[发明专利]一种变质心变压心气动增稳方法及装置

说明书

本申请提供一种变质心变压心气动增稳方法及装置，该装置包括：尾裙、尾裙展开机构、质量块和质量块移动机构；尾裙和尾裙展开机构安装在飞行器的尾部外侧；尾裙展开机构与尾裙连接，用于展开尾裙；质量块和质量块移动机构安装在飞行器的侧壁，质量块连接在质量块移动机构上，质量块移动机构用于驱动质量块朝向飞行器的首端或尾端移动。本申请实现了减少飞行器的控制装置，同时提高气动静稳定性和提高落点飞行精度。

技术领域

本申请涉及飞行器飞行控制技术领域，尤其涉及一种变质心变压心气动增稳方法及装置。

背景技术

目前，运载火箭子级残骸的控制方式一般为无控自由飞行状态，子级残骸的气动特性在两种迎风状态下(子级尾端迎风和子级顶点迎风)均为静不稳定特性，再入飞行中不能实现攻角稳定。对于有重复使用需求的运载器子级而言，目前会采用伞降回收，或折叠翼展开滑翔回收。对于再入飞行器而言，一般配置稳定尾翼、尾舵，进行三轴稳定控制，配置相应的伺服机构系统，需要相应的控制装置及能源装置。

上述方案之中，存在的不足之处在于：无控自由飞行状态无法进行准确的落点预示，对于飞行方案及航落区范围安全具有一定的风险。伞降方案需要额外增加降落伞系统，在再入飞行过程中按照飞行时间或飞行高度发出开伞指令，对再入飞行控制需要进行针对性设计。折叠翼需要配合伞降进行设计。再入飞行器的稳定尾翼或尾舵需要进行三轴稳定控制，再入控制系统需要配置完整控制器及动力系统，增加了系统的复杂度和整体重量。

以上几种方案中，对于稳定控制而言，无控自由飞行方案存在控制精度低的问题，三轴稳定方案存在增加系统复杂度和增加飞行器重量的问题。

因此，目前亟需解决的技术问题是：如何减少飞行器的控制装置，同时提高气动静稳定性和提高落点飞行精度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种变质心变压心气动增稳方法及装置，实现了减少飞行器的控制装置，同时提高气动静稳定性和提高落点飞行精度。

为达到上述目的，本申请提供一种变质心变压心气动增稳装置，该装置包括：尾裙、尾裙展开机构、质量块和质量块移动机构；所述尾裙和所述尾裙展开机构安装在飞行器的尾部外侧；所述尾裙展开机构与所述尾裙连接，用于展开尾裙；所述质量块和所述质量块移动机构安装在飞行器的侧壁，所述质量块连接在所述质量块移动机构上，所述质量块移动机构用于驱动所述质量块朝向所述飞行器的首端或尾端移动。

如上所述的变质心变压心气动增稳装置，其中，所述质量块移动机构包括支座、丝杠导轨和伺服电机；所述丝杠导轨沿着所述飞行器的长度方向设置，所述丝杠导轨的两端通过所述支座安装在所述飞行器的内侧壁；所述质量块与所述丝杠导轨螺纹连接；所述伺服电机的输出轴与丝杠导轨连接，用于驱动所述丝杠导轨转动，所述丝杠导轨转动带动所述质量块移动。

如上所述的变质心变压心气动增稳装置，其中，所述丝杠导轨包括第一丝杠导轨和第二丝杠导轨；所述第一丝杠导轨和所述第二丝杠导轨对称设置在所述飞行器的内侧壁；所述第一丝杠导轨和所述第二丝杠导轨均连接所述伺服电机和所述质量块。

如上所述的变质心变压心气动增稳装置，其中，所述质量块包括第一分散式质量滑块和第二分散式质量滑块；所述第一分散式质量滑块连接在所述第一丝杠导轨上；所述第二分散式质量滑块连接在所述第二丝杠导轨上。

如上所述的变质心变压心气动增稳装置，其中，所述质量块为环形质量滑块，所述环形质量滑块为圆环状，所述环形质量滑块与所述第一丝杠导轨和所述第二丝杠导轨螺纹连接；所述环形质量滑块所在的平面垂直于所述第一丝杠导轨和所述第二丝杠导轨。

如上所述的变质心变压心气动增稳装置，其中，所述尾裙包括尾裙骨架和尾裙蒙皮；所述尾裙骨架转动连接在所述飞行器的外壁；所述尾裙蒙皮包覆在所述尾裙骨架上；所述尾裙展开机构与所述尾裙骨架连接，所述尾裙展开机构用于驱动所述尾裙骨架相对于所述飞行器向外展开，所述尾裙骨架带动所述尾裙蒙皮展开呈伞状。