本发明是一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法，具体来讲是一种利用燃气舵偏转产生气动侧向力实现塞式喷管发动机推力矢量控制的气动布局方案，应用于固体塞式喷管发动机领域。
背景技术：
1、塞式喷管是一种具有高度补偿特性的喷管，随着飞行器的上升，燃气的膨胀状态可以根据环境大气进行自动调节，从而使燃气在整个飞行高度范围内处于完全或接近完全膨胀的状态。由于其具有高度补偿特性及结构布置灵活等优势，塞式喷管在下一代单级入轨可重复使用运载器以及现有的火箭发动机上都具有广泛应用前景，能够大幅度提升运载火箭的性能。
2、由于塞式喷管发动机在工作时存在气动外边界，因此推力矢量结构扰流的主要区域是塞锥表面外部燃气，这与传统钟形喷管存在较大差异，导致常规的推力矢量气动布局方案难以适用与塞式喷管发动机。现有的推力矢量控制方法主要通过差分流量调节和二次射流等技术实现。其中，差分流量调节更适用于液体发动机的推力矢量控制，二次射流是早期的推力矢量控制方案，但是这会对塞锥表面的热防护和密封结构提出很高要求，同时也增加了塞锥内部结构的复杂程度。利用燃气舵控制实现推力矢量具有机械结构简单、响应快、可靠性高、扰流作用明显等优势，对塞锥表面的热防护和密封要求也会大大降低。
3、考虑到固体塞式喷管发动机推力矢量特殊的应用环境，以及塞式喷管发动机对轻量化的需求。该发明将燃气舵周向布置在相邻两喷管夹角中线处，该气动布置方案既能够减小相邻喷管之间燃气的干扰，又能够利用燃气舵的偏转，对气动塞锥表面的燃气产生扰流作用，使固体塞式喷管发动机产生侧向力，起到了一舵两用的作用，进而达到对固体塞式喷管发动机推力矢量控制的目标。
技术实现思路
1、本发明目的是提供一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法，为发动机提供较大侧向力，达到推力矢量控制的目的，实现发动机的推力矢量性能和可靠性。
2、本发明实现其发明目的所采用的技术方案是：
3、包括法兰盘、内喷管、塞锥、燃气舵，内喷管和塞锥组成塞式喷管发动机，内喷管嵌套在法兰盘孔内，内喷管型面和塞锥型面共同组成了塞式喷管的气动型面；塞锥整体为截短型塞锥，内喷管出口下沿至截短型塞锥出口端面的长度为原塞锥全长的50％；内喷管嵌套在法兰盘孔内；法兰盘和塞锥采用增材制造技术一体化成型，塞锥内部为空腔；燃气舵的舵根尽可能靠近塞锥表面，既能够减小舵轴带来的气动损耗，也可以对塞锥表面燃气进行充分扰流。
4、所述的燃气舵沿塞锥周向等角度布置，组成燃气舵阵列；燃气舵的周向布置位置为相邻两内喷管夹角中线处，当燃气舵未偏转时，塞式喷管发动机正常工作，没有侧向力产生，燃气从内喷管喷出，舵面对来流存在约束，燃气经过撞击舵面后，继续沿着内喷管出口方向流动，有效削弱了相邻内喷管之间燃气流动的干扰，实现一舵两用的功能；由于燃气主要集中在塞锥尾部，因此燃气舵轴向位置采用较为靠后的布置方法，约为塞锥长度的50～70％，能够使燃气舵对来流的扰动作用更加明显；燃气舵偏转会对塞锥表面的外部燃气产生扰动作用，可使塞式喷管发动机产生一定侧向力，实现对发动机推力矢量的控制，有效避免二次射流等推力矢量控制方案带来的结构不稳定与燃气泄露问题。
5、所述的燃气舵选用对称六棱形翼型，两侧的翼尖能够对燃气进行分流，减小了燃气舵面的气动损耗；燃气舵弦展比为1.4，梢根比为0.4；每个燃气舵可单独控制偏转，也可根据塞式喷管发动机的工作需要单独偏转或协同偏转；燃气舵阵列的布置方式可应用于4、6、12舵面阵列，对应相邻两舵面夹角分别为90°、60°、30°；对于4舵面阵列，位于同方向一对的燃气舵同向偏转，可实现塞式喷管发动机的俯仰、偏航，位于同方向的一对燃气舵反向偏转，可实现塞式喷管发动机的滚转；对于6舵面阵列，位于同方向两对的燃气舵同向偏转，可实现塞式喷管发动机的俯仰、偏航，位于同方向的两对燃气舵反向偏转，可实现塞式喷管发动机的滚转；对于12舵面阵列，位于同方向三对的燃气舵同向偏转，可实现塞式喷管发动机的俯仰、偏航，位于同方向的三对燃气舵反向偏转，可实现塞式喷管发动机的滚转；对于燃气舵阵列靠后的布置方案，留给燃气舵面的空间更为充裕，燃气舵面可通过等比例放大的方式，使燃气舵与来流的接触面积增大，在满足推力矢量性能的同时，能够减少舵面数量及塞式喷管发动机复杂程度。
6、与现有技术相比，本发明的优点在于：
7、本发明提供了一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法，该燃气舵推力矢量控制方案可应用于固体塞式喷管发动机，通过使用燃气舵偏转，对气动塞锥表面的燃气产生扰流作用；燃气舵周向布置在相邻喷管夹角中线处，在燃气舵未偏转时，可以起到壁面的作用，能够减小相邻喷管燃气之间的干扰，实现一舵两用的功能；燃气舵轴向位置采用较为靠后的布置方法，能够使燃气舵对来流进行充分的扰动；该舵面阵列布置方案能够为发动机提供较大侧向力，来达到对固体塞式喷管发动机推力矢量控制的目标；利用燃气舵控制实现推力矢量将更加容易，其具有机械结构简单、响应快、可靠性高、扰流作用明显等优势，对塞锥表面的热防护和密封要求也会大大降低。
1.本发明针对固体塞式喷管发动机推力矢量的工作需求，提出了一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法。其特征在于：
2.根据权利要求1提出的一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法。其特征在于：
3.根据权利要求1提出的一种燃气舵控制固体塞式喷管发动机推力矢量方法。其特征在于：
