基于多自由度超声电机的灵巧弹药构型及驱动
发布时间：2022-02-10 02:22
本文旨在设计一种口径介于20mm到120mm之间的灵巧弹药,在弹体内部空间不是很大,弹体飞行速度在0.8至1.5马赫数之间时,依然可以满足一定的气动力控制要求,达到有效的制导效果。基于这样的目的,本文提出了一种基于弹头偏转的气动构型,计算了其气动力状态及其特性。设计了一种基于多自由度超声电机的灵巧弹药执行机构。选用了一种新型宝塔形定子作为驱动元器件,针对其特有的驱动特点,设计了一套动定子驱动构型,并制造了样弹模型,进行了试验验证。本文的研究内容概括如下:1介绍了灵巧弹药的概念以及目前国内外的研究状况,与此同时,介绍了单自由度以及多自由度超声电机的概念及各自优缺点。基于上述灵巧弹药及超声电机的研究状况,提出了将多自由度超声电机应用于灵巧弹药的思路。2采用ANSYS Fluent软件对弹头偏转型灵巧弹药的气动机理进行Computational Fluid Dynamics（CFD）计算分析,得出了弹体在飞行过程中的升力系数、阻力系数、偏转力矩系数以及偏转力矩随着偏角的变化关系。3设计了一套灵巧弹药的弹头偏转控制的执行机构。选用了一种新型宝塔形驱动器作为驱动源,设计了一种凹球面接触的方式作为...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某部队在进行火炮演练随着科学技术的进步，导弹的出现在一定程度上克服了传统火炮的缺点
图 1.3 美国 XM982“神剑”实物图 图 1.4 俄罗斯“红土地”M-2 实物图XM982“神剑”155mm 增程炮弹是一种发射后不管的 GPS/INS 制导炮弹，是美军第全自主式制导炮弹，可以使用单一战斗部，也可以携带子弹药。“神剑”弹径 155mm，48kg，射程 37km。“神剑”采用了全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的复合技术，可精确投放常规弹药、装甲弹或仅投放战斗部，可以全天候使用，并且适应各种地气候。2005 年 9 月，在尤马靶场进行的一次演示射击实验中，一发“神剑”炮弹击中了 1里距离上的目标，其弹着点距目标不足 7 米。“神剑”这样的命中精度，可以快速摧毁任标，与此同时还减少了附带的误伤，更重要的是提高了自己部队的生存能力，并更有效地任务。“神剑”制导炮弹的工作机理是：当“神剑”弹体以大发射角发射出去之后，弹头位GPS 信号接收装置就会开始搜索并接收卫星信号，与此同时，炮弹尾部的稳定翼迅速张开得弹体的压力中心后移，起到稳定弹体飞行的目的。随后弹体前端位置弹出 4 片控制舵翼于每片舵翼都有对应的舵机对其进行控制，可以独立偏转，以此来影响弹体的气动力状态而修正弹体的飞行轨迹。当飞至最高点时，弹体内部的 GPS 定位系统已经实现了位置的测并将位置信息与目标数据进行对比分析，根据对比分析的结果，对舵机发出控制指令，对
图 1.3 美国 XM982“神剑”实物图 图 1.4 俄罗斯“红土地”M-2 实物图XM982“神剑”155mm 增程炮弹是一种发射后不管的 GPS/INS 制导炮弹，是美军第全自主式制导炮弹，可以使用单一战斗部，也可以携带子弹药。“神剑”弹径 155mm，48kg，射程 37km。“神剑”采用了全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的复合技术，可精确投放常规弹药、装甲弹或仅投放战斗部，可以全天候使用，并且适应各种地气候。2005 年 9 月，在尤马靶场进行的一次演示射击实验中，一发“神剑”炮弹击中了 1里距离上的目标，其弹着点距目标不足 7 米。“神剑”这样的命中精度，可以快速摧毁任标，与此同时还减少了附带的误伤，更重要的是提高了自己部队的生存能力，并更有效地任务。“神剑”制导炮弹的工作机理是：当“神剑”弹体以大发射角发射出去之后，弹头位GPS 信号接收装置就会开始搜索并接收卫星信号，与此同时，炮弹尾部的稳定翼迅速张开得弹体的压力中心后移，起到稳定弹体飞行的目的。随后弹体前端位置弹出 4 片控制舵翼于每片舵翼都有对应的舵机对其进行控制，可以独立偏转，以此来影响弹体的气动力状态而修正弹体的飞行轨迹。当飞至最高点时，弹体内部的 GPS 定位系统已经实现了位置的测并将位置信息与目标数据进行对比分析，根据对比分析的结果，对舵机发出控制指令，对
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转型行波超声电机瞬态响应能力的试验研究[J]. 周景亮,陈超,王均山,郑伟. 中国机械工程. 2014(10)
[2]偏转弹头导弹气动特性研究[J]. 王辚,范文涛,高原. 弹箭与制导学报. 2014(02)
[3]旋转行波超声电机的冲击动力学模拟及实验[J]. 陈超,任金华,石明友,刘通,赵淳生. 振动.测试与诊断. 2014(01)
[4]智能弹药时敏目标协同打击技术与建模[J]. 王嘉博,刘莉,王正平,许萌. 弹箭与制导学报. 2012(05)
[5]滚转偏转头导弹动态特性分析[J]. 王旭刚,周军. 宇航学报. 2011(07)
[6]制导炮弹的优势特点及发展趋势[J]. 王伟,马志赛. 飞航导弹. 2011(07)
[7]新型方尖塔形定子二自由度超声电机的结构设计、驱动机理与性能研究[J]. 金家楣,张建辉,赵淳生. 振动与冲击. 2009(12)
[8]论武器装备的新领域──灵巧弹药[J]. 杨绍卿. 中国工程科学. 2009(10)
[9]战术导弹智能偏转弹头控制系统研究[J]. 王建,樊少军,刁云鹏,聂永涛,马力波. 科学技术与工程. 2009(17)
[10]偏转弹头导弹控制系统设计与仿真[J]. 高原,谷良贤,潘雷. 飞行力学. 2009(04)
博士论文
[1]新型多工作模式塔形直线超声电机的研究[D]. 陈乾伟.南京航空航天大学 2012
本文编号：3618076
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省211工程院校
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某部队在进行火炮演练随着科学技术的进步，导弹的出现在一定程度上克服了传统火炮的缺点
图 1.3 美国 XM982“神剑”实物图 图 1.4 俄罗斯“红土地”M-2 实物图XM982“神剑”155mm 增程炮弹是一种发射后不管的 GPS/INS 制导炮弹，是美军第全自主式制导炮弹，可以使用单一战斗部，也可以携带子弹药。“神剑”弹径 155mm，48kg，射程 37km。“神剑”采用了全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的复合技术，可精确投放常规弹药、装甲弹或仅投放战斗部，可以全天候使用，并且适应各种地气候。2005 年 9 月，在尤马靶场进行的一次演示射击实验中，一发“神剑”炮弹击中了 1里距离上的目标，其弹着点距目标不足 7 米。“神剑”这样的命中精度，可以快速摧毁任标，与此同时还减少了附带的误伤，更重要的是提高了自己部队的生存能力，并更有效地任务。“神剑”制导炮弹的工作机理是：当“神剑”弹体以大发射角发射出去之后，弹头位GPS 信号接收装置就会开始搜索并接收卫星信号，与此同时，炮弹尾部的稳定翼迅速张开得弹体的压力中心后移，起到稳定弹体飞行的目的。随后弹体前端位置弹出 4 片控制舵翼于每片舵翼都有对应的舵机对其进行控制，可以独立偏转，以此来影响弹体的气动力状态而修正弹体的飞行轨迹。当飞至最高点时，弹体内部的 GPS 定位系统已经实现了位置的测并将位置信息与目标数据进行对比分析，根据对比分析的结果，对舵机发出控制指令，对
图 1.3 美国 XM982“神剑”实物图 图 1.4 俄罗斯“红土地”M-2 实物图XM982“神剑”155mm 增程炮弹是一种发射后不管的 GPS/INS 制导炮弹，是美军第全自主式制导炮弹，可以使用单一战斗部，也可以携带子弹药。“神剑”弹径 155mm，48kg，射程 37km。“神剑”采用了全球定位系统（GPS）和惯性导航系统（INS）的复合技术，可精确投放常规弹药、装甲弹或仅投放战斗部，可以全天候使用，并且适应各种地气候。2005 年 9 月，在尤马靶场进行的一次演示射击实验中，一发“神剑”炮弹击中了 1里距离上的目标，其弹着点距目标不足 7 米。“神剑”这样的命中精度，可以快速摧毁任标，与此同时还减少了附带的误伤，更重要的是提高了自己部队的生存能力，并更有效地任务。“神剑”制导炮弹的工作机理是：当“神剑”弹体以大发射角发射出去之后，弹头位GPS 信号接收装置就会开始搜索并接收卫星信号，与此同时，炮弹尾部的稳定翼迅速张开得弹体的压力中心后移，起到稳定弹体飞行的目的。随后弹体前端位置弹出 4 片控制舵翼于每片舵翼都有对应的舵机对其进行控制，可以独立偏转，以此来影响弹体的气动力状态而修正弹体的飞行轨迹。当飞至最高点时，弹体内部的 GPS 定位系统已经实现了位置的测并将位置信息与目标数据进行对比分析，根据对比分析的结果，对舵机发出控制指令，对
【参考文献】：
期刊论文
[1]旋转型行波超声电机瞬态响应能力的试验研究[J]. 周景亮,陈超,王均山,郑伟. 中国机械工程. 2014(10)
[2]偏转弹头导弹气动特性研究[J]. 王辚,范文涛,高原. 弹箭与制导学报. 2014(02)
[3]旋转行波超声电机的冲击动力学模拟及实验[J]. 陈超,任金华,石明友,刘通,赵淳生. 振动.测试与诊断. 2014(01)
[4]智能弹药时敏目标协同打击技术与建模[J]. 王嘉博,刘莉,王正平,许萌. 弹箭与制导学报. 2012(05)
[5]滚转偏转头导弹动态特性分析[J]. 王旭刚,周军. 宇航学报. 2011(07)
[6]制导炮弹的优势特点及发展趋势[J]. 王伟,马志赛. 飞航导弹. 2011(07)
[7]新型方尖塔形定子二自由度超声电机的结构设计、驱动机理与性能研究[J]. 金家楣,张建辉,赵淳生. 振动与冲击. 2009(12)
[8]论武器装备的新领域──灵巧弹药[J]. 杨绍卿. 中国工程科学. 2009(10)
[9]战术导弹智能偏转弹头控制系统研究[J]. 王建,樊少军,刁云鹏,聂永涛,马力波. 科学技术与工程. 2009(17)
[10]偏转弹头导弹控制系统设计与仿真[J]. 高原,谷良贤,潘雷. 飞行力学. 2009(04)
博士论文
[1]新型多工作模式塔形直线超声电机的研究[D]. 陈乾伟.南京航空航天大学 2012
本文编号：3618076
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