某型氣動舵機的特性研究

張翔　陳驚濤

摘 要：氣動舵機由舵機氣體分配器、舵機動作筒、舵組成，是制導武器的關鍵部件。它具有推力較大、可靠性高的優點。用于速度追蹤制導規律的制導武器時，精度一般；用于比例制導規律的制導武器時，精度高。

關鍵詞：氣動舵機；速度追蹤；比例制導

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.04.259

1 引言

舵機是制導武器的執行機構，按照制導武器的控制規律形成舵機驅動信號，控制舵面偏轉，改變彈體運行軌跡，直至命中目標。目前，制導武器使用的舵機主要有三種：一種是液壓舵機、第二種氣動舵機、再一種是電動舵機。液壓舵機的優點是推力大、可靠性高，缺點是體積大。氣動舵機的優點是推力適中、體積下重量輕，缺點是控制關系復雜；電動舵機的優點是結構緊湊、維護方便，缺點是推力小。對大型制導武器一般使用液壓舵機，500-1500公斤的制導武器一般使用氣動舵機，500公斤以下的制導武器一般使用電動舵機。

2 某型氣動舵機的構造與工作過程

四只舵機成 “×”形布局安裝在尾部儀器艙副翼部件上，舵機的控制關系如圖1所示，舵機的組成如圖2所示。

該舵機由舵機氣體分配器、舵機動作筒、舵組成。其中，氣體分配器結構及控制電路由進氣部件、轉子銜鐵部件、噴嘴、驅動線圈、永磁體，導磁體等高精度部件組成，如圖3所示。舵機動作筒結構及電路則由活塞、活塞桿、密封部件、導向部件組成。反饋電位計主要由線繞可變電阻器、彈片、觸電、滑架等組成，如圖4所示。

舵機氣體分配器的電路通過導線與控制部件連接，控制電壓作用驅動線圈，使轉子銜鐵部件轉動，帶動噴嘴左右擺動分別對正前、后進氣嘴。從進氣部件來的燃氣經噴嘴、前（或后）進氣嘴、舵機動作筒內、推活塞帶活塞桿前后運動，作用舵轉動。線繞可變電阻器將活塞位置經導線反饋給控制部件。

3 某型制導武器舵機的特性分析

3.1 推力特性

該舵機動作筒的活塞直徑約40mm，進氣部件來的最大燃氣壓力約200kg/cm2。由F推=S活塞×P燃氣，得最大推力大約2512 kg。

該舵機推力較大，舵轉動及時、可靠，彈道改變快。

3.2 可靠性高

裝備該舵機的制導武器，是按速度追蹤的制導規律，制導彈體命中目標。導引頭輸出三個控制信號：0V、+XV、-XV?？刂菩盘?V使舵機動作筒活塞處于中間位置、舵與副翼平行；控制信號+XV使舵機動作筒活塞處于最后位置、舵順時針轉約35°；控制信號-XV使舵機動作筒活塞處于最前位置、舵反時針轉約35°。

控制信號簡單，控制過程不復雜，使可靠性大大提高。

3.3制導精度一般

該舵機動作筒活塞在動作筒內只有三個位置，舵在副翼上也只有三個位置。沒有控制信號時，舵在副翼上不轉動，制導武器軌道不變化；有控制信號時，舵在副翼上順時針（或反時針）轉動到極限位置，制導武器軌道發生較大改變，往往修正過度再反修正。彈體在空中擺動較大，不穩定，影響制導精度。因此，采用速度追蹤的制導規律制導的武器，命中概率CEP為5-7米。

4 舵機的改進

舵機的改進的基本思路是：保留該型舵機推力大、可靠性高的特點，提高制導精度。

利用舵機動作筒的可變電阻器，能將活塞位置經導線反饋給控制部件。控制部件將舵機動作筒活塞位置與導引頭輸出的控制信號比較，控制舵機氣體分配器，使噴嘴燃氣進量改變，從而控制活塞在舵機動作筒中的位置。

將改進后的舵機應用到比例制導規律制導的武器，命中概率CEP可提高到1-3米。

參考文獻：

[1]蘇亨.制導彈藥舵機研究現狀及其關鍵技術分析[J].飛航導彈， 2008（11）：46-59.

作者簡介：張翔（1979-），男，河南信陽人，碩士，工程師，研究方向：航空武器作戰效能分析。