[发明专利]全方位矢量发动机和飞行器

说明书

本申请提供的一种全方位矢量发动机和飞行器，涉及推力矢量控制技术领域。该全方位矢量发动机包括底座、燃烧室和主喷管，底座设于燃烧室的端部，主喷管与底座连接，且位于底座远离燃烧室的一侧；底座上设有多个辅助喷管，主喷管和辅助喷管分别与燃烧室连通，每个所述辅助喷管能够选择性地开启或关闭，以产生致偏推力。该全方位矢量发动机采用主喷管和辅助喷管结合的方式，且均设于底座上，结构简单，有利于实现发动机的大偏角矢量控制，降低损耗。

技术领域

本发明涉及推力矢量控制技术领域，具体而言，涉及一种全方位矢量发动机和飞行器。

背景技术

推力矢量控制技术与航空航天领域的发展密切相关。发动机推力矢量控制具有不受飞行速度、高度和大气特性的影响，推力致偏效率高、响应速度快，能够显著提高飞行器的机动性能，在低速飞行及大气层外都能使飞行器获得很高的机动性能。

目前的推力矢量技术主要是通过喷管的转动或者喷管上的燃气舵或者扰流片导致气流的偏转而实现的，这类阻流致偏方式产生的推力，推力损失较大，且有常值损失，导致传统的火箭发动机大多是小偏角的矢量控制机械，且随着偏角越大，推力损失增加速度也越来越大。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种全方位矢量发动机和飞行器，其能够可以减少推力损失，动力更加充足，并且有利于实现大偏角矢量控制，提高飞行器的机动性能和响应速度。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种全方位矢量发动机，包括底座、燃烧室和主喷管，所述底座设于所述燃烧室的端部，所述主喷管与所述底座连接，且位于所述底座远离所述燃烧室的一侧；

所述底座上设有多个辅助喷管，所述主喷管和所述辅助喷管分别与所述燃烧室连通；每个所述辅助喷管能够选择性地开启或关闭，以产生致偏推力。

在可选的实施方式中，所述底座采用半球形座体，所述半球形座体的直径与所述燃烧室的直径相同，所述半球形座体的端面与所述燃烧室的端面连接，所述主喷管设于所述半球形座体的顶面。

在可选的实施方式中，多个所述辅助喷管均匀间隔设于所述底座的外周面上，每个所述辅助喷管的轴线与所述主喷管的轴线形成夹角。

在可选的实施方式中，多个辅助喷管包括第一喷管、第二喷管、第三喷管和第四喷管，所述第一喷管与所述第三喷管相对设置，所述第二喷管与所述第四喷管相对设置；

所述第一喷管与所述第四喷管开启，所述第二喷管与所述第三喷管关闭的状态下，用于控制飞行器俯仰运动；所述第一喷管与所述第二喷管开启，所述第三喷管与所述第四喷管关闭的状态下，用于控制飞行器偏航运动；所述第一喷管与所述第三喷管开启，所述第二喷管与所述第四喷管关闭的状态下，用于控制飞行器滚动运动。

在可选的实施方式中，每个所述辅助喷管内设有扰流片，所述扰流片用于改变所述辅助喷管的开度。

在可选的实施方式中，每个所述辅助喷管内设有驱动件和传动件，所述驱动件与传动件连接，所述传动件与所述扰流片连接，以带动所述扰流片在所述辅助喷管内偏移。

在可选的实施方式中，所述传动件包括第一转轴、第二转轴、连接杆、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮和第四齿轮，所述第一转轴的一端与所述驱动件连接，另一端与所述第一齿轮连接，所述第二转轴的一端与所述第二齿轮连接，另一端与所述第三齿轮连接，所述连接杆的一端与所述第四齿轮连接，另一端与所述扰流片连接；所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动，所述第三齿轮与所述第四齿轮啮合传动。

在可选的实施方式中，所述主喷管和所述辅助喷管分别采用拉瓦尔喷管。

在可选的实施方式中，所述底座、所述燃烧室和所述主喷管一体成型。