气动陀螺舵的稳定原理及退役陀螺的利用

　　气动陀螺舵的稳定原理及退役陀螺的利用薛晓中0糜志浩1魏靖彪电立新1沈坚平潘永平，南京理工大学动力工程学院，南京210094航空弹药勤务研宄所，南京210037舵的平衡转速达式，为解决某型导弹退役时其零部件的再利用问提出了改进的措施。

　　据国家有关部门指精神，父型导弹己到使用寿命，即将从部队退役，但该型导弹的计多零部件材质优加工精度高使用性能好，仍可以应用在同类或其它武器装备上，是个宝贵的资源财富。退役装备零部件的再利用问应引起领导部门和武器设计部门的重视。

　　型导弹采用俯仰和偏航两个通道的控制，而在横滚回路上利用安装在翼稍后缘处就该气动陀螺和它的孙特性质，试阁应用于某武器的制导系统。

　　1气动陀螺舵的稳定原理型导弹只有对舵面，每对舵面只能同方向偏转，而不能差动。这对舵面可操纵导弹作俯仰与偏航运动，但不能控制导弹的滚转。当导弹在空中运动时，由于受弹体制造和配的误差产生的气动外形不对称，或者受外界千扰等原因，使导弹发生横滚运动。这种横滚运动有可能干扰俯仰和偏航的控制。因此，必须控制导弹横滚角速度的大小。在设计时，在导弹弹翼的翼稍后缘安装了个气动陀螺舵。

　　导弹在空中运动时，气动陀螺舵受迎面气流的吹动而作速旋转，转速，可高达3 44，1.1得弹不发生滚转，气动陀螺舵是尾翼的部分，舵面4沾面平行。当导弹受扰动后发生滚转时。根据陀螺的进动性。陀螺的转轴在陀螺力矩财，的作用下向滚转角速度7方向进动。迫使气动陀螺舵面围绕航轴偏转，并与尾翼面成角。舵面偏转后方面形成了陀螺阻尼力矩，另方面也产生了气动铰链力矩财当陀螺力矩从与气动铰链力矩柯平衡时它面偏转角达到稳态值由可以看出它螺舵产生的陀螺阻尼力矩方向与导弹的滚转角速度7的方向相反。所以是阻尼导弹横滚的阻尼力矩，在横滚回路中起稳定作用。

　　设父父型导弹气动陀螺舵的极转动惯量为。，则其陀螺力矩的达式为其方向超前矢积，y790，设气动陀螺舵的压心至舵轴的距离为6，则当陀螺力矩私与铰链力矩场平衡时，单个气动陀螺舵的升力广有如下4片气动陀螺舵的升力对弹轴取矩，便得到陀螺阻尼力矩此陀螺阻尼力矩似有如下近似达式当气动陀螺舵自转并同时摆动，由于陀螺面附近流场的变化，而产生了马格努斯力和力矩。4格努断达式为其中，为陀螺的直径，兄为陀螺舵的面积。马格努斯力矩方向与舵转轴垂直。

　　4片气动陀螺舵的马格努斯力矩对弹轴的力矩为陀螺马格努斯阻尼力矩财，陀螺马格努斯阻尼力矩於有如下近似达式，2导弹横滚运动的特性在气动陀螺舵阻尼的情况下，导弹横滚运动方程为因为锾。远小。，和，所以方程可简化为则导弹横滚运动方程有如简化形式。

　　解之，可得7=冲，5，桕。般情况下。，以则式变为由上式可在气动陀螺舵的作用下，导弹受干扰后的横滚转速迅速衰减。衰减速度取决量和全展长1成正比，与导弹的极转动惯量成反比。转速，愈高，衰减得愈快；陀螺航由上面的分析知，气动陀螺舵的转速，对导弹横滚转速的衰减起到至关重要的作用。

　　那么，如何提1与哪姻素打4此我们从建立气动陀螺舶的转，7程尹来讨论其，的性质。

　　气动陀螺舵的转速方程般可为，从州=57抓012=，1.出而。1.1称为气动导转力矩系数1为陀螺舵的极阻尼力矩系数，求解方程，可得若设5=0时，=00，则积分常数，为，=0女。=将其代入12随着时间和弹道弧长的，加，气动陀螺航将到达平衡转速该平衡转速取决于导弹螺舵的转速也将限制在定的范围内，不能无限地增大。导弹的飞行速度愈大，气动陀螺舵3报废资源的再利用型导弹己从部队退咫存在大，1资源的报废问。山控制舵纪调和舵面气动陀螺舵等部件都设计得重量轻体积小性能优良。如果将这些报废资源再利用，则将是节省材料，节省资金的好事。

　　设想将该型导弹的舵机尾翼和气动陀螺舵应用在某武器的改造上。则可每枚弹的改造成木节约近力儿。对于大批的武器改造来说，己笔小数目了。似某武器的极转动惯量，转大。其极转动惯量是型导弹的倍左右。由衰减因子可以看出，在气动陀螺蛇的诸结构运动特性不变时，也将缩小倍左右。这将大大地削弱了该型武器的横滚稳定性。

　　为了不影响某武器改造后的横滚稳定性，本文提出了项改进的措施其是将气动陀螺航的材料由原来的错合金改为合金钢；其是，加气动陀螺舵的展长，1.1给出经这武器质量弹径dni弹长陀螺展长陀螺比重ykgDm衰减因子※※导弹※※改造武器由1可以看出，经改造后的衰减因子与原型导弹接近，预计该改造武器也会有较好的横滚稳定性。

　　1浦发。外弹道学。北京国防工业出版社，1989