飞行器自动折叠尾舵结构设计及防冰性能分析

发布时间：2020-11-04 01:26

　　 折叠舵翼能够有效减小飞行器和导弹的外形尺寸,减小贮运空间,提升载弹量,应用十分广泛。但由于现有的折叠舵翼多为单次动作,且用弹性元件驱动,动作过程不可控等,同时本文结合实际功能需求,以机载飞行器舵翼尺寸干涉问题为应用背景,并考虑到其高空实际工作环境要求,设计了一款全自动可多次重复动作的折叠尾舵。首先,基于实际折叠尾舵的使用环境和要求,借助FLUENT软件确定了尾舵的工作静载,同时对其折叠展开动作和到位锁定和解锁动作进行了方案结构设计,振动特性分析,并建立数学模型,对其运动学和到位冲击方程进行了推导,并借助有限元软件对其承载部件的位置分布进行了优化设计,改善承载部件受力情况。其次,根据其高空实际工作环境,分析其防冰需求性分析,为了保证折叠展开功能的成功实现,对其进行了防冰设计。通过建立水滴撞击特性方程,并结合FLUENT对其防冰范围进行了预估,同时通过仿真分析确立了电热防冰方案,完成折叠舵防冰功能设计,使其可以在高空结冰环境飞行中成功实现舵翼的重复折叠展开。最后,根据折叠舵结构和防冰系统设计过程,设计了与电热仿真和有限元承载销位置分布优化仿真的对照试验,对比仿真与试验数据,对方案设计过程的合理性进行了验证。同时,对折叠尾舵原理样机进行了加工,并进行了功能测试,折叠舵样机可以满足外部尺寸要求和功能使用要求。本文设计的全自动折叠尾舵功能机构不会影响舵翼的气动外形,能够有效的缩小挂载飞行器的外形尺寸,并能够满足静载和动载的承载要求,同时结构简单,到位冲击小,折叠过程可控,且无需让飞行装备进行结构改造等优点,对飞行装备的改进具有较大工程意义。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V249
【部分图文】：

大型飞行器尺寸干涉问题，针对一款偏航尾舵在考虑折叠展开功能设计改造、动力学及仿真分析，从而完。旨在为我国国防事业折叠自动尾舵提供一种新的技术行器发射后，在飞行过程中进行导弹飞行轨迹和姿态的飞行至关重要，但是由于其周向布置于圆柱形弹体尺寸，在运输和装载过程中容易发生碰撞和损坏，也响着挂载机的载弹量。来，随着武器装备的进步，箱（筒）式导弹和机载导翼与舵翼在发射前由于受到弹筒或者弹箱的约束而处于展开。而且随着导弹飞行距离的增加以及打击大型目展和所需的贮存与装载空间也随之增大，而舵翼折叠外型尺寸，使其在有限的空间内能够装载更多的导弹，前，折叠舵翼在翼展较大的巡航导弹中出现较多，如面，俄罗斯的白蛉 3M80 和 X-35 反舰导弹，均采用了如图 1-1 所示。

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文同时展开的导弹而言的，需要保证各个翼片展开到位的时间相同或一定的设计要求内。折叠展开机构是用来实现舵面折叠和展开动作面收到展开或者折叠信号后，能够自动的实现展开和折叠并到位。1970 年以来，美国就进行了折叠翼武器装备的研制，如 GBU-12，GB、以色列等国家也做出了相应的工作[2]。目前采用折叠机构的导弹有Griffin、标枪、陶、霍特；以色列的 Spiker；俄罗斯的“白蛉”3M箭系列、红鸟、霹雳等，如图 1-2 所示。

1 折叠轴；2 弹体外壳；3 弹簧；4 安装支架；5 尾翼；6 同步环；7 螺钉轴图 1-4 横向展开弧形折叠翼[5]苏联于 1984 年列装的 白蛉 （SS-N-22 日炙 ）舰载导弹，其弹翼与翼横向折叠式。如图 1-5 所示，在贮存和搬运时弹翼和尾翼处于折叠弹体上，发射时展开，缩小了贮运与发射空间，使得弹体庞大的“搬运。图 1-5 俄罗斯白蛉 3M80 舰载导弹
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本文编号：2869395