某舵机的初制导综合力测试系统研制

发布时间：2020-10-26 02:01

　　 电动舵机是导弹制导过程中的主要执行机构,其性能参数在很大程度上决定了导弹制导系统的精确度和稳定性。电动舵机综合力测试系统通过对负载力以及舵机工作过程中的喷气推力进行测试,得到电动舵机在实际工作过程中的性能参数,对于提高导弹飞行过程中的精确度具有重要意义。本课题来源于与航天院所的合作项目,主要研究目的是以电动舵机为对象,先对其在工作过程中的负载力进行模拟,校验其舵面位置的准确性,再对电动舵机静态及动态过程中的喷气推力进行测试,研究分析电动舵机不同工作情况下的输出推力测试机理,确定合理的承力壁面位置,提高喷气推力测试的准确性。首先,根据初制导综合力测试系统的各项技术要求分别进行负载力测试及推力测试系统的结构方案研究设计,其中包括负载台、静态喷气推力测试台和动态喷气推力测试台的主要结构设计。其次,本文采用非定常湍流分析理论对喷气过程中的冲击射流的各个流场区域进行应力分析,并且通过Fluent软件对流场环流区转折处位置进行流场仿真分析,从而得到喷气推力测试值较为准确的承力壁面位置。在此之后,通过ANSYS软件进行冲击力作用下的测力结构挠度变形仿真分析。由于冲击射流自身具有较高温度,因此进一步利用Fluent软件进行温度场仿真,对测力结构在热载荷和机械载荷作用下的力学特性进行比较分析,比较仿真结果后对承力壁面进行优化设计确定较优壁面结构。最后,为了验证扭簧设计的合理性以及承力壁面位置仿真值的准确性,基于Labview软件对负载转角测量、电动舵机摆频测量以及推力测量进行了测试系统设计。在此基础上,通过负载测试实验得到力矩与转角之间的关系曲线图,将试验数据与设计数据相比较,验证前文扭簧结构设计的合理性。此后进行了推力测量试验,将试验所得H/D值与承力壁面所受压力值绘制关系曲线图并进行分析,验证前文流场仿真分析结果的准确性,为后续测试系统的改进优化提供了实验参考。
【学位单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TJ765.3
【部分图文】：

液压舵机以及气动舵机。而在这三者中，又由于电动舵机具有体积重量较小、整体能较高、承载能力较强以及控制性能较高的优点，所以现代战争中所使用的制导兵器多数均采用电动舵机来进行制导系统的控制。然而电动舵机作为一个概念，并不是在近年来才频繁出现在导弹设计中。在第二世界战争期间，美国军方研制的 C-1 电气式自动驾驶仪就可以通过电动舵机的控制来现三轴姿态稳定功能[3]。以及第二次世界战争后期，德国军方也同样在 V-1 飞航式导和 V-2 弹道式导弹上使用了电动舵机[4]。1960 年至 1970 年间，由于美国空军在实际飞行过程中多次出现意外故障事件，此提出了电动作动器计划（EPAD），该计划对于电动舵机的研究历程具有里程碑式的义[5]。在 1970 年之后，由于电动舵机自身使用材料的改进以及交流伺服系统的出现，得电动舵机的能量转化率和可靠性方面有了很大程度上的提高。自此，电动舵机开始各种防空导弹、对舰导弹以及空空导弹等上被普遍使用。例如，响尾蛇防空导弹、毒FIM-92A 肩射式近程防空导弹以及瑞典所研制的 RBS-70 便携式近程防空导弹等[6]。

液压舵机以及气动舵机。而在这三者中，又由于电动舵机具有体积重量较小、整体能较高、承载能力较强以及控制性能较高的优点，所以现代战争中所使用的制导兵器多数均采用电动舵机来进行制导系统的控制。然而电动舵机作为一个概念，并不是在近年来才频繁出现在导弹设计中。在第二世界战争期间，美国军方研制的 C-1 电气式自动驾驶仪就可以通过电动舵机的控制来现三轴姿态稳定功能[3]。以及第二次世界战争后期，德国军方也同样在 V-1 飞航式导和 V-2 弹道式导弹上使用了电动舵机[4]。1960 年至 1970 年间，由于美国空军在实际飞行过程中多次出现意外故障事件，此提出了电动作动器计划（EPAD），该计划对于电动舵机的研究历程具有里程碑式的义[5]。在 1970 年之后，由于电动舵机自身使用材料的改进以及交流伺服系统的出现，得电动舵机的能量转化率和可靠性方面有了很大程度上的提高。自此，电动舵机开始各种防空导弹、对舰导弹以及空空导弹等上被普遍使用。例如，响尾蛇防空导弹、毒FIM-92A 肩射式近程防空导弹以及瑞典所研制的 RBS-70 便携式近程防空导弹等[6]。

航空 303 所在与某空军基地的合作下完成了 3-4FM 型的导弹动1990 年，北京航空航天大学[10]首先为 YCK-I 型导弹设计了一台。2000 年，哈尔滨工业大学机械工程系[11]研制出具有位置补偿器。以及在 2003 年，哈尔滨工业大学控制与仿真中心研制出以的负载力模拟器，如图 1.3 所示。
【参考文献】

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本文编号：2856320