CN115993078A - 一种可快速回收的高速巡飞弹 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可快速回收的高速巡飞弹，在巡飞弹主体(1)尾部设置有边界层吸入式推进装置(2)，在巡飞弹主体(1)上设置有流线型径向缩口(11)，所述径向缩口(11)设置在边界层吸入式推进装置(2)的前端。本发明公开的可快速回收的高速巡飞弹飞行能耗降低，可回收从而实现重复使用，对目标具有多种打击方式。

Description

一种可快速回收的高速巡飞弹

技术领域

本发明涉及一种巡飞弹，属于飞行器技术领域。

背景技术

巡飞弹是一种制导弹药与无人机技术融合的产物，具备侦察、探测、目标定位、空中无线中继、精确打击等能力，可在指定区域上空巡飞待机，侦察、跟踪敌方目标，精确打击时敏目标、隐藏目标。

然而，传统的巡飞弹采用自杀攻击方式，作为一种弹药使用，消耗速度快、消耗量大，无法重复使用。

传统的巡飞弹，对于发现的目标，不论目标价值、防护等级高低，均采用无区别的自杀式打击方式,具有打击方式单一，效费比低的弊端。

由于上述原因，有必要提出了一种可快速回收的高速巡飞弹。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了深入研究，设计出一种可快速回收的高速巡飞弹，在巡飞弹主体1尾部设置有边界层吸入式推进装置2。

优选地，在巡飞弹主体1上设置有流线型径向缩口11，

所述径向缩口11设置在边界层吸入式推进装置2的前端。

优选地，所述径向缩口11的长度占巡飞弹主体1整体长度的10％～15％。

优选地，所述边界层吸入式推进装置2包括推进器壳体21、发动机和舵面23，

所述发动机包裹在推进器壳体21内部，所述舵面23设置在推进器壳体21的尾部。

优选地，所述推进器壳体21的外侧设置有多组尾翼安定面211，每组尾翼安定面211具有两个尾翼面，两个尾翼面对称的分布在推进器壳体21的周向外侧，所述尾翼面截面为三角形。

优选地，在每组尾翼安定面211的两个尾翼面之间设置有转轴24，所述舵面23设置在转轴24上，所述舵面23能够围绕转轴24旋转。

优选地，在巡飞弹主体1靠近中部位置设置有机翼3，所述机翼3可旋转，使得机翼3的长度方向能够与巡飞弹的长度方向相同或垂直。

优选地，巡飞弹主体内的弹药与巡飞弹主体1可分离。

另一方面，本发明还提供了一种可快速回收的高速巡飞弹的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、巡飞弹垂直发射；

步骤二、巡飞弹机翼展开飞行；

步骤三、巡飞弹巡飞或攻击目标。

优选地，还具有步骤四、巡飞弹回收。

本发明所具有的有益效果包括：

(1)巡飞弹可回收，实现重复使用；

(2)对目标打击方式多样，效费比高；

(3)巡飞弹飞行能耗降低。

附图说明

图1示出根据本发明一种优选实施方式的可快速回收的高速巡飞弹整体结构示意图；

图2示出根据本发明一种优选实施方式的可快速回收的高速巡飞弹中边界层吸入式推进装置结构示意图；

图3示出根据本发明一种优选实施方式的可快速回收的高速巡飞弹中机翼折叠结构示意图。

符号说明：

1-巡飞弹主体；

2-边界层吸入式推进装置；

3-机翼；

11-径向缩口；

21-推进器壳体；

23-舵面；

24-转轴；

25-拉杆；

211-尾翼安定面。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本发明进一步详细说明。通过这些说明，本发明的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

传统的巡飞弹，均为一次性使用弹药，使用后难以回收，造成资源浪费，在本发明中，为了解决该问题，对传统的巡飞弹进行了改进，使得其能够回收使用。

传统的巡飞弹，由于不考虑回收二次使用的问题，多采用螺旋桨作为推进器，螺旋桨飞行速度较低，功率消耗较高，发明人发现，要实现巡飞弹的回收，首先需要解决能源利用率的问题，使得巡飞弹在执行完任务后，有足够的能源飞回并降落。

此外，还需要考虑巡飞弹的自主降落难度，传统的固定翼飞行器降落一般采用自主滑跑降落或降落伞式减速降落。然而，滑跑降落需要专用跑道，而伞降方式对巡飞弹主体可能造成损伤，回收后需要重新叠伞装伞，不利于巡飞弹二次使用。

针对上述问题，本发明提供的一种可快速回收的高速巡飞弹，在巡飞弹主体1尾部设置有边界层吸入式推进装置2，如图1所示，通过边界层吸入式推进装置实现巡飞弹能耗的降低，以及实现巡飞弹的垂直降落回收。

传统的推进装置，一般向前安装，在本发明中，将边界层吸入式推进装置设置在巡飞弹主体1的尾部，为巡飞弹提供飞行动力，从而使得巡飞弹能够垂直起降，进而实现巡飞弹的可回收功能。

在本发明中，所述巡飞弹主体1为筒状，其前端为圆滑的轴对称体，巡飞弹飞行时气流在巡飞弹主体1外壁表面形成边界层气流，如图1所示，边界层吸入式推进装置2置于尾部，能够有效的吸入巡飞弹主体1表面形成的所有边界层气流，抑制了机体与推进器后方的尾流，从而节约巡航飞行中的功率消耗。

进一步地，为了使得边界层吸入式推进装置2工作时能够更好的抑制巡飞弹主体1飞行过程中产生的下游射流和机体尾流，在本发明中，巡飞弹主体1上，边界层吸入式推进装置2前端，设置有流线型径向缩口11。

进一步地，所述径向缩口11的长度占巡飞弹主体1整体长度的10％～15％，

更进一步地，所述径向缩口11设置在巡飞弹主体65％～80％位置处，其中，巡飞弹头部为0％位置，边界层吸入式推进装置尾部为100％位置。

优选地，径向缩口尾端的外径为巡飞弹主体柱形外径的80％～150％，上述尺寸有利于推进器完整地吸入边界层气流，能够最大程度地抑制尾流。

径向缩口11的位置、尺寸设置，保证了边界层吸入式推进装置2的发动机捕捉机身边界层气流的稳定性和吸入效果，极大降低了巡飞弹在高速飞行中的功率消耗。

在本发明中，进一步地，为了实现巡飞弹的二次利用，本发明中对边界层吸入式推进装置2进行了专门的设计，使得其能够实现巡飞弹的垂直发射回收与巡航要求。

具体地，所述边界层吸入式推进装置2包括推进器壳体21、发动机和舵面23，如图2所示。

进一步地，所述推进器壳体21为中空的筒状结构，推进器壳体21前端的外径大于后端外径，从前端到后端流线型径向收缩，以更好的减少推进器壳体的阻力。

进一步优选地，推进器壳体21的前端外径为巡飞弹主体1外径的80％～150％，推进器壳体21的后端外径为巡飞弹主体1外径的70％～120％，使推进器在巡航状态中，吸入气流大部分为机体的边界层气流。

进一步地，所述发动机包裹在推进器壳体21内部轴心位置，其上安装有扇叶，以吸入边界层空气，并产生推力。

具体地，所述推进器壳体21的外侧设置有多组尾翼安定面211，所述尾翼安定面211截面为三角形或梯形的平板状结构，尾翼安定面211与推进器壳体21的周向外侧切面相垂直，两个尾翼安定面211为一组，一组中的两个尾翼安定面211对称的分布在推进器壳体21的周向外侧。

优选地，所述尾翼安定面211为两组，均匀分散在推进器壳体21的周向外侧。

优选地，在推进器壳体21的周向上，所述尾翼安定面211凸出推进器壳体21的长度为0.5～2倍机身直径，该长度的设定，在满足巡飞弹俯仰与航向安定性的同时，还能支撑巡飞弹平稳落地。

根据本发明，所述边界层吸入式推进装置2还包括转轴24和拉杆25。

优选地，在每组尾翼安定面211之间设置有转轴24，所述舵面23一端与转轴24铰接，使得舵面23能够围绕转轴24旋转，所述舵面23的另一端与拉杆25连接，通过拉杆25控制舵面23的旋转角度。在本发明中，将转轴设置在安定面位置，缩短了传力距离，使舵面/发动机结构紧凑，有利于巡飞能耗的降低。

在本发明中，通过拉杆的伸缩或旋转，实现舵面23围绕转轴24的旋转，通过控制舵面23的旋转角度，控制边界层吸入式推进装置2喷出气流的方向，从而实现推力的矢量控制，进而实现巡飞弹的俯仰、滚转和偏航控制。

所述舵面23为平板状，优选地，所述舵面23的截面为缺失顶角的矩形形状，所述缺失顶角的矩形，是指矩形靠近尾部的一个顶角被切割，切角形状为直角三角形，舵面切角能够避免相邻的舵面向同方向偏转时产生干涉。

优选地，所述矩形的长度为机身直径的40％～100％、宽度为机身直径的40％～80％；切割掉的直角三角形的长度为机身直径的30％～0.7％，宽度为机身直径的15％～35％，使舵面偏转角大于30度，有利于垂直降落过程中，产生足够的控制力矩。

进一步地，所述舵面23与转轴24铰接端位于舵面矩形边缘中部位置。

根据本发明，将舵面23、尾翼安定面211和发动机通过推进器壳体21一体融合的设计，使得巡飞弹呈轴对称体形状，从而使得边界层吸入式推进装置能够更好、更稳定的捕捉到机身边界层气流。

根据本发明，在巡飞弹主体1靠近中部位置还设置有机翼3，如图3所示，所述机翼3可相对巡飞弹主体1发生旋转，使得机翼3的长度方向能够与巡飞弹的长度方向相同或垂直。

进一步地，所述机翼3的宽度不大于巡飞弹的周向最大直径，机翼3的长度不大于巡飞弹主体1的长度。

进一步地，在巡飞弹发射和降落时，旋转机翼3，使得机翼3的长度方向与巡飞弹的长度方向相同，便于发射和回收，避免机翼引起气流扰动进而影响巡飞弹的发射回收飞行轨迹；巡飞弹发射后，旋转机翼3，使得机翼3的长度方向与巡飞弹的长度方向垂直，使得巡飞弹能够高速稳定的飞行。

根据本发明，机翼3旋转收纳的方式，相比于其它机翼收纳的方式，不占用巡飞弹主体1的内部空间，使得巡飞弹主体1内部可使用空间增大，从而提高了巡飞弹可携带的弹药量，并为弹药的分离提供了可实现空间。

根据本发明，在执行任务时，可以选择巡飞弹自杀式攻击，也可以选择将内部的弹药投掷，以实现更灵活的打击方式。

根据本发明，在巡飞弹主体1内设置有弹药分离组件，通过弹药分离组件实现弹药的抛离。

所述弹药分离组件可以是任意一种夹取分离装置，例如设置舱门，在需要弹药分离时，打开舱门将弹药抛出，有例如设置推杆，在需要弹药分离时，将弹药推出巡飞弹实现弹药分离。

进一步地，巡飞弹主体内的弹药可与巡飞弹主体1分离的设置，还提高了巡飞弹回收的安全性，回收的巡飞弹内部不具有弹药，避免回收过程中出现意外造成人员伤亡。

另一方面，本发明还提供了一种可快速回收的高速巡飞弹的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、巡飞弹垂直发射；

步骤二、巡飞弹机翼展开飞行；

步骤三、巡飞弹巡飞或攻击目标；

优选地，还具有步骤四、巡飞弹回收。

在步骤一中，在巡飞弹发射前，将机翼旋转，使得机翼的长度方向与巡飞弹的长度方向相同。

进一步地，通过边界层吸入式推进装置推动巡飞弹垂直发射。

在步骤二中，当巡飞弹发射升空后，旋转机翼，使得机翼长度方向与巡飞弹的长度方向垂直，即机翼展开，加快巡飞弹稳定速率，并使得巡飞弹能够高速稳定飞行。

在步骤三中，通过地面站操作巡飞弹的飞行状态，对目标区域进行巡飞。

进一步地，当发现目标时，通过地面站操作人员判定巡飞弹的攻击方式，巡飞弹以本体或分离弹药的方式对目标进行攻击。

具体地，当目标大或难以摧毁时，地面站操作人员控制巡飞弹本体直接攻击目标；当目标小或容易摧毁时，地面站操作人员控制巡飞弹分离弹药，通过分离出的弹药对目标进行攻击。

当步骤三中，巡飞弹未攻击目标，或通过分离的弹药对目标进行攻击后，可对巡飞弹进行回收。

步骤四中，优选地，当巡飞弹未攻击目标，在回收巡飞弹前，将巡飞弹主体内的弹药与巡飞弹主体分离，提高巡飞弹回收的安全性。

进一步地，在巡飞弹回收时，将机翼旋转，使得机翼的长度方向与巡飞弹的长度方向相同，即收回机翼。

进一步地，通过边界层吸入式推进装置调整推力的方向，使得巡飞弹垂直降落，实现巡飞弹的回收。

本发明所述的巡飞弹，相对于传统螺旋桨巡飞弹，可实现巡航能耗降低5～20％，并且本发明所述的巡飞弹能够产生矢量推力，使巡飞弹具备垂直降落能力，回收不受地面场地限制，实际使用时可实现每发巡飞弹弹不小于3次的回收使用。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接普通；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上结合了优选的实施方式对本发明进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本发明进行多种替换和改进，这些均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，在巡飞弹主体(1)尾部设置有边界层吸入式推进装置(2)。

2.根据权利要求1所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，在巡飞弹主体(1)上设置有流线型径向缩口(11)，

所述径向缩口(11)设置在边界层吸入式推进装置(2)的前端。

3.根据权利要求1所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，所述径向缩口(11)的长度占巡飞弹主体(1)整体长度的10％～15％。

4.根据权利要求1所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，所述边界层吸入式推进装置(2)包括推进器壳体(21)、发动机和舵面(23)，

所述发动机包裹在推进器壳体(21)内部，所述舵面(23)设置在推进器壳体(21)的尾部。

5.根据权利要求4所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，所述推进器壳体(21)的外侧设置有多组尾翼安定面(211)，每组尾翼安定面(211)具有两个尾翼面，两个尾翼面对称的分布在推进器壳体(21)的周向外侧，所述尾翼面截面为三角形。

6.根据权利要求5所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，在每组尾翼安定面(211)的两个尾翼面之间设置有转轴(24)，所述舵面(23)设置在转轴(24)上，所述舵面(23)能够围绕转轴(24)旋转。

7.根据权利要求1所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，在巡飞弹主体(1)靠近中部位置设置有机翼(3)，所述机翼(3)可旋转，使得机翼(3)的长度方向能够与巡飞弹的长度方向相同或垂直。

8.根据权利要求1所述的可快速回收的高速巡飞弹，其特征在于，巡飞弹主体内的弹药与巡飞弹主体(1)可分离。

9.一种可快速回收的高速巡飞弹的使用方法，采用如权利要求1～8之一所述的巡飞弹实现，包括以下步骤：

步骤一、巡飞弹垂直发射；

步骤二、巡飞弹机翼展开飞行；

步骤三、巡飞弹巡飞或攻击目标。

10.根据权利要求9所述的可快速回收的高速巡飞弹的使用方法，其特征在于，还具有步骤四、巡飞弹回收。

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