軸、軌控驅(qū)動器7的旋轉(zhuǎn)軸固定連接。
[0044]軌控滾動軸承10置于傳動齒輪組9靠近軌控發(fā)動機4的一側(cè)，便于軌控發(fā)動機4旋轉(zhuǎn)，其內(nèi)環(huán)與軌控發(fā)動機4的軸過盈配合，外環(huán)與軌控發(fā)動機支架8固連，軌控發(fā)動機支架8通過螺栓等連接件固定在飛行器外殼體I上(螺栓等連接件并未在圖中示出)。
[0045]軌控驅(qū)動器7位于軌控滾動軸承10旁邊，軌控驅(qū)動器7外殼與軌控伺服固定架6固定連接；軌控伺服固定架6通過螺栓等連接件固定在飛行器外殼體I上(螺栓等連接件并未在圖中示出)。
[0046]兩軌控發(fā)動機4相對放置，可獨立旋轉(zhuǎn)，因此只需對兩發(fā)動機在軸向進行約束，在兩端由各自的軌控滾動軸承10和軌控發(fā)動機4的軸肩提供軸向定位和支反力。兩發(fā)動機之間放置一個軌控連接滾動軸承11，使兩者的旋轉(zhuǎn)不相互干擾，軸承的內(nèi)環(huán)與外環(huán)分別與兩發(fā)動機軸過渡配合。
[0047]軌控動力系統(tǒng)2作用是為飛行器提供橫向機動的動力，因此軌控發(fā)動機4的噴管16應(yīng)處于飛行器的質(zhì)心平面上，兩發(fā)動機上下相對放置，軸線與飛行器軸線重合。軌控發(fā)動機結(jié)構(gòu)與常規(guī)固體發(fā)動機相似，軌控藥柱14為端面燃燒，產(chǎn)生的高溫燃氣經(jīng)過90度的彎曲管道15，通過軌控噴管16排出。工作時，每一個軌控發(fā)動機4整體旋轉(zhuǎn)，由于其轉(zhuǎn)動慣量較大，軌控伺服驅(qū)動器7通過傳動齒輪組9傳動，帶動軌控發(fā)動機4旋轉(zhuǎn)。
[0048]姿控動力系統(tǒng)3如圖4和圖5所示，包含四個姿控發(fā)動機5。
[0049]姿控動力系統(tǒng)的作用是為飛行器提供俯仰、偏航和滾轉(zhuǎn)的力矩，因此姿控發(fā)動機5偏心布置于飛行器的首端或末端，旋轉(zhuǎn)軸與飛行器軸線平行但不重合。4個姿控發(fā)動機5呈圓周分布。
[0050]姿控發(fā)動機結(jié)構(gòu)與軌控發(fā)動機結(jié)構(gòu)相同，僅有尺寸大小的不同，在此不做重復(fù)說明；
[0051]姿控驅(qū)動器17外殼與姿控伺服固定架18固定連接，姿控伺服固定架18可通過螺栓等連接件固定在飛行器外殼體I上。姿控發(fā)動機5的軸與姿控驅(qū)動器17的旋轉(zhuǎn)軸可通過聯(lián)軸器固定連接。使用姿控上滾動軸承19和姿控下滾動軸承21，以便于姿控發(fā)動機5旋轉(zhuǎn)。兩軸承分別置于姿控發(fā)動機5的上下端，內(nèi)環(huán)與姿控發(fā)動機5的軸過盈配合，外環(huán)分別與姿控發(fā)動機上支架20、姿控發(fā)動機下支架22固連。姿控發(fā)動機上支架20、姿控發(fā)動機下支架22可通過螺栓等連接件固定在飛行器外殼體I上。
[0052]工作時，每一個姿控發(fā)動機5整體旋轉(zhuǎn)，其轉(zhuǎn)動慣量較小，姿控伺服驅(qū)動器17可直接帶動姿控發(fā)動機5旋轉(zhuǎn)。
[0053]在此基礎(chǔ)上，可以根據(jù)實際需要，對發(fā)動機的數(shù)目進行調(diào)整，如圖6所示，包括三個軌控發(fā)動機。為同時滿足軌控發(fā)動機軸線與飛行器軸重合以及噴管在同一平面的要求，軌控發(fā)動機23為環(huán)形的，同心放置于軌控發(fā)動機24外側(cè)。軌控發(fā)動機24和軌控發(fā)動機25與前述軌控發(fā)動機4結(jié)構(gòu)相同，不做更多描述。為實現(xiàn)軌控發(fā)動機23和軌控發(fā)動機24的獨立旋轉(zhuǎn)控制，軌控發(fā)動機23兩端的旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計為空心結(jié)構(gòu)，軌控發(fā)動機24的旋轉(zhuǎn)軸從中穿過，兩發(fā)動機旋轉(zhuǎn)軸同心轉(zhuǎn)動而不相接觸。此時，軌控發(fā)動機23的外殼直徑較大，相應(yīng)的飛行器殼體的外徑較大，軌控發(fā)動機25存在較大空間，因此，可以將四個姿控發(fā)動機26布置在軌控發(fā)動機25的周圍，以使結(jié)構(gòu)緊湊。
[0054]本發(fā)明的軌控動力系統(tǒng)包含多個(兩個及以上)軌控發(fā)動機，上下放置。每個軌控發(fā)動機的結(jié)構(gòu)基本相同，主要由軌控推力器、軌控伺服系統(tǒng)、滾動軸承和固定連接件組成。軌控推力器的結(jié)構(gòu)形式與一般固體發(fā)動機相同，藥柱軸線與飛行器軸線重合，藥柱燃燒產(chǎn)生的高溫燃氣經(jīng)一個彎曲90度的管道，通過噴管噴出，產(chǎn)生橫向的推力。軌控發(fā)動機前后各放置有一滾動軸承，以便于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)。軸承外圈通過支架固定在飛行器外殼體上。軌控驅(qū)動器通過支架固定在飛行器外殼體上，通過傳動齒輪組帶動軌控推力器整體旋轉(zhuǎn)。
[0055]本發(fā)明的姿控動力系統(tǒng):包含四個姿控發(fā)動機，偏心放置，圓周分布。姿控發(fā)動機的結(jié)構(gòu)與軌控發(fā)動機基本相同。所不同的是，姿控驅(qū)動器的軸直接連在姿控發(fā)動機上，帶動姿控推力器整體旋轉(zhuǎn)。
【主權(quán)項】
1.一種轉(zhuǎn)動控制固體姿軌控發(fā)動機，包括飛行器外殼體、軌控動力系統(tǒng)和姿控動力系統(tǒng)； 軌控動力系統(tǒng)包括兩個及以上軌控發(fā)動機； 軌控發(fā)動機包括軌控發(fā)動機殼體、軌控發(fā)動機絕熱層、軌控發(fā)動機藥柱、軌控燃氣90度管道、軌控發(fā)動機噴管；軌控發(fā)動機殼體與軌控發(fā)動機絕熱層之間、軌控發(fā)動機絕熱層與軌控發(fā)動機藥柱之間兩兩粘合；軌控燃氣90度管道一端與軌控發(fā)動機殼體的偏心燃氣通道連接，另一端連接軌控發(fā)動機噴管，軌控發(fā)動機噴管位于發(fā)動機的質(zhì)心平面； 每個軌控發(fā)動機固定連接一個軌控伺服驅(qū)動器，軌控伺服驅(qū)動器通過軌控伺服固定架固定連接飛行器外殼體； 第一個和最后一個軌控發(fā)動機的輸出軸分別配合一個軌控滾動軸承內(nèi)環(huán)，軌控滾動軸承的外環(huán)與軌控發(fā)動機支架固定連接，軌控發(fā)動機支架固定連接飛行器外殼體； 軌控發(fā)動機相對放置，兩個軌控發(fā)動機之間設(shè)有軌控連接滾動軸承，滾動軸承的內(nèi)環(huán)與外環(huán)分別與兩發(fā)動機軸過渡配合； 姿控動力系統(tǒng)包含三個及以上姿控發(fā)動機，姿控發(fā)動機偏心布置于發(fā)動機首端或末端，呈圓周分布，旋轉(zhuǎn)軸與發(fā)動機軸線平行但不重合； 姿控發(fā)動機與姿控伺服驅(qū)動器通過聯(lián)軸器連接，姿控伺服驅(qū)動器通過姿控伺服固定架固定連接飛行器外殼體； 姿控發(fā)動機的上輸出軸配合姿控上滾動軸承內(nèi)環(huán)，姿控上滾動軸承的外環(huán)與姿控發(fā)動機上支架固定連接，軌控發(fā)動機支架固定連接飛行器外殼體； 姿控發(fā)動機的下輸出軸配合姿控下滾動軸承內(nèi)環(huán)，姿控下滾動軸承的外環(huán)與姿控發(fā)動機下支架固定連接，姿控發(fā)動機下支架固定連接飛行器外殼體。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)動控制固體姿軌控發(fā)動機，包括飛行器外殼體、軌控動力系統(tǒng)和姿控動力系統(tǒng)；軌控發(fā)動機包括軌控發(fā)動機殼體、軌控發(fā)動機絕熱層、軌控發(fā)動機藥柱、軌控燃氣90度管道、軌控發(fā)動機噴管；軌控發(fā)動機殼體與軌控發(fā)動機絕熱層之間、軌控發(fā)動機絕熱層與軌控發(fā)動機藥柱之間兩兩粘合；軌控燃氣90度管道一端與軌控發(fā)動機殼體的偏心燃氣通道連接，另一端連接軌控發(fā)動機噴管，軌控發(fā)動機噴管位于發(fā)動機的質(zhì)心平面；軌控動力系統(tǒng)包括兩個及以上軌控發(fā)動機；姿控動力系統(tǒng)包含三個及以上姿控發(fā)動機，姿控發(fā)動機的上輸出軸配合姿控上滾動軸承內(nèi)環(huán)，姿控上滾動軸承的外環(huán)與姿控發(fā)動機上支架固定連接，軌控發(fā)動機支架固定連接飛行器外殼體；本發(fā)明技術(shù)難度低、可行性高、結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、形式靈活。
【IPC分類】F02K9-80
【公開號】CN104747320
【申請?zhí)枴緾N201510046713
【發(fā)明人】任軍學(xué), 常桁, 劉宇, 王一白
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月29日