CN107461278A - 脉冲爆震式方向控制机构 - Google Patents

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    • F02K9/00—Rocket-engine plants, i.e. plants carrying both fuel and oxidant therefor; Control thereof
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Abstract

脉冲爆震式方向控制机构是一种埋藏在飞行器表面的面状的阵列排布的脉冲爆震发动机，通过控制爆震频率和填充燃料和氧化剂的量以及脉冲爆震发动机的工作数量控制转向力的大小和方向，还可以通相控阵原理对转向进行精确控制。由于是埋藏在飞行器表面的所以飞行器表面没用伸出的转向舵面，从而减小了飞行器的空气阻力和雷达反射面积。由于使用了阵列的脉冲爆震发动机形成一个推力面所以可以通过相控阵原理对飞行器的转向的力和力的方向精确控制。

Description

脉冲爆震式方向控制机构
技术领域
本发明涉及航空航天领域，具体是一种用于超高音速飞行器或空间飞行器的飞行方向控制机构。
背景技术
随着科学技术的发展和军事战略战术的思想转变，超高音速飞行器成为未来发展的方向，但是由于使用了方向舵机构所以给航空器的气动外形增加了多余的阻力以及多的余雷达反射面积所以传统的方向舵系统是超高音速飞行器发展的阻碍。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提出一种脉冲爆震式方向控制机构，以解决上述背景中所描述的示例。
本发明所解决的技术问题以一下技术方案来实施：脉冲爆震式方向控制机构是一种埋藏在飞行器表面的面状的阵列排布的脉冲爆震发动机，通过控制爆震频率和填充燃料和氧化剂的量以及脉冲爆震发动机的工作数量控制转向力的大小和方向，还可以通相控阵原理对转向进行精确控制。由于是埋藏在飞行器表面的所以飞行器表面没用伸出的转向舵面，从而减小了飞行器的空气阻力和雷达反射面积。由于使用了阵列的脉冲爆震发动机形成一个推力面所以可以通过相控阵原理对飞行器的转向的力和力的方向精确控制。
脉冲爆震式方向控制机构由机体、脉冲爆震发动机、爆震室、引爆器、管道、阀针、电磁铁和弹簧八部分组成。
所述机体是排布固定有许多脉冲爆震发动机的一个大平板。
所述脉冲爆震发动机是一个可以高频率进行连续爆轰的装置。
所述爆震室是填充燃料和氧化剂并引爆填充的腔体。
所述引爆器是一种通过电发火引爆爆震室内填充的燃料和氧化剂的装置。
所述管道是安装在脉冲爆震发动机上的液体管道。
所述阀针是一个由电磁力驱动的针状阀门可以高速的开启和关断液体的流动。
所述电磁铁是通过磁力的驱动阀针部件。
所述弹簧是依靠弹力保持阀针位置的装置。
单一法分为单点起爆法和多点起爆法。单点起爆法是指机体上多个发动机中只有一个发动机进行工作，其推力大小依靠发动机内填充的燃料和氧化剂的量以及爆震频率来控制。多点起爆法是指机体上多个脉冲爆震发动机同时启动通过控制脉冲爆震发动机的燃料和氧化剂填充量、爆震频率以及启动的脉冲爆震发动机的数量来控制推力的大小。使用单一法的飞行器只通过启动飞行器不同位置的脉冲爆震式方向控制机构来控制运动方向适用于飞机和导弹一类飞行器。
相控阵法两种方法分为时序起爆法、多点不同力起爆法、多点不同力时序起爆法。时序起爆法是指以一个顺序启动不同区域的脉冲爆震发动机或不同的脉冲爆震发动机。多点不同力起爆法是指同时启动多个区域的脉冲爆震发动机或多个脉冲爆震发动机但是每个区域的脉冲爆震发动机或每个脉冲爆震发动机所产生的推力不同。多点不同力时序起爆法是指在不同区域的脉冲爆震发动机或不同的脉冲爆震发动机以一个时序进行连续的爆震工作。使用相控阵法工作的脉冲爆震式方向控制机构可以通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机的工作数量和工作频率来控制飞行器的方向适用于卫星和太空船一类的飞行器。
有益效果：本文中记载了一种全新的飞行器方向控制方法和其装置。区别于一般需要突出于飞行器表面会增大雷达反射面积的舵向系统，本文中记载的脉冲爆震式方向控制机构完全埋藏在飞行器表面，并可以通过优化其脉冲爆震发动机喷口形状进一步减小飞行器的雷达反射面积。
更区别于一般在卫星或导弹所使用的火箭发动机，本文中记载的装置是以爆震波为动力进行工作的(爆震波是一种传输过程反应区前沿为超声速运动的激波，伴有大量能量释放的化学反应）而火箭发动机是其燃烧室是中所进行的是燃烧反应其反应速度为亚音速学术上称为燃烧波，由于使用了爆震原理本发动机的工作频率非常高，反应速度非常快优于脉冲火箭发动机，并由于是以面状群组布置可以通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机的工作数量来控制飞行器的方向从而提高了飞行器的灵活性和控制系统的鲁棒性。
附图说明
图1为本发明总体外形示意图。
图2为本发明机体上安装的脉冲爆震发动机的结构示意图。
图中:机体1、脉冲爆震发动机2、爆震室3、引爆器4、、管道5、阀针6、电磁铁7、弹簧8。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：图1为本发明的外形示意图如图1所示许多个脉冲爆震发动机2阵列排布安装在其表面脉冲爆震发动机通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机2的工作数量来控制飞行器的方向也可以通过启动飞行器不同位置的脉冲爆震式方向控制机构来控制运动方向以及启动的脉冲爆震发动机2的数量来控制推力的大小。
图2是其安装在机体1上的脉冲爆震发动机2的结构示意图在工作时弹簧8是将阀针1一直闭合的，由电磁铁7驱动阀针1抬起使阀门开启，这时燃料和氧化剂由压力驱动通过管道5流入爆震室3当电磁铁7断电时阀针被弹簧8压回到原来位置使燃料和氧化剂的流通关断，最后由起爆器4通电引爆燃料和氧化剂。
本发明记载了一种全新的飞行器方向控制方法和其装置。区别于一般需要突出于飞行器表面会增大雷达反射面积的舵向系统，本文中记载的脉冲爆震式方向控制机构完全埋藏在飞行器，是以脉冲爆震发动机产生的推力使飞行器转向。
更区别于一般在卫星或导弹所使用的脉冲火箭发动机，本文中记载的装置是以爆震波为动力进行工作的而火箭发动机是其燃烧室是中所进行的是燃烧反应其反应速度为亚音速学术上称为燃烧波，由于使用了爆震原理本发动机的工作频率非常高反应速度非常快，优于脉冲火箭发动机，并由于是以面状群组布置可以通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机的工作数量来控制飞行器的方向从而提高了飞行器的灵活性和控制系统的鲁棒性。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.脉冲爆震式方向控制机构是一种利用脉冲爆震原理的面状方向控制机构，由多个的脉冲爆震发动机排布在一个平面组成，可以通过控制爆震频率和填充燃料和氧化剂的量以及脉冲爆震发动机的工作数量控制转向力的大小和方向，还可以通过所诉的相控阵原理进行控制，即一种通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机的工作数量和爆震频率来控制飞行器的方向。
2.根据权利要求1所述脉冲爆震式方向控制机构，其特征在于，通过控制爆震频率和填充燃料和氧化剂的量以及脉冲爆震发动机的工作数量控制转向力的大小。
3.根据权利要求1所述脉冲爆震式方向控制机构，其特征在于 ，其使用的相控阵原理是一种通过控制起爆时序、燃料和氧化剂的填充量以及脉冲爆震发动机的工作数量和爆震频率来控制飞行器。
4.根据权利要求1所述脉冲爆震式方向控制机构，其特征在于，表面排布的脉冲爆震发动机可以单个工作也可以多个同时工作。
5.根据权利要求1所述脉冲爆震式方向控制机构，其特征在于，转向力的来源是脉冲爆震发动机所产生的爆震波。
6.根据权利要求1所述脉冲爆震式方向控制机构，其特征在于 ，在一个面上排布多个脉冲爆震发动机。
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