【摘要】：面對現(xiàn)代戰(zhàn)爭呈現(xiàn)的局部、突發(fā)和高效特點,陸軍對傳統(tǒng)的炮兵作戰(zhàn)提出了精確化打擊的迫切需求,傳統(tǒng)的炮彈也亟需向信息化和智能化發(fā)展。在這樣的背景下,制導彈藥在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中發(fā)揮著舉足輕重的作用。采用身管發(fā)射的制導彈藥具有內(nèi)彈道過載大、(身管限制)系統(tǒng)空間狹小、彈道控制時間短促的獨特之處,對于制導控制系統(tǒng)、尤其是執(zhí)行機構(gòu)提出了更高的要求。超聲電機具備結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕和(毫秒級)快速響應等獨特優(yōu)點,從構(gòu)造原理上具有一定的耐沖擊設計潛質(zhì),在彈道主動控制時間短暫的制導炮彈領域具有極大優(yōu)勢。基于此,本文提出一種中空型的超聲電機并開展結(jié)構(gòu)動力學設計,該電機可以直接與驅(qū)動負載機構(gòu)相融合,取消了中間傳動部件,提高了驅(qū)動效率且大幅減小了組件質(zhì)量。同時,針對低旋和高旋兩種制導彈藥提出了不同的集成方案,搭建了地面平臺,進行了一系列的實驗研究。主要內(nèi)容如下:1.分析了課題的研究背景及研究意義,詳細闡述了現(xiàn)有各型舵機和超聲電機的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,列舉了相關(guān)的應用實例,引出了本文的主要研究內(nèi)容。2.介紹了超聲電機的工作原理,提出了面向制導彈藥的中空型超聲電機構(gòu)型,建立了電機定子的結(jié)構(gòu)動力學模型并進行工作模態(tài)設計,結(jié)合總體氣動要求開展了電機轉(zhuǎn)子與鴨舵的融合一體化。3.針對中空型超聲電機的定子進行了參數(shù)優(yōu)化以獲得良好的電機輸出性能,結(jié)合電機的構(gòu)造特點分析了其對沖擊方向的敏感度以及在沖擊環(huán)境下的失效模式,在此基礎上提出了更優(yōu)的中空型超聲電機方案。加工和試制出了原理樣機,開展了電機定子的模態(tài)實驗和電機的機械輸出特性測試。4.針對低旋轉(zhuǎn)制導彈藥特定的氣動布局和修正原理,從實現(xiàn)鴨舵速度控制功能的角度提出了中空型超聲電機舵機的系統(tǒng)集成方案,設計并搭建了模擬低旋彈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的地面測試平臺,可模擬低旋轉(zhuǎn)彈藥的工作環(huán)境并測試了中空型超聲電機舵機對鴨舵姿態(tài)的控制能力。5.鑒于超聲電機輸出轉(zhuǎn)速低、無法直接實現(xiàn)高旋彈上鴨舵速度調(diào)控的難題,提出了兩種執(zhí)行機構(gòu)方案,建立了高旋轉(zhuǎn)彈用舵機系統(tǒng)的整體減旋動力學模型,開展了基于中空型超聲電機的速度控制特性分析,搭建了上述方案的實驗驗證平臺,初步完成了高旋轉(zhuǎn)制導彈藥用舵機速度調(diào)控系統(tǒng)的集成和初步驗證。
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TJ413.6
【圖文】：

及意義炮是不可或缺的武器裝備。但傳統(tǒng)彈藥散步大、命中重，這些缺點不能滿足現(xiàn)代軍事的需要，制導彈藥便和蘇聯(lián)兩個超級大國便開始了制導彈藥的研制，且美擊精度的制導炮彈[2]，這些彈藥命中精度高、打擊范逐漸引領了現(xiàn)代武器的發(fā)展。夠在飛行過程中監(jiān)測自身飛行狀態(tài)、計算偏差，并能命中率的 靈巧 彈藥。它與傳統(tǒng)彈藥的主要區(qū)別在于模塊和姿態(tài)修正模塊[3]，不但可以對庫存彈藥進行改，極大的降低了生產(chǎn)成本�？梢赃@樣說，制導彈藥在一個價格和性能的平衡點，這是其生命力所在。制導著越來越重要的作用，在戰(zhàn)場中的使用率甚至達到 8喻，已經(jīng)成為了各個國家競相發(fā)展的軍事力量[4]。圖

中空型超聲電機及其在舵機中的應用研究 內(nèi)彈道沖擊過載大、身管限制了其氣動布局，獨特的使用環(huán)境帶來了空前的技術(shù)挑超過了身管直徑要求必須增加折疊機構(gòu)，需要兩個以上執(zhí)行元件才能實現(xiàn)良好的制導能。這些額外的要求需要占用彈體較大的安裝空間，增加了舵機的整體質(zhì)量，不僅嚴了炮彈本來的戰(zhàn)斗部重量和容積，而且彈藥成本也大為提高，這完全偏離了發(fā)展制導衷。復雜的系統(tǒng)帶來了可靠性、維護成本高昂的問題，難以批量化的裝備應用。

中空型超聲電機及其在舵機中的應用研究 內(nèi)彈道沖擊過載大、身管限制了其氣動布局，獨特的使用環(huán)境帶來了空前的技術(shù)挑超過了身管直徑要求必須增加折疊機構(gòu)，需要兩個以上執(zhí)行元件才能實現(xiàn)良好的制導能。這些額外的要求需要占用彈體較大的安裝空間，增加了舵機的整體質(zhì)量，不僅嚴了炮彈本來的戰(zhàn)斗部重量和容積，而且彈藥成本也大為提高，這完全偏離了發(fā)展制導衷。復雜的系統(tǒng)帶來了可靠性、維護成本高昂的問題，難以批量化的裝備應用。

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