[发明专利]一种采用卷弧翼实现滑翔增程及精确控制的火箭

说明书

本发明公开了一种利用控制舱段进行滑翔增程及落点精确控制的火箭总体方案，实现增程及落点精确控制。火箭中部增加控制舱段，其上的一对可折叠展开具有反向安装偏置角的卷弧式升力翼可在飞行中产生垂直翼面方向的气动力，通过控制控制舱段翼座相对地面坐标系的滚转角度，控制气动力方向，实现对火箭增程以及对落点精确控制；其上的一对可折叠展开具有同向安装偏置角的卷弧式减旋翼提供减旋力矩，实现对控制舱段翼座的减旋及平衡控制舱段控制电机的控制力矩。采用卷弧形式的升力翼及减旋翼有效改善了火箭折叠状态及展开状态的气动整形效果，可最大限度减小飞行阻力。本发明描述的火箭总体方案，在有效提高飞行距离基础上实现对落点的精确控制。

技术领域

本发明涉及一种利用控制舱段进行滑翔增程以及飞行轨迹精确控制的火箭总体方案，实现对火箭进行增程以及对火箭落点的精确控制。

背景技术

复杂的应用场景对火箭的费效比和精确控制性能提出较高的要求，促使现代火箭系统向着控制精确化及目标远程化方向发展。同时，技术的快速革新，尤其是电子信息技术的飞速发展，为火箭从无控到自主化制导的发展提供了强有力的技术支持。

传统火箭一般是一种对作用范围非精确化要求的应用载体，落点精确控制技术及滑翔增程技术的发展，使只能进行区域作用的火箭有了对某一区域实施远距离精确作用的可能。随着火箭技术的不断提升和发展，现代应用模式与空间要求发生了巨大变化，增加传统火箭的飞行距离及提高远距离区域作用精度已成为现代火箭发展的一个重要方向。

火箭最初设计时飞行距离需满足应用条件刚需要求：如可以覆盖作用区域的大致范围。单从应用要求及系统效能方面考虑火箭的有效飞行距离越大越好，但由于箭体质量、载荷质量及生产成本等因素对制造过程及发射性能影响较大，无法做到无限制增加飞行距离；当全箭质量受条件约束时，增加推进剂可提高飞行距离但同时降低了载荷舱可携载载荷质量。而滑翔增程可以在增程及保持携载能力之间达到较好的平衡，已发展为目前增程技术研究热点。

传统滑翔增程火箭主要通过采用不同气动布局的舵机控制滑翔增程，火箭结构及控制机构较复杂，且一般滑翔增程及落点精确控制无法通过单一控制方式实现，很大程度增加了结构质量及结构复杂性。另一方面，传统滑翔增程火箭由于改变了气动布局，不适用于针对传统库存无控火箭进行信息化改造。

由于火箭设计时需满足发射平台的尺寸约束，在有限的包络尺寸约束条件下，最大限度提升火箭飞行过程中的升阻比，以达到较好的滑翔增程效果，一定程度上制约了滑翔增程火箭的发展。因此，在有限空间约束下提高火箭飞行过程中的升阻比(主要为提高升力、减小阻力)，已经成为滑翔增程火箭发展的主要方向。

发明内容

本发明的技术解决问题：

为提高火箭的飞行距离以及落点的精度，提供了一种通过在火箭中部增设卷弧翼形式的可有效提高飞行过程中升阻比的控制舱段方案，并控制控制舱段的滚转角度，进而控制控制舱段上升力翼在飞行过程中产生的气动力方向，对火箭进行滑翔增程和对火箭落点进行精确控制。

本发明的技术解决方案：

一种采用卷弧翼实现滑翔增程及精确控制的火箭包括：载荷控制组件(1)、载荷舱(2)、控制舱段(3)、发动机(4)、尾翼组件(5)；其中载荷控制组件(1)位于火箭头部，载荷舱(2)位于载荷控制组件(1)后，控制舱段(3)与载荷舱(2)连接位于其后，发动机(4)与控制舱段(3)连接，位于控制舱段(3)之后，尾翼组件(5)安装于发动机(4)的喷管(16)外侧，位于火箭尾部。

所述一种采用卷弧翼实现滑翔增程及精确控制的火箭的控制舱段(3)包括控制舱段翼座(6)、卷弧式升力翼(7)、卷弧式减旋翼(8)、中间转轴连接件(9)、轴承(10)、电源模块(11)、姿态测量组件(12)、控制组件(13)、GPS及北斗天线组件(14)、控制电机(15)、升力翼转轴(21)、升力翼安装件(22)、升力翼安装件转轴(23)、减旋翼转轴(24)。