[发明专利]陀螺舵重返大气层滑翔飞行器

摘要

本发明公开了一种陀螺舵重返大气层滑翔飞行器。在飞行器重返大气层的过程中，消除飞行器高速运动与空气摩擦所产生的热应力，是重返大气层飞行器需要解决的重要工程问题。本发明的飞行器，利用陀螺在惯性系中的方位稳定性特征，使陀螺轴通过差动装置操控飞行器轴，改变飞行器在大气中的姿态，飞行器外表面飞行角度的变化起到了舵面的效果，使得飞行器能够在大气中滑翔飞行。同时使飞行器围绕自身轴线有一个慢速的角位移，这个角位移使得发生在飞行器前缘的热应力区对飞行器而言是移动的。由于热应力区的位置在飞行器前缘上的移动，从而能获得对热应力进行降温所必要的时间和操作的空间，使飞行器能够安全地再入大气层并通过热障区。

主权项

一种使用陀螺定位并调整飞行姿态的、角位移扩散热应力区的、滑翔式的重返大气层飞行器，其特征在于飞行器外形为剖面呈流线型翼状，飞行器内部有一对同轴反向旋转的陀螺，陀螺轴线中心点与飞行器几何轴线中心点始终重合，陀螺轴与飞行器轴之间由具有差动功能和传动功能的连接装置连接，差动功能使陀螺轴与飞行器轴之间夹角角度可调并两轴之间可以行星式摆动旋转，传动功能使飞行器可以绕自身轴角位移旋转，在飞行器滑翔飞行时，由于陀螺轴与飞行器轴之间带夹角的行星摆动旋转，使飞行器受到的空气升阻力周期性变化，飞行轨迹呈蛇形和波浪形叠加，延长了飞行器重返大气层过程中的飞行距离和飞行时间，同时飞行器绕自身轴角位移运动，飞行器前缘的热应力区周期性移动，飞行时间的延长和热应力区的移动，创造了对热应力进行降温的必要的时间和操作空间，使得飞行器可以安全地重返大气层。