流体推力矢量技术_宋亚飞

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1、推进技术殤檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻殤檻檻檻檻流体推力矢量技术檻檻殤檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻檻殤宋亚飞高峰何至林摘要推力矢量技术是提升导弹性能的关键技术。可以实现减重增效，降低成本，是较理想的高效推流体推力矢量技术作为一项全新的推力矢量技术，具有传力矢量技术，具有很大的发展潜力。统机械调节式矢量喷管无法比拟的优点。简要介绍了推力矢量技术的原理和应用情况，着重论述了流体推力矢量技1推力矢量控制技术术原理、实现方式以及研究现状。推力矢量控制(ThrustVectorControl，TVC)是关键词推力矢量流体推力

2、矢量二次流通过控制发动机尾喷流方向来控制导弹机动飞行，研究现状可以补充或取代常规飞行控制面产生的气动力来对飞行进行控制。其基本原理是:当发动机的尾喷流引言偏转时，其推力可分解为三个方向的分力—轴向现代空袭武器性能的不断提升和空天一体的趋力、侧向力和法向力，法向力和侧向力相对于导弹势都对防空导弹的性能提出了越来越高的要求。为质心分别产生偏航力矩和俯仰力矩，由于喷管离导了在未来空天战场中取得优势，必须在新型防空导弹质心的距离较大，一个很小的推力偏转角就可以弹的设计中采用相应的高新技术以提升其性能。推产生足够大的力矩，从而实现对导弹的有效控制。力矢量控制技术作为导弹动力的核心和关键技术之根

3、据实现方法，推力矢量装置大致可分两类:机械一，可以弥补空气动力控制在低速和高空状态下控调节式推力矢量控制和流体推力矢量控制。制性能低的缺点，提升导弹机动性和生存能力，从目前已得到成功使用的推力矢量技术主要是机而有效提升防空导弹的作战效能。械调节式的。机械调节式推力矢量喷管是通过喷管目前，推力矢量控制技术已发展成为一项专门的调节片或折流板转向来使喷管尾流发生偏转产生技术，推力矢量控制系统种类繁多。使用较多的是推力矢量，分为可动喷管和固定喷管两种矢量控制机械式推力矢量喷管，机械式推力矢量控制大都采系统。可动喷管推力矢量控制系统主要应用于运载用液压或机械作动部件。这些复杂的作动部件和结火箭

4、和弹道式导弹上，它包括单独摆动喷管、柔性构增加了系统复杂性，使发动机质量增加成本提喷管、轴承喷管、液浮喷管及转动喷管等类型，美高，系统可靠性下降。国的民兵-1导弹的1、2、3级采用的就是铰链接头固体发动机应用范围的不断扩大和军事需求的摆动喷管，海神导弹的1、2级采用的是柔性喷管。不断增加都对推力矢量控制系统提出了越来越苛刻固定喷管推力矢量控制系统是指发动机喷管固定不的要求。在提高发动机性能且增加功能的同时，保动，而在喷管扩张段或扩张段出口处安装能使燃气持其较低质量和造价并提高可靠性，将是推力矢量射流偏转的装置，达到推力矢量控制的目的，其装控制技术未来的发展方向之一。流体推力矢量技术置

5、包括燃气舵、偏流环、扰流片、摆帽、斜切圆筒本文2010-07-13收到，作者分别系空军工程大学硕士、副教授、硕士飞航导弹2010年第11期·71·推进技术等。20世纪40年代德国就在V-2火箭的喷口处安喉道偏移法(ThroatSkewing，TS)、逆流矢量控制装可控折流片，实现推力可控。燃气舵是目前防空(Counter-flow)和同向流矢量控制(Co-flow)。导弹上最常用的推力矢量控制装置，如美国的海麻1)激波矢量控制雀、俄罗斯的С-300系列导弹均采用了该装置。激波矢量控制是通过在喷管扩张段一侧引入二实践证明，机械调节式推力矢量喷管可以大大次射流，当主流流过该处时产生斜激波

6、，从而使主提高导弹的控制效率，但这种方式通过喷管、喷管流方向改变得到需要的矢量角(如图2所示)。法向调节片或折流板转向控制产生推力矢量，使发动机力的主要部分是射流边界层上游分离区的高压所产质量增加成本提高。复杂的作动部件和结构增加了生的侧向力。该方法能够获得较大的矢量角，对典系统复杂性，高温环境下运动部件增加，冷却要求型的激波矢量控制方法，推力矢量效率可以达到每提高，系统可靠性下降。摆动喷管(含伺服机构)需引射1%的二次流流量就可以产生3．3°的矢量角;要较大的安装空间，结构简单、技术相对成熟的阻推力系数的范围为0．86～0．94。激波矢量控制的主流致偏类(燃气舵、燃气浆、扰流片、偏

7、流环)推力要缺点是推力损失较大，由于它的矢量角是通过在矢量控制系统，推力损失较大且有常值损失，舵面喷管超声速段形成激波使主流偏移而产生，因此，烧蚀问题突出。显然，机械调节式推力矢量喷管已必然存在比较大的激波损失。此外，为了获得大的不能满足现代空天战场对防空导弹超紧凑、高生存矢量角，喷管的扩张角度必须也要相应增大，这样力的设计要求，这就促进了流体矢量技术的发展。在非矢量状态下喷管气流又会出现较大的过膨胀损失。图1海麻雀防空导弹燃气舵结构示意图2流体推力矢量技