[发明专利]一种球窝塞式矢量喷管

说明书

一种球窝塞式矢量喷管，包括固定喷管壳体、活动喷管壳体、塞锥；所述的活动喷管壳体与固定悬置在其内部的塞锥为一体结构，所述塞锥的外周面与所述活动喷管壳体的内型面配合形成收敛段和扩张段；活动喷管壳体的前段与固定喷管壳体的后段之间采用球面副的方式连接，通过安装在活动喷管壳体外型面的活动体支耳与伺服系统连接，驱动活动喷管壳体带动塞锥摆动。

技术领域

本发明涉及固体火箭发动机推力矢量技术，特别涉及一种球窝塞式矢量喷管。

背景技术

传统的轴对称塞式喷管的中心锥是通过固定连接方式连接在喷管的筒体上，而矢量调节的实现一般分为两种：一种将筒体设计为前后两个球面段，通过作动系统及连接机构驱动后段球面段实现矢量调节，此种结构的喷管外廓尺寸较大，重量较重，对于外廓尺寸要求严格的发动机不容易实现；另一种通过作动系统将喷管筒体整体偏转，其作动力大且机构复杂，因此需要设计一种实现轴对称塞式喷管全向矢量调节的简易机构。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种球窝塞式矢量喷管。

本发明的技术解决方案是：一种球窝塞式矢量喷管，包括固定喷管壳体、活动喷管壳体、塞锥；所述的活动喷管壳体与固定悬置在其内部的塞锥为一体结构，所述塞锥的外周面与所述活动喷管壳体的内型面配合形成收敛段和扩张段；活动喷管壳体的前段与固定喷管壳体的后段之间采用球面副的方式连接，通过安装在活动喷管壳体外型面的活动体支耳与伺服系统连接，驱动活动喷管壳体带动塞锥摆动。

优选的，所述固定喷管壳体前段为圆柱型平直段，后段外型面为球面；所述活动喷管壳体前段具有与固定喷管壳体后段外型面形状和大小相匹配的内型面；还包括一个挡环，所述的挡环前段为圆柱型平直段，通过凸台与固定喷管壳体配合定位，后段具有与活动喷管壳体前段外型面形状和大小相匹配的内型面；活动喷管壳体前段与固定喷管壳体后段与挡环后段之间构成球面副的连接方式。

优选的，所述的固定喷管壳体后段球面前端设有凸台，用于限制活动喷管壳体旋转角度，轴向定位。

优选的，所述活动体喷管壳体包括依次连接的球形面、圆柱面和圆面，所述塞锥包括依次连接的圆弧段和锥形段，所述圆弧段的外周面与所述圆柱面相配合形成收敛段，所述锥形段的外周面与所述圆面相配合形成扩张段。

优选的，所述的塞锥与活动喷管壳体之间通过连接板连接成一体结构。

优选的，所述塞锥圆弧段的端面与连接板连接。

优选的，所述连接板为4~6个，且沿周向均布。

优选的，所述固定喷管壳体后段球面与所述活动喷管壳体前段球面之间安装有密封圈，保证喷管旋转时的密封性良好。

优选的，所述活动体支耳至少2个，沿周向均布。

优选的，所述的活动喷管壳体与塞锥、连接板采用耐烧蚀材料制成。

本发明与现有技术相比有益效果为：

（1）结构简单，操作方便

本发明将活动喷管与塞锥设计为一体化机构，使得运动构件少，有效减小传统的轴对称塞式喷管外廓尺寸，易于操作。

（2）可实现全向矢量调节

本发明通过伺服系统有效控制活动喷管壳体一体化结构，实现塞式喷管的全向矢量调节。

（3）可有效减小摆动力矩

本发明通过球面副形式实现转动，使得喷管摆动克服的摩擦力矩大大减小，机动性增强，有效降低伺服电机使用要求。

（4）可有效降低成本

本发明摆动结构均属于金属构件，相较于成熟的柔性摆动部件使用的橡胶材料工艺更加成熟，使用成本降低。