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        某型氣動(dòng)舵機(jī)的特性研究

        2016-05-14 19:04:32張翔陳驚濤
        山東工業(yè)技術(shù) 2016年4期

        張翔 陳驚濤

        摘 要:氣動(dòng)舵機(jī)由舵機(jī)氣體分配器、舵機(jī)動(dòng)作筒、舵組成,是制導(dǎo)武器的關(guān)鍵部件。它具有推力較大、可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。用于速度追蹤制導(dǎo)規(guī)律的制導(dǎo)武器時(shí),精度一般;用于比例制導(dǎo)規(guī)律的制導(dǎo)武器時(shí),精度高。

        關(guān)鍵詞:氣動(dòng)舵機(jī);速度追蹤;比例制導(dǎo)

        DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.259

        1 引言

        舵機(jī)是制導(dǎo)武器的執(zhí)行機(jī)構(gòu),按照制導(dǎo)武器的控制規(guī)律形成舵機(jī)驅(qū)動(dòng)信號(hào),控制舵面偏轉(zhuǎn),改變彈體運(yùn)行軌跡,直至命中目標(biāo)。目前,制導(dǎo)武器使用的舵機(jī)主要有三種:一種是液壓舵機(jī)、第二種氣動(dòng)舵機(jī)、再一種是電動(dòng)舵機(jī)。液壓舵機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是推力大、可靠性高,缺點(diǎn)是體積大。氣動(dòng)舵機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是推力適中、體積下重量輕,缺點(diǎn)是控制關(guān)系復(fù)雜;電動(dòng)舵機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便,缺點(diǎn)是推力小。對大型制導(dǎo)武器一般使用液壓舵機(jī),500-1500公斤的制導(dǎo)武器一般使用氣動(dòng)舵機(jī),500公斤以下的制導(dǎo)武器一般使用電動(dòng)舵機(jī)。

        2 某型氣動(dòng)舵機(jī)的構(gòu)造與工作過程

        四只舵機(jī)成 “×”形布局安裝在尾部儀器艙副翼部件上,舵機(jī)的控制關(guān)系如圖1所示,舵機(jī)的組成如圖2所示。

        該舵機(jī)由舵機(jī)氣體分配器、舵機(jī)動(dòng)作筒、舵組成。其中,氣體分配器結(jié)構(gòu)及控制電路由進(jìn)氣部件、轉(zhuǎn)子銜鐵部件、噴嘴、驅(qū)動(dòng)線圈、永磁體,導(dǎo)磁體等高精度部件組成,如圖3所示。舵機(jī)動(dòng)作筒結(jié)構(gòu)及電路則由活塞、活塞桿、密封部件、導(dǎo)向部件組成。反饋電位計(jì)主要由線繞可變電阻器、彈片、觸電、滑架等組成,如圖4所示。

        舵機(jī)氣體分配器的電路通過導(dǎo)線與控制部件連接,控制電壓作用驅(qū)動(dòng)線圈,使轉(zhuǎn)子銜鐵部件轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)噴嘴左右擺動(dòng)分別對正前、后進(jìn)氣嘴。從進(jìn)氣部件來的燃?xì)饨?jīng)噴嘴、前(或后)進(jìn)氣嘴、舵機(jī)動(dòng)作筒內(nèi)、推活塞帶活塞桿前后運(yùn)動(dòng),作用舵轉(zhuǎn)動(dòng)。線繞可變電阻器將活塞位置經(jīng)導(dǎo)線反饋給控制部件。

        3 某型制導(dǎo)武器舵機(jī)的特性分析

        3.1 推力特性

        該舵機(jī)動(dòng)作筒的活塞直徑約40mm,進(jìn)氣部件來的最大燃?xì)鈮毫s200kg/cm2。由F推=S活塞×P燃?xì)猓米畲笸屏Υ蠹s2512 kg。

        該舵機(jī)推力較大,舵轉(zhuǎn)動(dòng)及時(shí)、可靠,彈道改變快。

        3.2 可靠性高

        裝備該舵機(jī)的制導(dǎo)武器,是按速度追蹤的制導(dǎo)規(guī)律,制導(dǎo)彈體命中目標(biāo)。導(dǎo)引頭輸出三個(gè)控制信號(hào):0V、+XV、-XV。控制信號(hào)0V使舵機(jī)動(dòng)作筒活塞處于中間位置、舵與副翼平行;控制信號(hào)+XV使舵機(jī)動(dòng)作筒活塞處于最后位置、舵順時(shí)針轉(zhuǎn)約35°;控制信號(hào)-XV使舵機(jī)動(dòng)作筒活塞處于最前位置、舵反時(shí)針轉(zhuǎn)約35°。

        控制信號(hào)簡單,控制過程不復(fù)雜,使可靠性大大提高。

        3.3制導(dǎo)精度一般

        該舵機(jī)動(dòng)作筒活塞在動(dòng)作筒內(nèi)只有三個(gè)位置,舵在副翼上也只有三個(gè)位置。沒有控制信號(hào)時(shí),舵在副翼上不轉(zhuǎn)動(dòng),制導(dǎo)武器軌道不變化;有控制信號(hào)時(shí),舵在副翼上順時(shí)針(或反時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)到極限位置,制導(dǎo)武器軌道發(fā)生較大改變,往往修正過度再反修正。彈體在空中擺動(dòng)較大,不穩(wěn)定,影響制導(dǎo)精度。因此,采用速度追蹤的制導(dǎo)規(guī)律制導(dǎo)的武器,命中概率CEP為5-7米。

        4 舵機(jī)的改進(jìn)

        舵機(jī)的改進(jìn)的基本思路是:保留該型舵機(jī)推力大、可靠性高的特點(diǎn),提高制導(dǎo)精度。

        利用舵機(jī)動(dòng)作筒的可變電阻器,能將活塞位置經(jīng)導(dǎo)線反饋給控制部件??刂撇考⒍鏅C(jī)動(dòng)作筒活塞位置與導(dǎo)引頭輸出的控制信號(hào)比較,控制舵機(jī)氣體分配器,使噴嘴燃?xì)膺M(jìn)量改變,從而控制活塞在舵機(jī)動(dòng)作筒中的位置。

        將改進(jìn)后的舵機(jī)應(yīng)用到比例制導(dǎo)規(guī)律制導(dǎo)的武器,命中概率CEP可提高到1-3米。

        參考文獻(xiàn):

        [1]蘇亨.制導(dǎo)彈藥舵機(jī)研究現(xiàn)狀及其關(guān)鍵技術(shù)分析[J].飛航導(dǎo)彈, 2008(11):46-59.

        作者簡介:張翔(1979-),男,河南信陽人,碩士,工程師,研究方向:航空武器作戰(zhàn)效能分析。

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