。
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