气流谐振压电发电机用焊接环形压电振子

林瑞娥，彭小丽，朱雅鹏，雷军命

（西安机电信息技术研究所，陕西 西安 710065）

0 引言

气流谐振发电机是针对弹丸的工作环境而专门为引信设计的一种新式的物理电源。该发电机的气流谐振腔位于引信头部，气流谐振带动腔底的气压膜片振动，通过连杆将振动传递到C 形磁铁间隙中的铁质簧片，簧片振动时永磁体上的线圈输出电流，具有结构简单、成本低，以高速气流为能源的安全性等技术特性和优势。在谐振点时工作振动频率不再随速度增加而增加，振动发热量也不再增加，这一点显著优于旋转摩擦发热量随弹速增加的涡轮发电机，使之能在长时间高速飞行环境下正常工作，非常适合用于远射程弹药。美国早在20世纪70年代就对气流谐振发电机进行了系统研究，至今仍然用于所有远程火箭炮引信。我国上世纪90年代也做出了气流谐振发电机，并且在高速飞行时输出功率达到6 W 以上。但是该发电机尺寸较大，占去引信大约一半的体积，并且工作时会产生交变磁场，可能干扰电路的工作。

近几年国内一些高校和科研院所对气流谐振压电发电机进行了探索性研究，并取得一定的进展［1-4］。气流谐振压电发电机以压电膜片取代了膜片、传动机构、簧片、永磁体和线圈，体积、重量大幅下降，并且工作时不会产生交变磁场。但是，在高风速下长时间工作中容易出现压电陶瓷破裂、脱落等现象。为此，本文提出焊接环形压电振子。

1 气流谐振压电发电机原理

如图1所示，气流谐振压电发电机有环音振荡器和压电振子组成，环音振荡器有环形喷咀和谐振腔组成，谐振腔的头部有尖劈，压电振子固定在谐振腔的底部，采用的是周边固定支撑方式。……