某型气动舵机的特性研究

张翔　陈惊涛

摘 要：气动舵机由舵机气体分配器、舵机动作筒、舵组成，是制导武器的关键部件。它具有推力较大、可靠性高的优点。用于速度追踪制导规律的制导武器时，精度一般；用于比例制导规律的制导武器时，精度高。

关键词：气动舵机；速度追踪；比例制导

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

1 引言

舵机是制导武器的执行机构，按照制导武器的控制规律形成舵机驱动信号，控制舵面偏转，改变弹体运行轨迹，直至命中目标。目前，制导武器使用的舵机主要有三种：一种是液压舵机、第二种气动舵机、再一种是电动舵机。液压舵机的优点是推力大、可靠性高，缺点是体积大。气动舵机的优点是推力适中、体积下重量轻，缺点是控制关系复杂；电动舵机的优点是结构紧凑、维护方便，缺点是推力小。对大型制导武器一般使用液压舵机，500-1500公斤的制导武器一般使用气动舵机，500公斤以下的制导武器一般使用电动舵机。

2 某型气动舵机的构造与工作过程

四只舵机成 “×”形布局安装在尾部仪器舱副翼部件上，舵机的控制关系如图1所示，舵机的组成如图2所示。

该舵机由舵机气体分配器、舵机动作筒、舵组成。其中，气体分配器结构及控制电路由进气部件、转子衔铁部件、喷嘴、驱动线圈、永磁体，导磁体等高精度部件组成，如图3所示。舵机动作筒结构及电路则由活塞、活塞杆、密封部件、导向部件组成。反馈电位计主要由线绕可变电阻器、弹片、触电、滑架等组成，如图4所示。

舵机气体分配器的电路通过导线与控制部件连接，控制电压作用驱动线圈，使转子衔铁部件转动，带动喷嘴左右摆动分别对正前、后进气嘴。从进气部件来的燃气经喷嘴、前（或后）进气嘴、舵机动作筒内、推活塞带活塞杆前后运动，作用舵转动。线绕可变电阻器将活塞位置经导线反馈给控制部件。

3 某型制导武器舵机的特性分析

3.1 推力特性

该舵机动作筒的活塞直径约40mm，进气部件来的最大燃气压力约200kg/cm2。由F推=S活塞×P燃气，得最大推力大约2512 kg。

该舵机推力较大，舵转动及时、可靠，弹道改变快。

3.2 可靠性高

装备该舵机的制导武器，是按速度追踪的制导规律，制导弹体命中目标。导引头输出三个控制信号：0V、+XV、-XV。控制信号0V使舵机动作筒活塞处于中间位置、舵与副翼平行；控制信号+XV使舵机动作筒活塞处于最后位置、舵顺时针转约35°；控制信号-XV使舵机动作筒活塞处于最前位置、舵反时针转约35°。

控制信号简单，控制过程不复杂，使可靠性大大提高。

3.3制导精度一般

该舵机动作筒活塞在动作筒内只有三个位置，舵在副翼上也只有三个位置。没有控制信号时，舵在副翼上不转动，制导武器轨道不变化；有控制信号时，舵在副翼上顺时针（或反时针）转动到极限位置，制导武器轨道发生较大改变，往往修正过度再反修正。弹体在空中摆动较大，不稳定，影响制导精度。因此，采用速度追踪的制导规律制导的武器，命中概率CEP为5-7米。

4 舵机的改进

舵机的改进的基本思路是：保留该型舵机推力大、可靠性高的特点，提高制导精度。

利用舵机动作筒的可变电阻器，能将活塞位置经导线反馈给控制部件。控制部件将舵机动作筒活塞位置与导引头输出的控制信号比较，控制舵机气体分配器，使喷嘴燃气进量改变，从而控制活塞在舵机动作筒中的位置。

将改进后的舵机应用到比例制导规律制导的武器，命中概率CEP可提高到1-3米。

参考文献：

[1]苏亨.制导弹药舵机研究现状及其关键技术分析[J].飞航导弹， 2008（11）：46-59.

作者简介：张翔（1979-），男，河南信阳人，硕士，工程师，研究方向：航空武器作战效能分析。