[发明专利]一种40毫米自带气源气动式舵机系统

说明书

本发明公开一种40毫米自带气源气动式舵机系统，以高压氮气为工作能源，高速响应导弹的控制指令操纵舵翼偏转，配套于40毫米微小型灵巧制导弹，飞行中利用高压氮气产生的气动力，控制导弹姿态与飞行方向，使导弹沿着规定弹道飞行的一种超小型机电系统，压缩空气过渡腔用于存储组合高压气瓶内释放的高压气体，溢流阀用于保持压缩空气过渡腔内的恒定气压，舵翼传动机构与对应的舵翼连接，驱动器与气动转换装置之间电连接，通过驱动器控制气动转换装置将压缩空气过渡腔内的高压气释放到活塞体所在的缸体内，活塞体推动舵翼传动机构运动带动舵翼绕锁定销转动，改变导弹的姿态与飞行方向。

技术领域

本发明一种40毫米自带气源气动式舵机系统，属于导弹制导舵机技术领域，具体涉及一种采用自带气源冷气式气动舵机控制，使导弹沿着规定弹道飞行的一种超小型机电系统。

背景技术

40毫米微小口径的灵巧制导弹药(当前国际最小口径的导弹系统)最重要的特点就是外形体积小，低成本，而且有制导能力。其对控制系统的主要部件之一舵机的要求是高响应、小体积、电磁干扰小、对导弹总体的适应性强等特点。

目前可以采用的控制方案有两种，即舵机系统采用无刷电机加齿轮减速机构的方案或直线电机直接驱动，两种方案的主要缺点是受弹上狭小空间的约束，工程化设计过程中，直流无刷电机的功率密度过高，超出现有电磁材料技术要求，控制响应特性慢；舵机舵翼偏转力矩完全依靠电机输出扭矩，电机频繁正反向转换工作电流大，对导弹总体的电源要求功率高，在规定的狭小空间内布置的电源工作时间短，且对其它控制部件电磁干扰大，影响导弹的射程与工作可靠性。受此影响，目前微小导弹的口径都大于40毫米。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了一种40毫米自带气源气动式舵机系统，以高压氮气为工作能源，高速响应导弹的控制指令操纵舵翼偏转，配套于40毫米微小型灵巧制导弹，飞行中利用高压氮气产生的气动力，控制导弹姿态与飞行方向，使导弹沿着规定弹道飞行的一种超小型机电系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种40毫米自带气源气动式舵机系统，包括舵机、舵翼和弹簧展开机构，所述舵翼通过锁定销铰接在舵机内，所述弹簧展开机构位于舵机内，所述弹簧展开机构的一端连接在舵翼上，所述弹簧展开机构的另一端设置在舵机内，且所述舵翼在非工作状态下能收缩在舵机内，还包括驱动器、舵翼传动机构、气动转换装置、溢流阀、组合高压气瓶、压缩空气过渡腔和活塞体，所述舵机的外径为40毫米，所述组合高压气瓶设置在舵机内，所述组合高压气瓶的出气口侧设置有压缩空气过渡腔，所述压缩空气过渡腔用于存储组合高压气瓶内释放的高压气体，所述压缩空气过渡腔上设置有溢流阀，所述溢流阀用于保持压缩空气过渡腔内的恒定气压，多个所述活塞体平行于舵机轴向设置，每个所述活塞体所在的缸体与压缩空气过渡腔之间均通过气动转换装置连通，每个所述活塞体的作用端均连接有舵翼传动机构，所述舵翼传动机构与对应的舵翼连接，所述驱动器设置在舵机尾部，所述驱动器与气动转换装置之间电连接，通过驱动器控制气动转换装置将压缩空气过渡腔内的高压气释放到活塞体所在的缸体内，所述活塞体推动舵翼传动机构运动带动舵翼绕锁定销转动，改变导弹的姿态与飞行方向。

所述气动转换装置为电磁阀，所述电磁阀的动态特性响应时间≤6毫秒。

所述组合高压气瓶内的高压气体为氮气，且所述组合高压气瓶内的氮气量能满足活塞体所在的缸体工作20秒以上。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果。

第一、本发明结构外形小型化设计，外形尺寸直径40毫米、长度为85毫米，可以直接应用到直径40毫米口径的灵巧制导弹药武器系统。

第二、本发明动态特性达到响应时间≤6毫秒，输出扭矩大于0.01牛米，可以极大提供40毫米口径的灵巧制导弹药武器系统的控制特性。

第三、本发明有效工作时间提高到20秒以上，对配套的适应性更强，可以配套于除40毫米口径的灵巧制导弹药武器系统以外的其它导弹平台。