空中可调喷射角度涡喷制雾系统
阅读说明：本技术 空中可调喷射角度涡喷制雾系统 (Aerial adjustable spray angle vortex spraying system ) 是由 蔡元虎 魏佳加 杨小航 于 2021-11-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种空中可调喷射角度涡喷制雾系统,包括飞行平台、连接在飞行平台上的起落架以及微型涡喷发动机；所述的微型涡喷发动机通过发动机支撑架安装在支撑平台的下方,还包括用于接收无线控制信号的无线控制装置,无线控制装置控制发动机燃油泵配合微型涡喷发动机的启停供油,控制制雾剂泵将制雾剂由制雾剂喷管喷出,制雾剂在所述尾喷管喷口处的高温高压气体加热下形成雾气,发动机转动装置使微型涡喷发动机在水平状态下起动,而在喷雾作业时,将所述尾喷管喷口方向朝向地面转动,从而使雾气由尾喷管喷口垂直喷向地面。本发明是一种速率高、发烟量大,能够满足新型制雾剂高温雾化需求的空中制雾装置。(The invention relates to an aerial adjustable jet angle turbojet mist making system, which comprises a flight platform, an undercarriage connected to the flight platform and a miniature turbojet engine, wherein the undercarriage is connected with the upper part of the flight platform; the miniature turbojet engine pass through the engine supporting frame and install in supporting platform's below, still including the wireless control device who is used for receiving wireless control signal, the wireless control device control engine fuel pump cooperation miniature turbojet engine open the fuel feeding that stops, control system fog pump will make the fog agent by system fog agent spray tube blowout, the system fog agent is in form fog under the high temperature high-pressure gas heating of tail spray tube spout department, engine rotating device makes miniature turbojet engine start under the horizontality, and when the spraying operation, will tail spray tube spout direction rotates towards ground to make fog by the perpendicular injection of tail spray tube spout to ground. The aerial fog-making device has high speed and large smoke quantity, and can meet the high-temperature atomization requirement of the novel fog-making agent.)
技术领域
本发明涉及一种军事用制雾设备，尤其涉及一种空中微型涡喷发动机制雾系统。
背景技术
现代战场空间广阔、透明度增大、攻防转换迅速、机动作战要求高，战场隐蔽更加困难，制雾系统以其独特的遮蔽、干扰、迷盲和伪装作用，其作为一种军事遮掩伪装武器，在降低敌方的目视及光学仪器观测能力，同时还可以防止光辐射，是现代战场中的有效屏障，受到各国军队的普遍重视，在实际战场中，烟雾不仅广泛应用于支援战术攻防战斗，而且还是各种光电侦察器材和精确制导武器的克星。
目前国产的制雾系统主要是地面制雾系统，大多是通过将液体的烟雾剂加热然后用鼓风机排除烟雾，但由于其中的加热丝与制雾剂之间的接触面积有限，导致发烟速率较慢，发烟效率较低，而且由于加热能力有限，不能或难以加热到800摄氏度甚至更高温度，以满足不同制雾剂的雾化需求，特别需要更高雾化温度的新型多功能制雾剂，使制雾系统对制雾剂的适应性较差，严重影响了烟雾的大面积有效生成。
相对地面制雾系统，空中制雾系统可以更加快速，能够准确完成重要军事目标的有效隐蔽，提高战场生存能力，且空中制雾系统特别适用于山区、丛林等机动车辆无法到达或难以快速到达的区域，更能准确判断制雾范围和方位，但现有技术中并没有空中制雾的成熟技术，使得空中烟雾生成速率低、发烟量小、制雾剂适用性差，不能满足新型制雾剂高温雾化需求，加之地面制雾系统相比于空中制雾，机动性、灵活性差，难以满足复杂地形快速制雾需求。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足提供一种在空中烟雾生成速率高，发烟量大，且在制雾过程中调节喷射角度，改变生成烟雾方向，以满足不同制雾需求的空中可调喷射角度涡喷制雾系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种空中可调喷射角度涡喷制雾系统，包括飞行平台、连接在飞行平台上的起落架以及微型涡喷发动机，所述的飞行平台包括支撑平台和用于带动支撑平台飞行的飞行器；所述的微型涡喷发动机通过发动机支撑架安装在支撑平台的下方；所述的空中飞行平台，可以根据空中制雾系统的整体重量、制雾作业时间等进行合理选型，可为旋翼也可为固定翼或直升机；微型涡喷发动机可根据制雾需求选取不同推力级别的现有微型涡喷发动机，
在所述的支撑平台上设置有制雾剂箱、制雾剂泵和用于为微型涡喷发动机供油的燃油油箱，燃油油箱通过发动机燃油泵和连接管路与所述的微型涡喷发动机相连通；在所述微型涡喷发动机尾喷管的喷口出口设有制雾剂喷管，制雾剂喷管通过制雾管路和制雾剂泵与所述的制雾剂箱相连通；在所述的发动机支撑架上设有带动微型涡喷发动机俯仰转动的发动机转动装置；
还包括在所述的发动机支撑架上设有的无线控制装置，无线控制装置分别与所述的微型涡喷发动机、发动机燃油泵、制雾剂泵以及发动机转动装置电连接；所述的无线控制装置用于接收无线控制信号，并控制发动机燃油泵配合微型涡喷发动机的启停供油，控制制雾剂泵将制雾剂由制雾剂喷管喷出，从而使制雾剂在所述尾喷管喷口处的高温高压气体加热下形成雾气，同时，也控制发动机转动装置使微型涡喷发动机在水平状态下起动，而在喷雾作业时，将所述微型涡喷发动机的尾喷管喷口方向朝向地面转动，直至微型涡喷发动机垂直与地面,从而使雾气由尾喷管喷口垂直喷向地面。
进一步的，所述的发动机转动装置包括伺服舵机、上摇臂和下摇臂，上摇臂和下摇臂的一端为转动端，另一端为摆动端；上摇臂和下摇臂两个摇臂的摆动端通过拉杆相连接；所述伺服舵机的舵柄与所述上摇臂的转动端相连接，而下摇臂的转动端与发动机卡紧旋转装置的旋转端相连接，所述的微型涡喷发动机是通过所述的发动机卡紧旋转装置安装在发动机支撑台架上；所述的伺服舵机用于驱动上摇臂的摆动端摆动，从而通过拉杆带动下摇臂的摆动端摆动，进而下摇臂的转动端通过发动机卡紧旋转装置驱动所述的微型涡喷发动机俯仰转动。
进一步的，所述的发动机卡紧旋转装置包括固定卡紧在所述微型涡喷发动机周向机壳上的卡箍，在所述卡箍上设有一对连接耳，所述连接耳的一端与卡箍固连，连接耳的另一端上设有连接卡套，在连接卡套上设有旋转轴，旋转轴可旋转的穿设在所述的发动机支撑台架上的连接孔中，且所述旋转轴的连接端部与所述的发动机转动装置的下摇臂的转动端相连接。
进一步的，所述的制雾剂喷管为与所述微型涡喷发动机的尾喷管喷口相匹配的圆环形制雾管，在圆环形制雾管上连通设有至少两个制雾剂喷嘴，制雾剂喷嘴的喷出口倾斜指向所述微型涡喷发动机尾喷管喷口的轴线方向。
进一步的，所述的制雾剂喷嘴均匀分布且连通在所述圆环状制雾剂喷管的同一周面的管体上，所述制雾剂喷嘴相对于尾喷管喷口轴线方向的倾斜角度为15～60度。
进一步的，所述的制雾剂喷管焊接固定或安装凸耳固定在所述的微型发动机的喷口处。
进一步的，所述的燃油油箱固定安装在所述支撑平台上表面的安装平台上，所述的制雾剂箱安装在支撑平台的下表面的安装平台上，且所述的燃油油箱和在制雾剂箱同轴设置。
进一步的，所述的起落架为相对应设置的一对U型起落架，U型起落架的开口侧的两个端部均固连在所述的支撑平台上，在U型起落架与地面接触的一端上设有一对弧形支脚，在弧形支脚上安装有防滑套；所述U型起落架的开口端宽度小于与地面接触一端的宽度。根据微型涡喷发动机的长度等进行设计，不同尺寸的微型涡喷发动机需要的起落架高度也不相同，此外起落架还需具有足够的强度，保证无人机的安全起降。
进一步的，在所述的燃油油箱上设有用于添加发动机燃油的开口，在开口一侧的燃油油箱上设有把手。
本发明的有益效果是：本发明是在无人飞行平台之上，安装微型涡喷发动机，并增加支撑台架、旋转俯仰装置和控制系统，在地面起动涡喷发动机，使发动机进入制雾所需的工作状态，然后飞行平台升至一定垂直高度并飞至需要进行掩护的区域，最后制雾剂从环形喷管喷出，与涡喷发动机高温尾流进行掺混、雾化，快速生成大面积烟雾，由于涡喷发动机尾喷口高温高速气流，快速将制雾剂进行雾化及充分混合，具有制雾效率高，发烟量大；
采用旋转俯仰装置，用于水平起动涡喷发动机，防止垂直起动时，发动机高温气流将相近燃油油路和电气线路烧坏，而当需要制雾时，发动机旋转至喷口垂直向下，进行制雾作业，此外旋转俯仰装置还可根据当地气象信息(如风速等)对生成的烟雾进行喷射角度调节，以达到更好的制雾效果；实现微型涡喷发动机水平起动，垂直制雾，这样也避免了发动机尾喷口向下固定起动时，高温高速气流向上折返造成燃油油箱、管路和电气系统等损坏，产生安全事故。
由于本发明采用无人机机动作业，可快速到达目标地点进行制雾，且可根据实际制雾需求，采用多架无人机进行协调作业，形成制雾编队，提高制雾效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明微型涡喷发动机喷口垂直状态结构示意图；
图3是本发明微型涡喷发动机喷口水平状态结构示意图；
图4是本发明发动机卡紧旋转装置的结构示意图。
图中：1.飞行平台；2.微型涡喷发动机；31.制雾剂箱；32.制雾剂泵；33.制雾剂喷管；34.制雾管路箱；35.制雾剂喷嘴；4.起落架；5.燃油油箱；6.发动机支撑架；8.发动机转动装置；81.伺服舵机；82.上摇臂；83.拉杆；84.下摇臂；9.发动机卡紧旋转装置；91.卡箍；92.连接耳；93.连接卡套；94.旋转轴；95.连接孔；10.无线控制装置。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
由于在作战中，空中制雾系统可以更加快速，能够准确完成重要军事目标的有效隐蔽，提高战场生存能力，且空中制雾系统特别适用于山区、丛林等机动车辆无法到达或难以快速到达的区域，更能准确判断制雾范围和方位等诸多的优点，所以，本发明提供了一种空中烟雾生成速率高、发烟量大，能够满足新型制雾剂高温雾化需求的空中制雾装置，具体的实施方式如下：
实施例1：如图1-4所示，一种空中可调喷射角度涡喷制雾系统，包括飞行平台1、连接在飞行平台1上的起落架4以及微型涡喷发动机2，飞行平台1包括支撑平台11和用于带动支撑平台11飞行的飞行器12；微型涡喷发动机2通过发动机支撑架6安装在支撑平台11的下方；起落架4为相对应设置的一对U型起落架，U型起落架的开口侧的两个端部均固连在支撑平台11上，在U型起落架与地面接触的一端上设有一对弧形支脚41，在弧形支脚41上安装有防滑套；U型起落架的开口端宽度小于与地面接触一端的宽度。
在支撑平台11上设置有制雾剂箱31、制雾剂泵32和用于为微型涡喷发动机2供油的燃油油箱5，燃油油箱5固定安装在支撑平台11上表面的安装平台上，制雾剂箱31安装在支撑平台11的下表面的安装平台上，且燃油油箱5和在制雾剂箱31同轴设置；在燃油油箱5上设有用于添加发动机燃油的开口，在开口一侧的燃油油箱5上设有把手；燃油油箱5通过发动机燃油泵和连接管路与微型涡喷发动机2相连通；在微型涡喷发动机2尾喷管的喷口出口设有制雾剂喷管33，制雾剂喷管33通过制雾管路34和制雾剂泵32与制雾剂箱31相连通；在发动机支撑架6上设有带动微型涡喷发动机2俯仰转动的发动机转动装置8；
发动机转动装置8包括伺服舵机81、上摇臂82和下摇臂84，上摇臂82和下摇臂84的一端为转动端，另一端为摆动端；上摇臂82和下摇臂84两个摇臂的摆动端通过拉杆83相连接；伺服舵机81的舵柄与上摇臂82的转动端相连接，而下摇臂84的转动端与发动机卡紧旋转装置9的旋转端相连接，微型涡喷发动机2是通过发动机卡紧旋转装置9安装在发动机支撑台架6上；伺服舵机81用于驱动上摇臂82的摆动端摆动，从而通过拉杆83带动下摇臂84的摆动端摆动，进而下摇臂84的转动端通过发动机卡紧旋转装置9驱动微型涡喷发动机2俯仰转动。发动机卡紧旋转装置9包括固定卡紧在微型涡喷发动机2周向机壳上的卡箍91，在卡箍91上设有一对连接耳92，连接耳92的一端与卡箍91固连，连接耳92的另一端上设有连接卡套93，在连接卡套93上设有旋转轴94，旋转轴94可旋转的穿设在发动机支撑台架6上的连接孔95中，且旋转轴94的连接端部与发动机转动装置8的下摇臂84的转动端相连接。
制雾剂喷管33为与微型涡喷发动机2的尾喷管喷口相匹配的圆环形制雾管，在圆环形制雾管上连通设有至少两个制雾剂喷嘴35，制雾剂喷嘴35的喷出口倾斜指向微型涡喷发动机2尾喷管喷口的轴线方向。制雾剂喷嘴35均匀分布且连通在圆环状制雾剂喷管33的同一周面的管体上，制雾剂喷嘴35相对于尾喷管喷口轴线方向的倾斜角度为15～60度。所述的制雾剂喷管33焊接固定或安装凸耳固定在所述的微型发动机2的喷口处。
还包括在发动机支撑架6上设有的无线控制装置10，无线控制装置10分别与微型涡喷发动机2、发动机燃油泵、制雾剂泵32以及发动机转动装置8电连接；无线控制装置10用于接收无线控制信号，并控制发动机燃油泵配合微型涡喷发动机2的启停供油，控制制雾剂泵32将制雾剂由制雾剂喷管33喷出，从而使制雾剂在尾喷管喷口处的高温高压气体加热下形成雾气，同时，也控制发动机转动装置8使微型涡喷发动机2在水平状态下起动，而在喷雾作业时，将微型涡喷发动机2的尾喷管喷口方向朝向地面转动，直至微型涡喷发动机2垂直与地面,从而使雾气由尾喷管喷口垂直喷向地面。
无线控制装置10具有与之无线匹配的发射单元，发射单元将推杆控制信号,以无线电的方式发射至无线控制装置10，无线控制装置10的接收单元接收到发射单元发出的信号后，将对应频率的推杆控制信号分配到对应的舵机执行电路,控制舵机动作，从而实现的对所述伺服舵机81控制。
在无线控制装置10收到控制信号后，首先保证所述的微型涡喷发动机2水平设置，然后启动微型涡喷发动机2使尾喷管处的温度升高，当飞行器带动微型涡喷发动机2飞行至有效地点后，控制启动制雾剂泵32，将制雾剂送入制雾剂喷管33中，并通过制雾剂喷嘴35向尾喷管的中心位置喷射制雾剂，实现大量喷雾对地面的喷射。制雾完成后，停止微型涡喷发动机2和制雾剂泵32的工作，将微型涡喷发动机2的方向转回至水平，最终，飞行器降落，并通过起落架降落至地面。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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