1位于第一滑軌組5-1的兩個(gè)滑軌之間，第二有效載荷4-2位于第二滑軌組5-2的兩個(gè)滑軌之間。
[0047]第一有效載荷4-1和第二有效載荷4-2上沿軸線方向間隔設(shè)有多個(gè)包帶8，包帶8處設(shè)有連接部件7，有效載荷通過連接部件7與滑軌組件中的滑軌連接，可沿滑軌移動(dòng)。每個(gè)包帶8上下各設(shè)有一個(gè)連接部件7，兩個(gè)連接部件7分別與滑軌組件中的兩個(gè)滑軌連接，其中第一滑軌組件5-1中的一個(gè)滑軌安裝在飛行器艙體頂部內(nèi)壁上，另一個(gè)滑軌兩端安裝在飛行器艙體內(nèi)壁上，第二滑軌組件5-2中的一個(gè)滑軌安裝在飛行器艙體底部內(nèi)壁上，另一個(gè)滑軌兩端安裝在飛行器艙體內(nèi)壁上。本實(shí)施例中連接部件7為連接塊，可以為4?6個(gè)連接塊。如圖7所示為本發(fā)明導(dǎo)軌和連接部件局部放大圖。
[0048]第三滑軌組5-3與第四滑軌組5-4的安裝方向與第三有效載荷4_3和第四有效載荷4-4的軸線垂直，與本體坐標(biāo)系Z軸平行，且第三有效載荷4-3和第四有效載荷4-4共同位于第三滑軌組5-3的兩個(gè)滑軌和第四滑軌組5-4的兩個(gè)滑軌之間。
[0049]第三有效載荷4-3和第四有效載荷4-4上沿軸線方向間隔設(shè)有多個(gè)包帶8，包帶8處設(shè)有連接部件7，有效載荷通過連接部件7與滑軌組件中的滑軌連接，可沿滑軌移動(dòng)。每個(gè)包帶8上下各設(shè)有一個(gè)連接部件7，兩個(gè)連接部件7分別與滑軌組件中的兩個(gè)滑軌連接，其中第三滑軌組件5-3中兩個(gè)滑軌的兩端、第四滑軌組件5-4中兩個(gè)滑軌的兩端均安裝在飛行器艙體內(nèi)壁上，本實(shí)施例中連接部件7為連接塊，可以為4?6個(gè)連接塊。如圖7所示為本發(fā)明導(dǎo)軌和連接部件局部放大圖。
[0050]本發(fā)明中第三滑軌組5-3與第四滑軌組5-4之間的距離為第三有效載荷4-3或第四有效載荷4-4長度的40%?60% (第三有效載荷4-3與第四有效載荷4_4長度相同)，本實(shí)施例中為50%。第一滑軌組5-1與第二滑軌組5-2的長度為第一有效載荷4-1或第二有效載荷4-2長度的1.2?1.8倍(第一有效載荷4-1與第二有效載荷4-2長度相同)，本實(shí)施例中為1.4倍。
[0051]當(dāng)需要控制飛行器的攻角時(shí)，可進(jìn)行縱向變質(zhì)心，即有效載荷沿彈體X軸運(yùn)動(dòng)；當(dāng)需要控制飛行器的傾側(cè)角時(shí)，需要進(jìn)行側(cè)向變質(zhì)心，即有效載荷沿彈體Z軸運(yùn)動(dòng)。
[0052]本發(fā)明采用如下設(shè)計(jì)方法:
[0053]I)在氣動(dòng)布局設(shè)計(jì)上，飛行器采用俯仰和偏航雙通道靜穩(wěn)定的氣動(dòng)布局
[0054]飛行器采用俯仰和偏航雙通道靜穩(wěn)定的氣動(dòng)布局是實(shí)現(xiàn)雙通道變質(zhì)心控制的基礎(chǔ)。飛行器俯仰通道靜穩(wěn)定是指飛行器俯仰力矩對(duì)攻角的導(dǎo)數(shù)為負(fù)；飛行器偏航通道靜穩(wěn)定是指飛行器偏航力矩對(duì)側(cè)滑角的導(dǎo)數(shù)為負(fù)。如圖8所示為本發(fā)明實(shí)施例中某靜穩(wěn)定氣動(dòng)布局飛行器的俯仰通道靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù)示意圖；圖9所示為本發(fā)明實(shí)施例中某靜穩(wěn)定氣動(dòng)布局飛行器偏航通道的靜穩(wěn)定導(dǎo)數(shù)示意圖。
[0055]2)飛行器使用四個(gè)有效載荷作為變質(zhì)心的質(zhì)量滑塊，通過縱向和側(cè)向滑軌實(shí)現(xiàn)質(zhì)心的縱向和側(cè)向變動(dòng)，合理設(shè)計(jì)滑軌和有效載荷的空間布局，使得兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)不干涉。
[0056]飛行器有效載荷個(gè)數(shù)為4個(gè)。有效載荷可以是飛行器的設(shè)備，也以是子飛行器、子彈等。4個(gè)有效載荷作為變質(zhì)心的質(zhì)量滑塊用，不需要增加額外的質(zhì)量滑塊。有效載荷通過滑軌可實(shí)現(xiàn)在飛行器內(nèi)縱向和側(cè)向的大幅度變動(dòng)，從而大幅度改變飛行器質(zhì)心的縱向位置和側(cè)向位置。飛行器質(zhì)心的縱向、側(cè)向位置變化定義見圖1，飛行器俯仰、滾轉(zhuǎn)、偏航通道定義見圖2。飛行器縱向變質(zhì)心原理圖見圖3，飛行器側(cè)向變質(zhì)心原理圖見圖4。本發(fā)明通過合理設(shè)計(jì)滑軌和有效載荷的空間布局，使得兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)不干涉。
[0057]3)通過改變飛行器縱向和側(cè)向的質(zhì)心位置，可控制飛行器的俯仰和滾轉(zhuǎn)通道，實(shí)現(xiàn)大攻角、大傾側(cè)角飛行。
[0058]由于飛行器受到氣動(dòng)力的作用，氣動(dòng)力可分解為法向力、側(cè)向力、軸向力。改變飛行器縱向和側(cè)向的質(zhì)心位置后，氣動(dòng)力對(duì)質(zhì)心的俯仰力矩和滾轉(zhuǎn)力矩、偏航力矩都會(huì)改變。其中俯仰氣動(dòng)力矩和和滾轉(zhuǎn)氣動(dòng)力矩可用于飛行器的俯仰通道和滾轉(zhuǎn)通道的姿態(tài)控制。
[0059]如圖10所示本發(fā)明實(shí)施例中某飛行器自配平攻角和質(zhì)心縱向位置對(duì)應(yīng)關(guān)系圖，由圖10可以清楚看出縱向質(zhì)心位置與飛行器自配平攻角的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0060]以上所述，僅為本發(fā)明最佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0061]本發(fā)明說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員的公知技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙通道變質(zhì)心飛行器，包括頭部(1)、中段(2)和尾段(3)，其特征在于:所述中段(2)艙體內(nèi)設(shè)有雙通道變質(zhì)心裝置，所述雙通道變質(zhì)心裝置包括有效載荷(4)，所述有效載荷(4)分為兩組，其中一組有效載荷(4)可沿本體坐標(biāo)系X軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另一組有效載荷(4)可沿本體坐標(biāo)系Z軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)飛行器質(zhì)心在本體坐標(biāo)系X軸和本體坐標(biāo)系Z軸上的變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述雙通道變質(zhì)心裝置還包括滑軌(5)和伺服機(jī)構(gòu)￠)，其中有效載荷(4)安裝在滑軌(5)上，可沿滑軌(5)進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，伺服機(jī)構(gòu)(6)與有效載荷(4)連接，用于驅(qū)動(dòng)有效載荷(4)運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1?2所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述有效載荷(4)為四個(gè)，每組各兩個(gè)，其中一組有效載荷(4)沿本體坐標(biāo)系X軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另外一組有效載荷(4)沿本體坐標(biāo)系Z軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1?2所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述有效載荷(4)主體為圓柱形結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1?2所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述雙通道變質(zhì)心裝置還包括多個(gè)連接部件(7)，所述多個(gè)連接部件(7)沿有效載荷(4)軸線方向分布，并固定在有效載荷(4)上，有效載荷(4)通過連接部件(7)與滑軌(5)連接，并沿滑軌(5)運(yùn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述沿本體坐標(biāo)系X軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)有效載荷分別為第一有效載荷(4-1)和第二有效載荷(4-2)，其中第一有效載荷(4-1)安裝在第一滑軌組(5-1)上，第二有效載荷(4-2)安裝在第二滑軌組(5-2)上；沿本體坐標(biāo)系Z軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)有效載荷分別為第三有效載荷(4-3)和第四有效載荷(4-4)，其中第三有效載荷(4-3)和第四有效載荷(4-4)共同安裝在第三滑軌組(5-3)和第四滑軌組(5-4)上，且第一有效載荷(4-1)和第二有效載荷(4-2)分別位于飛行器中段(2)艙體內(nèi)的頂部和底部，第三有效載荷(4-3)和第四有效載荷(4-4)則位于第一有效載荷(4-1)和第二有效載荷(4-2)之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述第一滑軌組(5-1)與第二滑軌組(5-2)的安裝方向與第一有效載荷(4-1)和第二有效載荷(4-2)的軸線及本體坐標(biāo)系X軸平行，且第一有效載荷(4-1)位于第一滑軌組(5-1)的兩個(gè)滑軌之間，第二有效載荷(4-2)位于第二滑軌組(5-2)的兩個(gè)滑軌之間；所述第三滑軌組(5-3)與第四滑軌組(5-4)的安裝方向與第三有效載荷(4-3)和第四有效載荷(4-4)的軸線垂直，與本體坐標(biāo)系Z軸平行，且第三有效載荷(4-3)和第四有效載荷(4-4)共同位于第三滑軌組(5-3)的兩個(gè)滑軌和第四滑軌組(5-4)的兩個(gè)滑軌之間。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述有效載荷通過包帶(8)、連接部件(7)與滑軌連接。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述第三滑軌組(5-3)與第四滑軌組(5-4)之間的距離為第三有效載荷(4-3)或第四有效載荷(4-4)長度的 40%?60%。10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種雙通道變質(zhì)心飛行器，其特征在于:所述第一滑軌組(5-1)與第二滑軌組(5-2)的長度為第一有效載荷(4-1)或第二有效載荷(4-2)長度的Ks/S f Π<Γ*>α V Szs 寸0901 δ
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙通道變質(zhì)心飛行器，包括頭部、中段和尾段，其特征在于：所述中段艙體內(nèi)設(shè)有雙通道變質(zhì)心裝置，所述雙通道變質(zhì)心裝置包括有效載荷，所述有效載荷分為兩組，其中一組有效載荷可沿本體坐標(biāo)系X軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，另一組有效載荷可沿本體坐標(biāo)系Z軸往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)飛行器質(zhì)心在本體坐標(biāo)系X軸和本體坐標(biāo)系Z軸上的變化，本發(fā)明不需要空氣舵和反作用姿態(tài)控制發(fā)動(dòng)機(jī)，首次采用純變質(zhì)心控制的方式實(shí)現(xiàn)飛行器俯仰和滾轉(zhuǎn)通道的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)飛行器的大攻角、大傾側(cè)角飛行，應(yīng)用于通用再入飛行器等多種飛行器，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【IPC分類】G05D1/08
【公開號(hào)】CN105045273
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510494803
【發(fā)明人】劉剛, 袁園, 李爭學(xué), 李華光, 張廣春, 陳雪冬, 韓鵬鑫, 劉峰, 王寧宇, 李杰奇, 晏資湘, 郭金花, 榮華, 李波, 劉業(yè)寶, 趙建波
【申請(qǐng)人】中國運(yùn)載火箭技術(shù)研究院
【公開日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日