【摘要】：面對(duì)現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)呈現(xiàn)的局部、突發(fā)和高效特點(diǎn),陸軍對(duì)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(dǎo)彈藥在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭(zhēng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。采用身管發(fā)射的制導(dǎo)彈藥具有內(nèi)彈道過(guò)載大、(身管限制)系統(tǒng)空間狹小、彈道控制時(shí)間短促的獨(dú)特之處,對(duì)于制導(dǎo)控制系統(tǒng)、尤其是執(zhí)行機(jī)構(gòu)提出了更高的要求。超聲電機(jī)具備結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕和(毫秒級(jí))快速響應(yīng)等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn),從構(gòu)造原理上具有一定的耐沖擊設(shè)計(jì)潛質(zhì),在彈道主動(dòng)控制時(shí)間短暫的制導(dǎo)炮彈領(lǐng)域具有極大優(yōu)勢(shì)�；诖�,本文提出一種中空型的超聲電機(jī)并開(kāi)展結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì),該電機(jī)可以直接與驅(qū)動(dòng)負(fù)載機(jī)構(gòu)相融合,取消了中間傳動(dòng)部件,提高了驅(qū)動(dòng)效率且大幅減小了組件質(zhì)量。同時(shí),針對(duì)低旋和高旋兩種制導(dǎo)彈藥提出了不同的集成方案,搭建了地面平臺(tái),進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)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(xì)闡述了現(xiàn)有各型舵機(jī)和超聲電機(jī)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,列舉了相關(guān)的應(yīng)用實(shí)例,引出了本文的主要研究?jī)?nèi)容。2.介紹了超聲電機(jī)的工作原理,提出了面向制導(dǎo)彈藥的中空型超聲電機(jī)構(gòu)型,建立了電機(jī)定子的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行工作模態(tài)設(shè)計(jì),結(jié)合總體氣動(dòng)要求開(kāi)展了電機(jī)轉(zhuǎn)子與鴨舵的融合一體化。3.針對(duì)中空型超聲電機(jī)的定子進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化以獲得良好的電機(jī)輸出性能,結(jié)合電機(jī)的構(gòu)造特點(diǎn)分析了其對(duì)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(chǔ)上提出了更優(yōu)的中空型超聲電機(jī)方案。加工和試制出了原理樣機(jī),開(kāi)展了電機(jī)定子的模態(tài)實(shí)驗(yàn)和電機(jī)的機(jī)械輸出特性測(cè)試。4.針對(duì)低旋轉(zhuǎn)制導(dǎo)彈藥特定的氣動(dòng)布局和修正原理,從實(shí)現(xiàn)鴨舵速度控制功能的角度提出了中空型超聲電機(jī)舵機(jī)的系統(tǒng)集成方案,設(shè)計(jì)并搭建了模擬低旋彈旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的地面測(cè)試平臺(tái),可模擬低旋轉(zhuǎn)彈藥的工作環(huán)境并測(cè)試了中空型超聲電機(jī)舵機(jī)對(duì)鴨舵姿態(tài)的控制能力。5.鑒于超聲電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速低、無(wú)法直接實(shí)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(jī)構(gòu)方案,建立了高旋轉(zhuǎn)彈用舵機(jī)系統(tǒng)的整體減旋動(dòng)力學(xué)模型,開(kāi)展了基于中空型超聲電機(jī)的速度控制特性分析,搭建了上述方案的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證平臺(tái),初步完成了高旋轉(zhuǎn)制導(dǎo)彈藥用舵機(jī)速度調(diào)控系統(tǒng)的集成和初步驗(yàn)證。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(diǎn)不能滿足現(xiàn)代軍事的需要，制導(dǎo)彈藥便和蘇聯(lián)兩個(gè)超級(jí)大國(guó)便開(kāi)始了制導(dǎo)彈藥的研制，且美擊精度的制導(dǎo)炮彈[2]，這些彈藥命中精度高、打擊范逐漸引領(lǐng)了現(xiàn)代武器的發(fā)展。夠在飛行過(guò)程中監(jiān)測(cè)自身飛行狀態(tài)、計(jì)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(duì)庫(kù)存彈藥進(jìn)行改，極大的降低了生產(chǎn)成本�？梢赃@樣說(shuō)，制導(dǎo)彈藥在一個(gè)價(jià)格和性能的平衡點(diǎn)，這是其生命力所在。制導(dǎo)著越來(lái)越重要的作用，在戰(zhàn)場(chǎng)中的使用率甚至達(dá)到 8喻，已經(jīng)成為了各個(gè)國(guó)家競(jìng)相發(fā)展的軍事力量[4]。圖

中空型超聲電機(jī)及其在舵機(jī)中的應(yīng)用研究 內(nèi)彈道沖擊過(guò)載大、身管限制了其氣動(dòng)布局，獨(dú)特的使用環(huán)境帶來(lái)了空前的技術(shù)挑超過(guò)了身管直徑要求必須增加折疊機(jī)構(gòu)，需要兩個(gè)以上執(zhí)行元件才能實(shí)現(xiàn)良好的制導(dǎo)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(jī)的整體質(zhì)量，不僅嚴(yán)了炮彈本來(lái)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(dǎo)衷。復(fù)雜的系統(tǒng)帶來(lái)了可靠性、維護(hù)成本高昂的問(wèn)題，難以批量化的裝備應(yīng)用。

中空型超聲電機(jī)及其在舵機(jī)中的應(yīng)用研究 內(nèi)彈道沖擊過(guò)載大、身管限制了其氣動(dòng)布局，獨(dú)特的使用環(huán)境帶來(lái)了空前的技術(shù)挑超過(guò)了身管直徑要求必須增加折疊機(jī)構(gòu)，需要兩個(gè)以上執(zhí)行元件才能實(shí)現(xiàn)良好的制導(dǎo)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(jī)的整體質(zhì)量，不僅嚴(yán)了炮彈本來(lái)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(dǎo)衷。復(fù)雜的系統(tǒng)帶來(lái)了可靠性、維護(hù)成本高昂的問(wèn)題，難以批量化的裝備應(yīng)用。

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本文編號(hào)：2773355