CN111894762B - 一种瞬态爆轰脉冲发动机及径向多脉冲推力矢量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种瞬态爆轰脉冲发动机及径向多脉冲推力矢量装置，发动机包括发动机本体，发动机本体两端分别设置有喷口密封体、封头体，发动机本体内安装有加强套，封头体内侧设置有绝缘体；所述加强套内装填有猛炸药；所述绝缘体内安装有等离子点火具、混合点火药，等离子点火具上连接有电极、电极；所述等离子点火具和混合点火药结合构成微米级线宽桥箔含能等离子点火具器件；所述径向多脉冲推力矢量装置包括金属本体和沿金属本体径向均匀分布多个瞬态爆轰脉冲发动机。本发明的瞬态爆轰脉冲发动机的工作时间小于30ms，可在高过载和飞行体旋转速度可达300转/秒环境下工作。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用在身管发射的高速旋转飞行器，特别是一种瞬态爆轰脉冲发动机及径向多脉冲推力矢量装置。
背景技术
径向脉冲喷流直接力控制的基本原理是在弹丸质心附近布置多个脉冲发动机，依靠脉冲发动机喷出的高速燃气流直接产生的径向反作用控制力，快速修正弹丸的飞行轨迹。这种修正方法具有系统简单、成本低廉等优点，是常规身管发射飞行器智能化改造的常用体制。
现有装药的脉冲发动机基本结构如图1所示，是由发动机本体10，火箭药柱10-1，药柱挡板10-2，封头10-3，电点火药包10-4，多孔药柱隔板10-5，电极a、电极b所组成。其工作原理是：由电极a、电极b接通启动电源时电点火药包10-4点燃，点燃的火药气流通过药柱挡板10-2中内孔，进入药柱10-1的内径，点燃药柱内径圆柱面积的药面产生高压、高温燃气流，经多孔药柱隔板10-5由喷管高速喷出形成推力。发动机工作时间是药柱内径圆柱面积的药面燃烧开始，燃气不断的由喷管高速喷出，内径燃烧柱面不断扩大(由内径向外径燃烧)，至药柱完全燃烧完为止的时间。
现有脉冲发动机属于固体装药的脉冲发动机，从启动点火到工作结束工作时间较长，其工作时间一般大于30ms，使得飞行旋转体径向姿态控制精度低，进而也就影响了飞行体落点的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种瞬态爆轰脉冲发动机及径向多脉冲推力矢量装置，瞬态爆轰脉冲发动机的工作时间小于30ms，可在高过载和飞行体旋转速度可达300转/秒环境下工作。
实现本发明目的的技术解决方案为：一种瞬态爆轰脉冲发动机，包括发动机本体，发动机本体两端分别设置有喷口密封体、封头体，发动机本体内安装有加强套，封头体内侧设置有绝缘体；所述加强套内装填有猛炸药；所述绝缘体内安装有等离子点火具、混合点火药，等离子点火具上连接有电极A、电极B；所述等离子点火具和混合点火药结合构成微米级线宽桥箔含能等离子点火具器件。
进一步的，所述的混合点火药采用KK点火药+PETN，KK点火药+RDX，或者是苦味酸钾点火药+PETN。
进一步的，所述的猛炸药选择PETN或RDX猛炸药。
进一步的，所述等离子点火具是在绝缘板上采用真空溅射金属镀膜工艺或采用印刷线路板工艺制作的离子点火具器件。
进一步的，所述离子点火具器件包括a、b电极焊盘，两个电极焊盘上的凸起之间设置有一微米级线宽金属桥箔线，微米级线宽金属桥箔线将a、b电极短路，a、b电极焊盘对应焊接电极A、电极B引出线。
进一步的，所述微米级线宽金属桥箔线的电阻值小于等于1mΩ。
本发明还提供一种径向多脉冲推力矢量装置，包括金属本体和瞬态爆轰脉冲发动机。
进一步的，所述金属本体径向均匀分布多个瞬态爆轰脉冲发动机。
进一步的，所述金属本体中心孔安装多个瞬态爆轰脉冲发动机智能控制电路系统。
与现有技术相比，本发明的显著优点为：本发明的瞬态爆轰脉冲发动机可精确控制工作时间≤30ms，可在高过载和飞行体旋转速度可达300转/秒环境下工作；本发明还提供一种由所述瞬态爆轰脉冲发动机组成的径向多脉冲推力矢量装置。
附图说明
图1为现有装药的脉冲发动机基本结构图。
图2为本发明的瞬态爆轰脉冲发动机结构图。
图3为本发明采用的等离子点火具放大图。
图4为本发明的径向多脉冲推力矢量装置结构图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的一种瞬态爆轰脉冲发动机，由发动机本体20，加强套20-1，等离子点火具20-2，绝缘体20-3，混合点火药20-4，猛炸药20-5，喷口密封体20-6，封头体20-7，电极A，电极B所组成。
发动机本体20内安装有加强套20-1，加强套20-1内装填有猛炸药20-5；绝缘体20-3内安装有等离子点火具20-2、混合点火药20-4，以及等离子点火具20-2上连接有电极A，电极B。
所述的等离子点火具20-2和混合点火药20-4构成一种微米级桥箔含能等离子点火具器件；等离子点火具20-2是在绝缘板上采用真空溅射金属镀膜工艺或采用印刷线路板工艺制作的离子点火具器件，参看图3所示，其中离子点火具器件有两种电路图形，参看图3中的图(C)、图(D)；图(C)、图(D)中黑色面是金属薄膜电路图形，a、b是电极焊盘，金属薄膜
凸起之间有一微米级线宽金属桥箔线，微米级线宽金属桥箔线将a、b电极短路，a、b电极之间的微米级线宽金属桥箔线的电阻值≤1mΩ，等离子点火具20-2上的a、b电极焊盘对应焊接电极A、电极B引出线；当电极A、电极B两端接通有≥20V电源，此时微米级线宽金属桥箔线瞬时通有大电流放电，微米级线宽金属桥箔线同时被汽化成高压、高温金属等离子气态冲击波，等离子气态冲击波激发混合点火药20-4形成爆轰波在猛炸药20-5中传播形成强爆轰波；猛炸药20-5所形成的强爆轰波压力剪切加强套20-1底部及喷口密封体20-6喷出形成脉冲爆轰波推力。
参照附图4所示，是本发明的径向多脉冲推力矢量装置结构图，该装置由金属本体100，多个独立瞬态爆轰脉冲发动机20组成。所述的金属本体100径向均匀分布多个瞬态爆轰脉冲发动机20；本实施例采用8个瞬态爆轰脉冲发动机20组成径向多脉冲推力矢量装置；所述金属本体100中心的大孔可以安装多脉冲推力矢量控制智能电路系统板30。
以上所述仅是本发明的一种实际实施方式，在此基础上做出的一些更改和变形也应视为在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种瞬态爆轰脉冲发动机，包括发动机本体（20），发动机本体（20）两端分别设置有喷口密封体（20-6）、封头体（20-7），其特征在于：发动机本体（20）内安装有加强套（20-1），封头体（20-7）内侧设置有绝缘体（20-3）；所述加强套（20-1）内装填有猛炸药（20-5）；所述绝缘体（20-3）内安装有等离子点火具（20-2）、混合点火药（20-4），等离子点火具（20-2）上连接有电极A、电极B；所述等离子点火具（20-2）和混合点火药（20-4）结合构成微米级线宽桥箔含能等离子点火具器件。
2.根据权利要求1所述的瞬态爆轰脉冲发动机，其特征在于：所述的混合点火药（20-4）采用KK点火药+PETN，KK点火药+RDX，或者苦味酸钾点火药+ PETN混合药。
3.根据权利要求1所述的瞬态爆轰脉冲发动机，其特征在于：所述的猛炸药（20-5）为PETN或RDX猛炸药。
4.根据权利要求1所述的瞬态爆轰脉冲发动机，其特征在于：所述等离子点火具（20-2）是在绝缘板上采用真空溅射金属镀膜工艺或采用印刷线路板工艺制作的离子点火具器件。
5.根据权利要求4所述的瞬态爆轰脉冲发动机，其特征在于：所述离子点火具器件包括a、b电极焊盘，两个电极焊盘上的凸起之间设置有一微米级线宽金属桥箔线，微米级线宽金属桥箔线将a、b电极短路，a、b电极焊盘对应焊接电极A、电极B引出线。
6.根据权利要求5所述的瞬态爆轰脉冲发动机，其特征在于：所述微米级线宽金属桥箔线的电阻值小于等于1mΩ。
7.一种径向多脉冲推力矢量装置，其特征在于：包括金属本体（100）和权利要求1~5任意一项所述的瞬态爆轰脉冲发动机；所述金属本体（100）的横截面是圆形，在其周向均匀分布多个瞬态爆轰脉冲发动机，且每个发动机沿金属本体（100）的径向方向设置。
8.根据权利要求7所述的径向多脉冲推力矢量装置，其特征在于：所述金属本体（100）中心孔安装多脉冲推力矢量控制智能电路系统板（30）。
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