高可靠性余度伺服系統(tǒng)設計技術研究

王夢佳 張華 張昆峰

（1.中國空空導彈研究院 河南省洛陽市 471009 2.空裝駐洛陽地區(qū)第一軍事代表室 河南省洛陽市 471009）

高性能伺服系統(tǒng)廣泛應用于軍事工業(yè)、高端智能裝備領域，它是機載、彈載及陸用等裝備自動控制系統(tǒng)中的重要組成部分，是實現(xiàn)武器系統(tǒng)位置、速度、力矩等參數(shù)控制的執(zhí)行機構，根據(jù)動力來源伺服系統(tǒng)可分為液壓、氣動和電動三種。早期電動伺服系統(tǒng)存在體積大、輸出力矩小、控制精度相對較低等缺點，但隨著稀土材料的突破和微電機技術、智能控制單元的普及、高精密加工技術的發(fā)展，使得電動伺服系統(tǒng)的性能出現(xiàn)了長足的進步，功能上向著體積更小、重量更輕和多功能方向發(fā)展，性能上體現(xiàn)出高精度、高效率和重量輕的優(yōu)勢，同時便于維護。目前電動伺服系統(tǒng)已成為伺服系統(tǒng)的主要形式。

隨著現(xiàn)代飛行器的速域和空域不斷擴展，以高超聲速滑翔飛行器、吸氣式高超聲速飛行器為代表的臨近空間飛行器已成為當今空天領域發(fā)展的戰(zhàn)略制高點。臨近空間飛行器在飛行過程中速度變化范圍大（幾Ma到數(shù)十Ma），飛行高度覆蓋空域廣（20km至上百km），飛行動壓大，舵面鉸鏈力矩及轉動慣量大，因此對伺服作動系統(tǒng)的負載能力、功率密度、動態(tài)特性、可靠性均提出了更高的要求。美國的F-4“鬼怪式”戰(zhàn)機從服役到1972年為止共墜毀170架；美國海軍F-14戰(zhàn)機自服役起共墜毀161架，其中有多起是因為舵面故障導致飛機失控墜毀。這些事故的出現(xiàn)表明，作為飛行器上的重要執(zhí)行機構，伺服的可靠性直接影響飛機系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能及飛行安全?！?br>