CN115060121A - 一种吸气式气固混合曳光管 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种吸气式气固混合曳光管，解决现有曳光管安全可靠性不高，红外特征信号强度难以调节的不足之处。该曳光管中仅需自携带固体燃料药柱，通过头部的吸气通道吸取空气后喷注到固体燃料表面，在点火器的作用下引燃并持续燃烧，产生的高温燃气经排气管喷出后形成红外特征信号。
Description
技术领域
本发明属于目标控制技术领域，具体涉及一种吸气式气固混合曳光管，能够实现无人机靶标红外特征信号增强及调控。
背景技术
地空作战军事演习和地空武器装备测试过程中常以靶机或靶弹的红外特征信号为目标源，然而，通常靶机或靶弹的红外特征信号远小于真实敌方武器装备，尤其是当使用低成本电动无人机模拟燃油战斗机时，无人机红外特征更弱，为此，需在无人机上挂装曳光管，从而模拟燃油战斗机的红外特征信号。
中国专利CN208333259U《一种遥控红外拖靶》，公开了一种遥控红外拖靶，该专利设计了一款曳光管，该曳光管主要包括火药柱、点火泡、药柱垫和外壳，具体操作为所述点火炮在所述点火电流作用下迅速燃烧并引燃火药柱；所述药柱垫用于保护所述火药柱；所述火药柱、所述点火泡和所述药柱垫封装在所述外壳内，通过所述火药柱燃烧喷出火焰，从而提供强烈的红外特征信号。
上述专利公开的曳光管以固体火药柱为能源，因固体火药柱中氧化剂与燃料已混合均匀，属于易燃、易爆火工品，因此该以固体火药柱为能源的曳光管在制造、装配、储存、运输和使用过程中极易因静电、撞击等发生爆炸，存在极大的安全隐患，从而威胁操作人员人身安全或损坏靶机，造成不可估量的严重事故；此外，由于固体火药柱的燃烧过程难以控制，导致曳光管的红外特征信号强度难以按照需求灵活调节，难以满足军事演习或训练及装备测试需求，因此极大的限制了该曳光管的使用范围。
鉴于此，亟需设计一款安全可靠性高、成本低、工作时间长、红外特征信号强度可调的曳光管。
发明内容
本发明的目的在于解决现有曳光管安全可靠性不高，红外特征信号强度难以调节的不足之处，而提供一种吸气式气固混合曳光管。
为实现上述目的，本发明所提供的技术解决方案是：
一种吸气式气固混合曳光管，其特殊之处在于：包括沿气流方向，依次同轴密封连接的吸气通道、燃烧室以及排气管；
所述吸气通道沿气流方向设置有第一支架、电机、风扇叶轮以及滤网；
所述电机安装在第一支架上，其输出轴与吸气通道共轴，所述风扇叶轮安装在所述输出轴上，电机带动风扇叶轮转动，将空气吸入，此处电机可采用无刷电机，其与靶标的输出接头连接，可由靶标控制系统控制电机的启停以及转速；
所述燃烧室内沿气流方向依次设置有第二支架、点火单元以及燃烧单元；
所述点火单元安装在第二支架上，用于提供高温点火燃气；
所述燃烧单元沿径向由外向内包括绝热层圆管和固体燃料药柱；
所述绝热层圆管外侧与燃烧室间隙配合，内侧与固体燃料药柱过盈配合；
所述固体燃料药柱沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第一通孔，即整个固体燃料药柱呈厚壁圆管状；
所述排气管上沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第二通孔；
所述电机和点火单元均由标靶提供电能，即由标靶供电控制；
电机启动后，空气被吸入吸气通道，通过滤网和点火单元后进入燃烧室，从而点燃固体燃料并持续燃烧产生高温燃气从排气管喷出形成红外特征信号，所述滤网用于过滤空气中的异物，延长曳光管的使用寿命。
进一步地，所述吸气通道为回转体结构，材料为铝合金，为了便于吸入空气，其入口呈喇叭状；
吸气通道靠近出口的内壁上沿周向设置有凸起台阶；
凸起台阶以外靠近出口一侧的孔径大于凸起台阶以外靠近入口一侧的孔径，且靠近出口一侧的内壁设置有内螺纹；
为了尽可能利用有限的位置，缩小整个曳光管的尺寸，所述第一支架设置在喇叭状入口的末端，包括外环、内圆以及设置在外环和内圆之间的多个支臂；
所述外环安装在吸气通道的内壁上，并与吸气通道共轴；
所述内圆通过多个支臂支撑在外环的中心，其上设置有电机安装孔，为了使电机安装更加稳固，内圆上设置有4个通孔且呈圆形均匀分布，通过螺钉固定安装；
所述多个支臂间留有便于空气进入的空隙，为了使第一支架的整体结构更加稳定，有利于气流均匀进入，支臂的数量为3个，且相邻支臂间的夹角为120°。
进一步地，所述燃烧室为回转体结构，材料为玻璃钢；
燃烧室外壁靠近入口侧设置有与吸气通道出口处内螺纹相适配的外螺纹；燃烧室内侧从入口侧到出口侧为孔径依次增大的三个安装孔(因此，燃烧室内侧具有两个台阶，沿气流方向依次为第一台阶和第二台阶)，其中，两个靠近出口侧的安装孔孔壁上均设置有内螺纹(沿气流方向依次为第一内螺纹和第二内螺纹)，绝热层圆管适配安装在第一内螺纹处，其入口侧端面与第一台阶端面接触；
所述第二支架为漏斗结构，其中心通孔向出口侧延伸出一个安装圆筒，安装圆筒内壁上设置有内螺纹，用于安装点火单元；
所述吸气通道出口处内螺纹退刀槽深度与螺纹底平齐，退刀槽长度为所述滤网厚度与所述第二支架边缘厚度之和，此处与上述凸起台阶配合，用于限制滤网和第二支架向电机方向轴向移动。
进一步地，所述点火单元包括喷注器、点火药柱、点火接线柱、点火丝及点火线；
其中，喷注器采用圆筒结构，材料为环氧树脂，具有绝缘、耐高温和抗气流冲击性能，其入口侧外壁设置有与安装圆筒内螺纹适配的外螺纹，其出口端安装两根点火接线柱；
所述点火药柱插装在两根点火接线柱上，其上缠绕所述点火丝，点火丝的两端分别与两根点火接线柱连接；
所述点火线依次穿过固体燃料药柱的第一通孔和排气管的第二通孔，其一端两极(即正负极)分别与两根点火接线柱连接，另一端两级(正负极)与靶标的点火控制电源连接；
所述喷注器靠近出口侧的壁面上设置有多组喷注孔；
每组喷注孔由4个沿侧壁圆周均匀分布的圆孔组成，4个圆孔的轴线均与喷注器内壁相切。
进一步地，所述点火接线柱为实心回转体结构，材料为不锈钢，其靠近入口侧的一端为针尖型结构，中部沿气流方向依次设置有点火丝连接孔和凸台，其靠近出口侧的一端沿气流方向依次设置有外螺纹以及点火线连接孔；凸台和外螺纹间留有点火接线柱安装位，便于点火接线柱安装在喷注器底部的安装孔处，并利用螺母进行紧固。
进一步地，所述排气管为漏斗状，排气管入口端外壁设置有与燃烧室出口端内螺纹相适配的外螺纹，入口端的的端面与第二台阶面接触；
为了减少流动损失，增加流动速度，排气管上的第二通孔沿气流方向依次包括渐缩圆孔、直孔和渐扩孔；其中，渐缩孔的锥角为90°～120°，有利于燃气流动并降低凝聚相燃烧产物对排气管的冲刷以及在排气管处的沉积，渐缩孔的入口直径比绝热层圆管的内径小2mm，通过排气管限制固体燃料药柱沿轴向移动，渐缩孔的出口直径与直孔直径相同，渐扩孔的锥角为30°～90°，可根据实际情况进行调剂，以满足不同靶标上不同的安装空间，渐扩孔的入口直径与直孔直径相同，渐扩孔的出口直径为直孔直径的1.2～2倍，直孔直径为固体燃料药柱内孔直孔段直径与固体燃料药柱长度乘积的0.001倍；采用这种结构喷出的尾焰仿真度更高；
同时为了便于拆装，所述排气管的外壁设计为便于施力的扳手面。
进一步地，所述风扇叶轮通过安装轴与电机的输出轴连接；
所述安装轴为中空回转体结构，沿气流方向包括同轴连接的大圆柱段和小圆柱段；
其中，大圆柱段内径与电机输出轴直径相同，两者间隙配合，且其侧壁沿径向开设有单侧贯通的内螺纹孔；紧定螺钉穿过内螺纹孔将安装轴紧定安装在电机输出轴上；
小圆柱段外径与风扇叶轮中心孔直径相同，两者间隙配合，且小圆柱段沿轴线设计有内螺纹；固定螺钉穿过风扇叶轮中心孔与该内螺纹配合，将风扇叶轮安装在安装轴上；
所述风扇叶轮和所述固定螺钉间设置有固定垫片；
通过安装轴的台阶、固定垫片和固定螺钉限制风扇叶轮沿轴、线左右移动；安装轴的大圆柱段侧面有对称的两个侧面台阶，通过该台阶使得风扇叶轮与安装轴同步转动。
进一步地，所述固体燃料药柱上的第一通孔呈漏斗状，沿气流方向依次包括收缩孔和直孔，其中收缩孔的锥角为135°～160°，使得空气顺利流入喷注器，同时又能够缩短曳光管的长度。
进一步地，所述喷注器上沿气流方向设置有两组喷注孔。
为了进一步减轻曳光管的质量，上述吸气通道、第一支架、燃烧室、第二支架、喷注器等均采用薄壁结构。
进一步地，所述固体燃料药柱的配方为：端羟基聚丁二烯质量分数为10％～35％，石蜡质量分数为40％～70％，镁粉质量分数为5％～25％；优选，端羟基聚丁二烯质量分数为35％，石蜡质量分数为50％，镁粉质量分数为15％；当然也可通过调节该固体燃料中各个组分的配比，调节燃速。
本发明的优点：
1.本发明通过固体燃料药柱代替固体火药柱，固体燃料药柱中不含氧化剂，因此本发明所申请的曳光管在制造、装配、储存、运输和工作过程中具有极高的安全性，相比于传统的以固体火药柱为工质源的曳光管，由于不含有氧化剂，固体燃料药柱不会发生自燃，本发明提出的曳光管在制造、装配、储存、运输和工作过程中安全等级能够提高2级。
2.本发明通过固体燃料药柱代替固体火药柱，因固体燃料药柱由端羟基聚丁二烯、石蜡和镁粉混合而成，材料来源较为丰富，材料成本较低，尤其是占比较大的石蜡，属于石油化工的附带产物，市场价格较低，每公斤仅为5～8元，因此，固体燃料药柱生产制造成本较低，从而能够将曳光管的生产制造成本降低30％。
3.本发明通过吸气通道吸气为固体燃料的燃烧提供所需氧气，曳光管不需要携带氧化剂，因此能够降低曳光管的消极质量，在相同质量的曳光管条件下能够携带更多的固体燃料，通常固体火药柱中70％的质量为氧化剂，相比于传统的固体火药柱式曳光管，本发明采用固体燃料药柱且不需要添加氧化剂，而吸取空气所需的无刷电机和风扇零件质量仅增加30％，从而使得本发明提出的曳光管所携带的固体燃料药柱的质量能够增加40％，因此本发明提出的曳光管工作时间能够大幅延长。
4.本发明通过调节无刷电机的功率能够改变吸气通道的吸气流量，由于固体燃料药柱的燃速随着吸气流量的增加而增加，因此通过调节无刷电机的功率能够调节固体燃料药柱的燃速，从而调节燃气从排气管喷出的质量流率及燃烧效率，进而实现红外特征信号强度的有效调节，调节比能够达到4:1。
5.传统的曳光管大多无排气管，因此燃气尾焰与实弹尾焰相差较大，本发明通过添加排气管，使得尾焰形状仿真度更高，从而能够使得演习训练与实弹射击相似度达到95％，如此设计，也有利于提高演习训练结果的可信度，比如：测试演习训练所用设备精确度的可信度。
附图说明
图1是本发明气固混合曳光管的主剖视图；
图2是本发明中吸气通道的结构示意图，其中，a为主剖视图，b为左视图；
图3是本发明中安装轴的结构示意图，其中，a为主剖视图，b为俯视图，c为右视图；
图4是本发明中第二支架的主剖视图；
图5是本发明中喷注器的主剖视图及A-A和B-B处的左视图，其中，a为主剖视图，b为A-A和B-B处的左视图；
图6是本发明中点火接线柱的主剖视图；
图7是本发明中燃烧室的主剖视图；
图8是本发明中排气管的主剖视图和右视图，其中，a为主剖视图，b为左视图；
图中：
1-吸气通道，2-电机，3-安装轴，4-紧定螺钉，5-风扇叶轮，6-滤网，7-第二支架，8-喷注器，9-螺母，10-燃烧室，11-绝热层圆管，12-固体燃料药柱，13-排气管，14-点火线，15-点火接线柱，16-点火丝，17-点火药柱，18-固定螺钉，19-固定垫片，20-螺钉，21-第一支架，22-外环，23-内圆，24-支臂，25-凸起台阶，26-喷注孔，27-点火丝连接孔，28-凸台，29-点火线连接孔。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明的内容作进一步的详细描述：
本发明一种吸气式气固混合曳光管，可用于无人机靶机，该曳光管中仅需自携带固体燃料药柱，通过头部的吸气通道吸取空气后喷注到固体燃料表面，在点火器的作用下引燃并持续燃烧，产生的高温燃气经排气管喷出后形成红外特征信号。因曳光管中自携带的固体燃料为惰性高分子聚合物与金属粉的混合物而且不含有氧化剂，因此该曳光管具有安全可靠性高、生产成本低等显著优点；同时，由于该曳光管中固体燃料药柱与空气的燃烧属于大尺度扩散燃烧，固体燃料药柱的燃速与空气流量成正相关关系，因此，通过调节吸气通道吸取空气的流量可改变该曳光管中固体燃料燃速，从而实现该曳光管尾焰的红外特征信号强度。此外，由于该曳光管所需氧化剂来源于空气而无需自身携带，有利于降低该曳光管的消极质量，在同等重量下能够携带更多的固体燃料，从而延长该曳光管的工作时长。
如图1-图8所示，一种吸气式气固混合曳光管包括沿气流方向，依次同轴密封连接的吸气通道、燃烧室以及排气管。
吸气通道为薄壁回转体结构，材料为铝合金，为了便于吸入空气，其入口呈喇叭状，其内部沿气流方向设置有第一支架、无刷电机、风扇叶轮以及滤网。吸气通道靠近出口的内壁上沿周向设置有凸起台阶，该凸起台阶用于限制滤网向无刷电机方向轴向移动。凸起台阶以外靠近出口一侧的孔径大于凸起台阶以外靠近入口一侧的孔径，且靠近出口一侧的内壁设置有内螺纹。为了尽可能利用有限的位置，缩小整个曳光管的尺寸，第一支架设置在喇叭状入口的末端，包括外环、内圆(即圆片)以及设置在外环和内圆之间的3个支臂；其中，外环安装在吸气通道的内壁上，并与吸气通道共轴；内圆通过3个支臂支撑在外环的中心，相邻支臂间的夹角为120°，整个支架呈“Y”字形，如此，使第一支架的整体结构更加稳定，有利于气流均匀进入；为了使电机安装更加稳固，内圆上设置有4个呈圆形均匀分布电机安装孔；电机通过螺钉固定安装在第一支架的内圆上，其输出轴与吸气通道共轴。风扇叶轮通过安装轴安装在电机的输出轴上；安装轴为中空回转体结构，沿气流方向包括同轴连接的大圆柱段和小圆柱段；其中，大圆柱段内径与电机输出轴直径相同，两者间隙配合，且其侧壁沿径向开设有单侧贯通的内螺纹孔；紧定螺钉穿过内螺纹孔将安装轴紧定安装在电机输出轴上，使得无刷电机的输出轴(即转轴)转动同步带动安装轴转动；小圆柱段外径与风扇叶轮中心孔直径相同，两者间隙配合，且小圆柱段沿轴线设计有内螺纹；固定螺钉穿过风扇叶轮中心孔与该内螺纹配合，将风扇叶轮安装在安装轴上；风扇叶轮和所述固定螺钉间设置有固定垫片；通过安装轴的台阶、固定垫片和固定螺钉限制风扇叶轮沿轴线左右移动；安装轴的大圆柱段侧面有对称的两个侧面台阶，通过该台阶使得风扇叶轮与安装轴同步转动。无刷电机与靶标的输出接头连接，可由靶标控制系统控制电机的启停以及转速，电机带动风扇叶轮转动，将空气吸入；滤网用于过滤空气中的异物，延长曳光管的使用寿命。
燃烧室为薄壁回转体结构，材料为玻璃钢；燃烧室内沿气流方向依次设置有第二支架、点火单元以及燃烧单元。点火单元用于提供高温燃气；燃烧单元沿径向由外向内包括绝热层圆管和固体燃料药柱；绝热层圆管外侧与燃烧室间隙配合，内侧与固体燃料药柱过盈配合；固体燃料药柱沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第一通孔，即整个固体燃料药柱呈厚壁圆管状，第一通孔呈漏斗状，沿气流方向依次包括收缩孔和直孔，其中收缩孔的锥角为135°～160°，使得空气顺利流入喷注器，同时又能够缩短曳光管的长度。固体燃料药柱的配方为端羟基聚丁二烯质量分数为10％～35％，石蜡质量分数为40％～70％，镁粉质量分数为5％～25％；当然也可通过调节该固体燃料中各个组分的配比，调节燃速。
燃烧室外壁靠近入口侧设置有与吸气通道出口处内螺纹相适配的外螺纹，通过该螺纹与吸气通道的出口连接，并将滤网和第二支架挤压，从而固定滤网和第二支架；燃烧室内侧从入口侧到出口侧为孔径依次增大的三个安装孔(因此，燃烧室内侧具有两个台阶，沿气流方向依次为第一台阶和第二台阶)，其中，两个靠近出口侧的安装孔孔壁上均设置有内螺纹(沿气流方向依次为第一内螺纹和第二内螺纹)；绝热层圆管适配安装在第一内螺纹处，其入口侧端面与第一台阶端面接触，长度与该螺纹孔相等。
第二支架为薄壁漏斗结构，材质为环氧树脂，其中心通孔向出口侧延伸出一个薄壁安装圆筒，安装圆筒内壁上设置有内螺纹，用于安装点火单元；吸气通道出口处内螺纹退刀槽深度与螺纹底平齐，退刀槽长度为滤网厚度与第二支架边缘厚度之和，此处与上述凸起台阶配合，用于限制滤网和第二支架向电机方向轴向移动，同时，吸气通道螺纹根部的台阶面和第二支架的端面压住滤网边缘，也有效限制滤网的移动和变形。
点火单元包括喷注器、点火药柱、点火接线柱、点火丝及点火线；其中，喷注器采用薄壁圆筒结构，材料为环氧树脂，具有绝缘、耐高温和抗气流冲击性能，其入口侧外壁设置有与安装圆筒内螺纹适配的外螺纹，其出口端安装两根点火接线柱(相应的喷注器底部开设两个安装小孔)。点火接线柱为实心细回转体结构，材料为不锈钢，其靠近入口侧的一端为针尖型结构，中部沿气流方向依次设置有点火丝连接孔和凸台，其靠近出口侧的一端沿气流方向依次设置有外螺纹以及点火线连接孔；凸台和外螺纹间留有点火接线柱安装位，便于点火接线柱安装在喷注器底部的安装孔处，并利用螺母进行紧固。点火药柱插装在两根点火接线柱上，其侧壁上缠绕点火丝，点火丝的两端分别穿接在两根点火接线柱的点火丝连接孔内。点火线依次穿过固体燃料药柱的第一通孔和排气管的第二通孔，其一端两极(即正负极)分别与两根点火接线柱的点火线连接孔连接，另一端两级(正负极)与靶标的点火控制电源连接。喷注器靠近出口侧的壁面上沿气流方向设置有两组喷注孔；每组喷注孔由4个沿侧壁圆周均匀分布的圆孔组成，4个圆孔的轴线均与喷注器内壁相切。
排气管为漏斗状，排气管入口端外壁设置有与燃烧室出口端内螺纹相适配的外螺纹，入口端的的端面与第二台阶面接触；排气管内沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第二通孔；为了减少流动损失，增加流动速度，第二通孔沿气流方向依次包括渐缩圆孔、直孔和渐扩孔，其中，渐缩孔的锥角为90°～120°，有利于燃气流动并降低凝聚相燃烧产物对排气管的冲刷以及在排气管处的沉积，渐缩孔的入口直径比绝热层圆管的内径小2mm，通过排气管限制固体燃料药柱沿轴向移动，渐缩孔的出口直径与直孔直径相同，渐扩孔的锥角为30°～90°，可根据实际情况进行调剂，以满足不同靶标上不同的安装空间，渐扩孔的入口直径与直孔直径相同，渐扩孔的出口直径为直孔直径的1.2～2倍，直孔直径为固体燃料药柱内孔直孔段直径与固体燃料药柱长度乘积的0.001倍；采用这种结构喷出的尾焰仿真度更高；同时，为了便于拆装，排气管的外壁设计为便于施力的扳手面。
简而言之，本发明将无刷电机与吸气通道通过螺钉固定，将安装轴通过紧定螺钉与无刷电机转轴连接并固定，将风扇叶轮穿在安装轴上，并通过固定垫片和固定螺钉锁紧；将滤网放置在吸气通道的螺纹根部的台阶面上，通过吸气通道螺纹根部的台阶面和第二支架的端面压住滤网边缘，从而限制滤网的移动和变形；将点火丝缠绕在点火药柱外壁，并将点火丝的两端分别接在两根点火接线柱上，将两根点火接线柱的一端插入点火药柱内，另一端分别穿过喷注器底面的两个圆孔并通过螺母固定，其中喷注器的材料为环氧树脂，具有绝缘、耐高温和抗气流冲击性能，将装有点火药柱和点火丝的喷注器与第二支架通过螺纹连接，将点火线的正负极分别与点火接线柱连接；将燃烧室与吸气通道出口通过螺纹连接；将装有固体燃料药柱的绝热层圆管从燃烧室后端装入，使得燃烧室内的台阶端面与绝热层圆管的前端面接触，将排气管与燃烧室后端通过螺纹连接将点火线依次穿过固体燃料药柱和排气管。
其工作过程为：
曳光管被安装在靶标(比如：无人机靶机)上，无刷电机的电源线与无人机靶机的电源输出接头连接，将点火线的正负极与无人机靶机上的点火控制电源连接。
当曳光管工作时，通过点火丝加热点燃点火药柱，产生高温点火燃气，同时无刷电机启动，空气被吸入吸气通道后经滤网和喷注器后进入燃烧室，从而点燃固体燃料并持续燃烧产生高温燃气从排气管喷出形成红外特征信号。通过控制无刷电机的功率能够调节空气进气流量(控制方式采用现有技术手段即可实现)，从而调节固体燃料药柱的燃速，实现曳光管红外特征信号强度调节。
实施例：
将铝合金材质的安装轴与A2208/10T无刷电机的转轴连接，并通过M2的紧定螺钉锁死，将外径为90mm，叶片数为11的风扇叶轮穿过安装轴，并通过一个厚度为3mm，外径为15mm，内径为4mm的垫片及M4固定螺钉固定。将已经安装好风扇叶轮的无刷电机通过4颗M3螺钉固定在材质为铝合金，壁厚为2mm，外径为100mm的管状吸气通道的“Y”字形支架上，并使得无刷电机与吸气通道同轴线。将材料为不锈钢、厚度为1mm，孔径为3mm的，外径为93mm的滤网放置在已安装无刷电机和风扇叶轮的吸气通道的台阶面处。
将丝径为0.5mm的点火丝缠绕在直径为20mm，长度为25mm的点火药柱外轮廓上，缠绕圈数为20圈，将两根点火接线柱插入点火药柱内，并将点火丝的两端分别连接在点火接线柱上，将点火接线柱插入喷注器底板的两圆孔内，并分别通过两螺纹在喷注器底板的另一端固定。将点火线的正负极分别与点火接线柱的末段圆孔连接。
将外径为92mm，长度为200mm，内孔直径为20mm，，前端入口直径为50mm，収缩孔锥角为60°的固体燃料药柱塞入外径为96mm，壁厚为2mm，长度为200mm的酚醛树脂绝热层圆管中，将装有固体燃料药柱的绝热层管装入玻璃钢燃烧室中，玻璃钢燃烧室外径为100mm，前段内径为90mm，后段内径为96mm，将绝热层圆管的前端面与燃烧室内的台阶面接触，通过该台阶面限制固体燃料药柱和绝热层圆管沿轴线向无刷电机方向移动。将材料为环氧树脂，渐缩孔的锥角为90°，喉径为4mm，渐扩孔的锥角为60°，渐扩孔出口直径为6mm的排气管通过M95×1.5的螺纹与燃烧室的末端连接。将点火线依次穿过固体燃料药柱和排气管的中心孔。本实施例中，固体燃料药柱的配方为：端羟基聚丁二烯质量分数为35％，石蜡质量分数为50％，镁粉质量分数为15％。
将装有喷注器和点火药柱的第二支架放置在吸气通道出口的螺纹退刀槽内，将装有固体燃料药柱和排气管的燃烧室通过M95×1.5的螺纹连接，通过燃烧室前端螺纹端面挤压第二支架和滤网，从而固定第二支架和滤网。
利用该曳光管可实现无人机靶标红外特征信号增强及调控。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种吸气式气固混合曳光管，其特征在于：包括沿气流方向，依次同轴密封连接的吸气通道、燃烧室以及排气管；
所述吸气通道沿气流方向设置有第一支架、电机、风扇叶轮以及滤网；
所述电机安装在第一支架上，其输出轴与吸气通道共轴，所述风扇叶轮安装在所述输出轴上；
所述燃烧室内沿气流方向依次设置有第二支架、点火单元以及燃烧单元；
所述点火单元安装在第二支架上，用于提供高温点火燃气；
所述燃烧单元沿径向由外向内包括绝热层圆管和固体燃料药柱；
所述绝热层圆管外侧与燃烧室间隙配合，内侧与固体燃料药柱过盈配合；
所述固体燃料药柱沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第一通孔；
所述排气管上沿气流方向开设有与燃烧室共轴的第二通孔；
所述电机和点火单元均由标靶提供电能；
电机启动后，空气被吸入吸气通道，通过滤网和点火单元后进入燃烧室，从而点燃固体燃料并持续燃烧产生高温燃气从排气管喷出形成红外特征信号。
2.根据权利要求1所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述吸气通道为回转体结构，其入口呈喇叭状；
吸气通道靠近出口的内壁上沿周向设置有凸起台阶；
凸起台阶以外靠近出口一侧的孔径大于凸起台阶以外靠近入口一侧的孔径，且靠近出口一侧的内壁设置有内螺纹；
所述第一支架设置在喇叭状入口的末端，包括外环、内圆以及设置在外环和内圆之间的多个支臂；
所述外环安装在吸气通道的内壁上，并与吸气通道共轴；
所述内圆通过多个支臂支撑在外环的中心，其上设置有电机安装孔；
所述多个支臂间留有便于空气进入的空隙。
3.根据权利要求2所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述燃烧室为回转体结构；
燃烧室外壁靠近入口侧设置有与吸气通道出口处内螺纹相适配的外螺纹；燃烧室内侧从入口侧到出口侧为孔径依次增大的三个安装孔，其中，两个靠近出口侧的安装孔孔壁上均设置有内螺纹；
所述第二支架为漏斗结构，其中心通孔向出口侧延伸出一个安装圆筒，安装圆筒内壁上设置有内螺纹，用于安装点火单元；
所述吸气通道出口处内螺纹退刀槽深度与螺纹底平齐，退刀槽长度为所述滤网厚度与所述第二支架边缘厚度之和。
4.根据权利要求3所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述点火单元包括喷注器、点火药柱、点火接线柱、点火丝及点火线；
其中，喷注器采用圆筒结构，其入口侧外壁设置有与安装圆筒内螺纹适配的外螺纹，其出口端安装两根点火接线柱；
所述点火药柱插装在两根点火接线柱上，其上缠绕所述点火丝，点火丝的两端分别与两根点火接线柱连接；
所述点火线依次穿过第一通孔和第二通孔，其两极分别与两根点火接线柱连接；
所述喷注器靠近出口侧的壁面上设置有多组喷注孔；
每组喷注孔由4个沿侧壁圆周均匀分布的圆孔组成，4个圆孔的轴线均与喷注器内壁相切。
5.根据权利要求4所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述点火接线柱为实心回转体结构，其靠近入口侧的一端为针尖型结构，中部沿气流方向依次设置有点火丝连接孔和凸台，其靠近出口侧的一端沿气流方向依次设置有外螺纹以及点火线连接孔。
6.根据权利要求5所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述排气管为漏斗状，排气管入口端外壁设置有与燃烧室出口端内螺纹相适配的外螺纹；
排气管上的第二通孔沿气流方向依次包括渐缩圆孔、直孔和渐扩孔；其中，渐缩孔的锥角为90°～120°，渐缩孔的入口直径比绝热层圆管的内径小2mm，渐缩孔的出口直径与直孔直径相同，渐扩孔的锥角为30°～90°，渐扩孔的入口直径与直孔直径相同，渐扩孔的出口直径为直孔直径的1.2～2倍，直孔直径为固体燃料药柱内孔直孔段直径与固体燃料药柱长度乘积的0.001倍；
所述排气管的外壁设计为便于施力的扳手面。
7.根据权利要求6所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述风扇叶轮通过安装轴与电机的输出轴连接；
所述安装轴为中空回转体结构，沿气流方向包括同轴连接的大圆柱段和小圆柱段；
其中，大圆柱段内径与电机输出轴直径相同，两者间隙配合，且其侧壁沿径向开设有单侧贯通的内螺纹孔；紧定螺钉穿过内螺纹孔将安装轴紧定安装在电机输出轴上；
小圆柱段外径与风扇叶轮中心孔直径相同，两者间隙配合，且小圆柱段沿轴线设计有内螺纹；固定螺钉穿过风扇叶轮中心孔与该内螺纹配合，将风扇叶轮安装在安装轴上；
所述风扇叶轮和所述固定螺钉间设置有固定垫片。
8.根据权利要求7所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述固体燃料药柱上的第一通孔呈漏斗状，沿气流方向依次包括收缩孔和直孔，其中收缩孔的锥角为135°～160°。
9.根据权利要求8所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述喷注器上沿气流方向设置有两组喷注孔。
10.根据权利要求9所述吸气式气固混合曳光管，其特征在于：
所述固体燃料药柱的配方为：端羟基聚丁二烯质量分数为10％～35％，石蜡质量分数为40％～70％，镁粉质量分数为5％～25％。
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