新型可折叠双弹翼支架的设计及其动力学研究

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1、制造技术研究航天制造技术制造技术研究新型可折叠双弹翼支架的设计及其动力学研究钟世宏孙巍张崇耿乔园园赵亮许强（西安长峰机电研究所，西安710065）摘要：根据巡航导弹可折叠弹翼支架部件的工作特点和性能要求，提出弹翼转轴、展开机构、导向机构及燃气作动筒等部件的设计要点，对燃气作动筒安装型式和展开机构提出了新的设计思路，并对弹翼支架各主要构件的动力特性作了理论分析，给出支架部件全新的优化设计方案。关键词：可折叠弹翼；机构优化；动力特性DesignandDynamicsStudyofTwoBracketDeviceofNewTypeFoldingBombWingZhongShihongSun

2、WeiZhangChonggengQiaoYuanyuanZhaoLiangXuQiang(Xi’anChangfengResearchInstituteofMechanismandElectricity,Xi’an710065)Abstract：Accordingtotheworkconditionandstructurecharacteristicdemandforthefoldingbombwingbracketofcruisemissle,designgistsarepresented,includingthebombwingrotationaxis,expandedness

3、device,guidedeviceandgas-drivetube.Newdesignideaisproposedforthesettingtypeofgas-drivetubeanditsexpandednessframework,andthedynamicalcharacteristicsofthemaincomponentsofwingbracketareanalyzedtheoretically,whichprovideanewoptimizationdesignscheme.Keywords：foldingbombwing；deviceoptimization；dynam

4、icalcharacteristic1引言2可折叠双弹翼支架结构原理简述折叠弹翼技术在巡航导弹、飞航炸弹等领域广泛图1为某新型可折叠双弹翼支架结构示意图，燃应用，对改善武器平台的运载水平，提高武器装备战气作动筒的后端通过铰链O1安装在支架的基座上，活时机动性和生存几率，有非常重要的作用。折叠弹翼塞杆前端与滚珠直线导轨的滑块铰接，滑块推动左右支架作为该类武器装备的重要部件之一，除了能确保两侧的连杆，由连杆带动与弹翼固连为一体的摇杆绕弹翼由贮存时的折叠状态顺利展开至正常飞行状态自身轴线转动，最终实现弹翼的旋转展开。在展开过之外，还应对其展开过程的动力学特性提出更高的要程中，连杆呈二力杆受

5、力状态，作平面运动，驱动装求。介绍一种新型增力型折叠弹翼支架的设计方法，置亦呈二力杆受力状态，且可绕自身安装铰链摆动。以期为现有产品的轻量化设计以及未来可折叠翼巡由图1可知，设计方案中弹翼支架是以C-C为对称轴航导弹向大型化发展作出有益的探索。的完全对称结构。由于文章的篇幅所限，本文避开常规的强度、刚度等设计计算问题，仅论述与本机构密作者简介：钟世宏（1957-），高级工程师，机械制造工艺及自动化专业；研究方向：燃气作动筒与弹翼展开技术。收稿日期：2014-07-141制造技术研究2015年10月第5期切相关的结构型式问题。图1新型可折叠双弹翼支架结构示意图3可折叠弹翼在展开过程中产

6、生的气动升力升力F升的作用，在弹翼转轴上产生支反力N2和平衡力偶M反=N1·H，作旋转展开运动时，转轴部件所承受的在导弹发射升空前，可折叠弹翼呈折叠状态，发摩擦阻力，是径向力N1和轴向力N2综合作用的结果。射升空后，在燃气作动筒的推动下，旋转展开后转变在确定转轴与弹翼轴套之间的结构型式时，必须尽最为飞行工作状态的过程中，由折叠弹翼产生的气动升大可能消除摩擦阻力矩M所带来的负面作用，由摩z力随着弹翼展开角度的增大而逐渐增加。图2为不同擦阻力矩的计算式可知：飞行状态下，单侧弹翼展开时产生的气动升力F升与弹MNfR=⋅⋅（1）Z1翼旋转展开角θ的对应关系，横坐标为弹翼的展开角，式中：f——

7、弹翼转轴与弹翼轴套之间的摩擦系纵坐标为弹翼产生的气动升力F升，图例中的不同斜率数；R——弹翼转轴的半径。曲线代表产品飞行时的不同攻角值。100008000/N6000升F4000200008203040506070θ/(°)图3弹翼受力分析原理图图2弹翼展开时的气动升力曲线由式（1）知，在结构尺寸基本确定之后，只能4折叠弹翼转轴部件的设计通过降低弹翼转轴与弹翼轴套之间的摩擦系数来降低摩擦阻力矩MZ，而采用滚动摩擦结构无疑是较为理作为弹翼支架部件中极为重要的