一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构

本发明属于航空航天，具体涉及一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构。

背景技术：

1、变体飞行器是指能够进入太空飞行，又能较长时间在大气层内飞行的可重复使用的天地往返运输器，具有飞行速度快、突防能力强、能够快速打击预定目标等特点，是未来重要的空基作战武器。传统的固定构型头锥结构受气动力、气动热、时间窗口、控制反馈等多方面限制，已不能满足飞行器多任务剖面和复杂多变飞行工况的性能需求。可变体头锥机构能够根据飞行状态实时调整头锥外形，以获得最优的气动力、热特性，实现飞行最优化控制，大幅提高机动性能和作战效能，是飞行器应对复杂多变外部环境的必然选择。现有的飞行器头锥的变体设计主要是通过连杆等机构对头锥进行方向的改变使头锥面对不同的飞行环境有更好的气动外形。

2、飞机在上升段和再入段对其头锥的最优气动布局要求具有极大的不同，飞行器头锥在上升段需要减小剖面半径以减弱头锥前端的激波强度，并通过加长头锥结构的长度来减小头锥结构的顿度，以降低气动载荷和飞行阻力；与之相反，飞机进入再入段的高超声速区域时，需要增大头锥前端的半径来减小头锥的驻点热流密度，以达到减小头锥峰值热流的需要。

3、现有的设计只涉及头锥方向的改变，但不涉及头锥外表面的直径的变化，然而头锥作为飞行器最先接触到外界环境的部分，其外形的优略对飞行器整体气动外形的影响是决定性的。而在不同飞行阶段，飞行器的最优头锥剖面直径不同。而在飞行器的飞行过程中，对头锥尖端的骨架进行变直径能进一步提高变体头锥在飞行器飞行过程面对不同飞行环境的减阻抗热功能。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，以实现头锥尖端的变直径。

2、本发明提供了一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，包括多个骨架支链、顶盘、底台，单个骨架支链包括骨架第一分节、骨架第二分节、骨架第三分节、骨架第四分节、骨架第五分节、骨架第六分节；所述骨架第一分节、骨架第二分节、骨架第三分节、骨架第四分节、骨架第五分节、骨架第六分节依次串联，各分节间通过节间铰链铰接；

3、所述底台呈阶梯形状，设有三层圆台，多个骨架支链并联均布在所述底台上，通过所述骨架第六分节与所述底台的定位部铰接形成转动副，并通过骨架第一分节与所述顶盘的定位部铰接形成转动副；所述底台的顶端圆台内部与所述顶盘形成移动副用于控制骨架支链的变形；

4、所述骨架第一分节内设有一个滑轮用于固定钢绳末端；所述骨架第二分节、骨架第三分节、骨架第四分节、骨架第五分节、骨架第六分节内均有两个滑轮用于钢绳对各个骨架分节的定位；所述底台的每个定位部下方均有一个滑轮用于保证钢绳在控制骨架分节运动时初始段位置不变。

5、进一步地，该机构还包括支撑结构，所述支撑结构包括直线滑轨、支撑环、支撑杆，所述支撑环包括上层支撑环、中层支撑环、下层支撑环，所述支撑杆包括上层支撑杆、中层支撑杆、下层支撑杆；所述底台的三层圆台均安装有所述直线滑轨；所述上层支撑杆、中层支撑杆、下层支撑杆，分别与所述骨架第二分节、骨架第四分节、骨架第六分节铰接；所述上层支撑环、中层支撑环、下层支撑环分别与所述上层支撑杆、中层支撑杆、下层支撑杆铰接；所述直线滑轨与所述上层支撑环、中层支撑环、下层支撑环滑动连接，用于实现所述上层支撑环、中层支撑环、下层支撑环的线性上下移动，继而在骨架分节运动时通过所述支撑杆带动所述支撑环上下移动。

6、进一步地，所述骨架支链的数量为八个。

7、与现有技术相比本发明的有益效果是：

8、本发明可以根据飞机在上升段和再入段对其头锥的最优气动布局的不同要求来对头锥直径进行变化。

技术特征：

1.一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，其特征在于，包括多个骨架支链、顶盘(3)、底台(4)，单个骨架支链包括骨架第一分节(1-1)、骨架第二分节(1-2)、骨架第三分节(1-3)、骨架第四分节(1-4)、骨架第五分节(1-5)、骨架第六分节(1-6)；所述骨架第一分节(1-1)、骨架第二分节(1-2)、骨架第三分节(1-3)、骨架第四分节(1-4)、骨架第五分节(1-5)、骨架第六分节(1-6)依次串联，各分节间通过节间铰链(2)铰接；

2.根据权利要求1所述的飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，其特征在于，还包括支撑结构，所述支撑结构包括直线滑轨(5)、支撑环、支撑杆，所述支撑环包括上层支撑环(6-1)、中层支撑环(6-2)、下层支撑环(6-3)，所述支撑杆包括上层支撑杆(7-1)、中层支撑杆(7-2)、下层支撑杆(7-3)；所述底台(4)的三层圆台均安装有所述直线滑轨(5)；所述上层支撑杆(7-1)、中层支撑杆(7-2)、下层支撑杆(7-3)，分别与所述骨架第二分节(1-2)、骨架第四分节(1-4)、骨架第六分节(1-6)铰接；所述上层支撑环(6-1)、中层支撑环(6-2)、下层支撑环(6-3)分别与所述上层支撑杆(7-1)、中层支撑杆(7-2)、下层支撑杆(7-3)铰接；所述直线滑轨(5)与所述上层支撑环(6-1)、中层支撑环(6-2)、下层支撑环(6-3)滑动连接，用于实现所述上层支撑环(6-1)、中层支撑环(6-2)、下层支撑环(6-3)的线性上下移动，继而在骨架分节运动时通过所述支撑杆带动所述支撑环上下移动。

3.根据权利要求1或2所述的飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，其特征在于，所述骨架支链的数量为八个。

技术总结本发明公开了一种飞行器头锥尖端变直径骨架绳驱机构，包括多个骨架支链、顶盘、底台，单个骨架支链包括骨架第一分节、骨架第二分节、骨架第三分节、骨架第四分节、骨架第五分节、骨架第六分节；所述底台呈阶梯形状，设有三层圆台，多个骨架支链并联均布在所述底台上；骨架第一分节内设有一个滑轮用于固定钢绳末端；所述骨架第二分节、骨架第三分节、骨架第四分节、骨架第五分节、骨架第六分节内均有两个滑轮用于钢绳对各个骨架分节的定位；所述底台的每个定位部下方均有一个滑轮用于保证钢绳在控制骨架分节运动时初始段位置不变。本发明可以根据飞机在上升段和再入段对其头锥的最优气动布局的不同要求来对头锥直径进行变化。技术研发人员：赵杰亮,吴衍傧,吴祥兵,范彤辉,李威辰,杨祥受保护的技术使用者：北京理工大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29