一种自充气机翼水火箭

本发明属于自充气机翼水火箭，具体涉及一种自充气机翼水火箭。

背景技术：

1、水火箭又称气压式喷水火箭、水推进火箭，其主要原理是反冲原理与动量守恒，利用自身质量比和气体压强作用起飞；与传统的火箭不同之处在于，水火箭将高温气体(助推介质)替换成水，它具有简单易制造、成本低廉、环保等优点，因此在科研和教育等领域得到了广泛的应用。

2、由于水火箭具有简单且易制造、成本低廉、环保等优点，然而还存在两大关键性问题制约着水火箭技术向工程应用转化；首先，基于高压空气构建的水火箭动力系统已经达到性能瓶颈；其次，水火箭回收系统多采用降落伞方式回收，落点位置不确定，稳定性较差，适用范围较窄。

3、基于上述水火箭中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种自充气机翼水火箭，旨在解决现有水火箭水平回收的问题。

2、本发明提供一种自充气机翼水火箭，所述水火箭包括储水舱段、高压介质储存释放舱段、一二级分离舱段、飞控系统舱段以及充气机翼舱段；高压介质储存释放舱段的一端与储水舱段的一端固定连接；一二级分离舱段的一端与高压介质储存释放舱段的另一端连接；飞控系统舱段的一端与一二级分离舱段的另一端固定连接；充气机翼舱段的一端与飞控系统舱段的另一端固定连接；充气机翼舱段上设有充气机翼装置，充气机翼装置在水火箭回收过程中能够进行充气形成充气机翼，并将充气机翼向充气机翼舱段外侧展开。

3、进一步地，充气机翼舱段内设有机翼存放室，机翼存放室内设有第一槽位，折叠机翼包设置于第一槽位内；充气机翼舱段内设有第二槽位，第二槽位内设有气体发生装置；充气机翼舱段内还设有气体发生装置阀门和充气机翼阀门，气体发生装置阀门的一端与气体发生装置连通，气体发生装置阀门的另一端通过软管与充气机翼阀门的一端连通，充气机翼阀门的另一端与折叠机翼包的充气口连通；气体发生装置通过化学反应产生气体，并依次经过气体发生装置阀门、充气机翼阀门以及充气口，从而对折叠机翼包进行充气，进而形成充气机翼。

4、进一步地，气体发生装置内设有电热丝、气体发生剂以及第一电线走位孔，充气机翼舱段内设有第二电线走位孔；电热丝的导线通过第一电线走位孔和第二电线走位孔，然后与飞控系统舱段内的飞控装置电连接；当电热丝通过导线接收飞控装置的指令后，使气体发生剂发生化学反应产生气体，并通向气体发生装置阀门。

5、进一步地，充气口与折叠机翼包的外皮缝合固定连接，并与充气机翼阀门通过连接孔连接；折叠机翼包的材料为pa66。

6、进一步地，水火箭还包括降落伞舱段；降落伞舱段的一端与充气机翼舱段的另一端固定连接；降落伞舱段的舱头锥内设有降落伞和爆破装置；爆破装置在接收到控制信号时，能够炸开舱头锥，从而使降落伞打开。

7、进一步地，舱头锥设置于降落伞舱段的另一端；舱头锥包括多片降落伞舱盖，多片降落伞舱盖依次连接形成舱头锥；充气机翼舱段的另一端内设有降落伞绳捆绑点，降落伞的一端固定连接在降落伞绳捆绑点上；充气机翼舱段另一端的周向上设有卡槽，降落伞舱盖的底部一端向下设有插片，降落伞舱盖的底部一端向内设有挡板；降落伞舱盖通过插片卡接在卡槽内，挡板将舱头锥的内部空间分为上方和下方；降落伞设置于舱头锥内部空间的上方，爆破装置设置于舱头锥内部空间的下方。

8、进一步地，爆破装置包括硝化棉、电子点火器以及电池；电池通过控制电路与电子点火器电连接；控制电路通过控制电池与电子点火器导通，并点燃硝化棉，从而炸开舱头锥的降落伞舱盖。

9、进一步地，一二级分离舱段包括电磁锁固定座、电磁锁、分离舱段外壳、距离调整圈以及一级连接件；电磁锁固定座上设有电磁锁固定孔；电磁锁固定设置于一级连接件的一端，并位于分离舱段外壳内；电磁锁上设有锁扣；电磁锁固定座与飞控系统舱段的一端固定连接；一级连接件的另一端与高压介质储存释放舱段的另一端固定连接；电磁锁通过锁扣与电磁锁固定孔连接；电磁锁在接收到飞控系统舱段内的飞控装置的信号时，电磁锁通过释放锁扣与电磁锁固定孔分离，从而使一级连接件与电磁锁固定座分离。

10、进一步地，电磁锁固定座上设有弹簧柱，弹簧柱上套设有弹簧，一级连接件的一端还设有弹簧套筒，弹簧柱的一端固定连接于电磁锁固定座上，弹簧柱的另一端和弹簧向弹簧套筒内延伸；当一级连接件通过电磁锁与电磁锁固定座连接在一起时，弹簧压缩在弹簧套筒内；当一级连接件与电磁锁固定座分离时，弹簧柱受弹簧的作用力推出弹簧套筒，从而使一级连接件与电磁锁固定座完全分离。

11、进一步地，储水舱段的另一端设有喷嘴，储水舱段的外侧壁上沿其周向设有一级固定翼；储水舱段的下端通过通孔与喷嘴连接，当高压介质储存释放舱段接收到控制信号后，释放高压气体；高压气体进入储水舱段中，从而将储水舱段中的工质通过喷口挤出。

12、本发明提供的自充气机翼水火箭，通过设计充气形成充气机翼，使得水火箭在水平回收过程中能够通过飞控系统精确控制落点位置，拓展水火箭的适用范围，能够提高水火箭水平回收系统的稳定性。

技术特征：

1.一种自充气机翼水火箭，其特征在于，所述水火箭包括储水舱段(1)、高压介质储存释放舱段(2)、一二级分离舱段(3)、飞控系统舱段(4)以及充气机翼舱段(5)；所述高压介质储存释放舱段(2)的一端与所述储水舱段(1)的一端固定连接；所述一二级分离舱段(3)的一端与所述高压介质储存释放舱段(2)的另一端连接；所述飞控系统舱段(4)的一端与所述一二级分离舱段(3)的另一端固定连接；所述充气机翼舱段(5)的一端与所述飞控系统舱段(4)的另一端固定连接；所述充气机翼舱段(5)上设有充气机翼装置，所述充气机翼装置在所述水火箭回收过程中能够进行充气形成充气机翼(51)，并将所述充气机翼(51)向所述充气机翼舱段(5)外侧展开。

2.根据权利要求1所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述充气机翼舱段(5)内设有机翼存放室(56)，所述机翼存放室(56)内设有第一槽位(513)，折叠机翼包(59)设置于所述第一槽位(513)内；所述充气机翼舱段(5)内设有第二槽位(514)，所述第二槽位(514)内设有气体发生装置(53)；所述充气机翼舱段(5)内还设有气体发生装置阀门(512)和充气机翼阀门(510)，所述气体发生装置阀门(512)的一端与所述气体发生装置(53)连通，所述气体发生装置阀门(512)的另一端通过软管与所述充气机翼阀门(510)的一端连通，所述充气机翼阀门(510)的另一端与所述折叠机翼包(59)的充气口(516)连通；所述气体发生装置(53)通过化学反应产生气体，并依次经过所述气体发生装置阀门(512)、所述充气机翼阀门(510)以及所述充气口(516)，从而对所述折叠机翼包(59)进行充气，进而形成所述充气机翼(51)。

3.根据权利要求2所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述气体发生装置(53)内设有电热丝(52)、气体发生剂(54)以及第一电线走位孔(521)，所述充气机翼舱段(5)内设有第二电线走位孔(522)；所述电热丝(52)的导线通过所述第一电线走位孔(521)和所述第二电线走位孔(522)，然后与所述飞控系统舱段(4)内的飞控装置电连接；当所述电热丝(52)通过所述导线接收所述飞控装置的指令后，使所述气体发生剂(54)发生化学反应产生气体，并通向所述气体发生装置阀门(512)。

4.根据权利要求2所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述充气口(516)与所述折叠机翼包(59)的外皮缝合固定连接，并与所述充气机翼阀门(510)通过连接孔(519)连接；所述折叠机翼包(59)的材料为pa66。

5.根据权利要求1所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述水火箭还包括降落伞舱段(6)；所述降落伞舱段(6)的一端与所述充气机翼舱段(5)的另一端固定连接；所述降落伞舱段(6)的舱头锥(61)内设有降落伞和爆破装置；所述爆破装置在接收到控制信号时，能够炸开所述舱头锥(61)，从而使所述降落伞打开。

6.根据权利要求5所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述舱头锥(61)设置于所述降落伞舱段(6)的另一端；所述舱头锥(61)包括多片降落伞舱盖(62)，所述多片降落伞舱盖(62)依次连接形成所述舱头锥(61)；所述充气机翼舱段(5)的另一端内设有降落伞绳捆绑点(504)，所述降落伞的一端固定连接在所述降落伞绳捆绑点(504)上；所述充气机翼舱段(5)另一端的周向上设有卡槽(501)，所述降落伞舱盖(62)的底部一端向下设有插片(63)，所述降落伞舱盖(62)的底部一端向内设有挡板(64)；所述降落伞舱盖(62)通过所述插片(63)卡接在所述卡槽(501)内，所述挡板(64)将所述舱头锥(61)的内部空间分为上方和下方；所述降落伞设置于所述舱头锥(61)内部空间的上方，所述爆破装置设置于所述舱头锥(61)内部空间的下方。

7.根据权利要求5所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述爆破装置包括硝化棉、电子点火器以及电池；所述电池通过控制电路与所述电子点火器电连接；所述控制电路通过控制所述电池与所述电子点火器导通，并点燃所述硝化棉，从而炸开所述舱头锥(61)的降落伞舱盖(62)。

8.根据权利要求1所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述一二级分离舱段(3)包括电磁锁固定座(31)、电磁锁(32)、分离舱段外壳(33)、距离调整圈(34)以及一级连接件(35)；所述电磁锁固定座(31)上设有电磁锁固定孔(312)；所述电磁锁(32)固定设置于所述一级连接件(35)的一端，并位于所述分离舱段外壳(33)内；所述电磁锁(32)上设有锁扣(314)；所述电磁锁固定座(31)与所述飞控系统舱段(4)的一端固定连接；所述一级连接件(35)的另一端与所述高压介质储存释放舱段(2)的另一端固定连接；所述电磁锁(32)通过所述锁扣(314)与所述电磁锁固定孔(312)连接；所述电磁锁(32)在接收到所述飞控系统舱段(4)内的飞控装置的信号时，所述电磁锁(32)通过释放所述锁扣(314)与所述电磁锁固定孔(312)分离，从而使所述一级连接件(35)与所述电磁锁固定座(31)分离。

9.根据权利要求8所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述电磁锁固定座(31)上设有弹簧柱(313)，所述弹簧柱(313)上套设有弹簧，所述一级连接件(35)的一端还设有弹簧套筒(315)，所述弹簧柱(313)的一端固定连接于所述电磁锁固定座(31)上，所述弹簧柱(313)的另一端和所述弹簧向所述弹簧套筒(315)内延伸；当所述一级连接件(35)通过所述电磁锁(32)与所述电磁锁固定座(31)连接在一起时，所述弹簧压缩在所述弹簧套筒(315)内；当所述一级连接件(35)与所述电磁锁固定座(31)分离时，所述弹簧柱(313)受所述弹簧的作用力推出所述弹簧套筒(315)，从而使所述一级连接件(35)与所述电磁锁固定座(31)完全分离。

10.根据权利要求1所述的自充气机翼水火箭，其特征在于，所述储水舱段(1)的另一端设有喷嘴(8)，所述储水舱段(1)的外侧壁上沿其周向设有一级固定翼(7)；所述储水舱段(1)的下端通过通孔与所述喷嘴(8)连接，当所述高压介质储存释放舱段(2)接收到控制信号后，释放高压气体；所述高压气体进入所述储水舱段(1)中，从而将所述储水舱段(1)中的工质通过所述喷口(8)挤出。

技术总结本发明提供一种自充气机翼水火箭，所述水火箭包括储水舱段、高压介质储存释放舱段、一二级分离舱段、飞控系统舱段以及充气机翼舱段；高压介质储存释放舱段的一端与储水舱段的一端固定连接；一二级分离舱段的一端与高压介质储存释放舱段的另一端连接；飞控系统舱段的一端与一二级分离舱段的另一端固定连接；充气机翼舱段的一端与飞控系统舱段的另一端固定连接；充气机翼舱段上设有充气机翼装置，充气机翼装置在水火箭回收过程中能够进行充气形成充气机翼，并将充气机翼向充气机翼舱段外侧展开；本发明提供的方案，通过设计充气形成充气机翼，且通过飞控系统精确控制落点位置，拓展水火箭的适用范围，能够提高水火箭水平回收系统的稳定性。技术研发人员：张博伦,王涛,吴振宇,熊润丰,秦睿聪,丁硕,高经纬,武泽平受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18