气动式反操纵负载模拟器设计

杨得亮，孟 韩

(北京机械设备研究所，北京 100854)

引言

导弹在飞行过程中，舵面压心随飞行速度的变化在舵轴前后移动，当压心相对于舵轴处于飞行前方时，作用于舵面的铰链力矩方向与舵面偏转方向相同，加速舵面偏转，使得舵面偏转角度增大甚至发散，即反操纵[1-3]。由于飞行过程中导弹气动特性复杂，很难避免不会出现反操纵现象，因此，需要利用反操纵负载模拟器，在地面半实物仿真实验中模拟舵机在飞行过程中受到的反操纵力矩作用[4]。

按照加载方式的不同，反操纵负载模拟器可以分为机械式、电动式和电液式[5-7]，近年来集成化、复合化的发展趋势更加明显[8]。机械式负载模拟器主要利用弹性元件，力矩梯度不能任意调整[9]；电动式负载模拟器电子元器件较多，控制复杂，多余力矩大；电液式负载模拟器存在液压回路等易损件，结构复杂，维修困难，多余力矩不易消除[10-11]。气动式反操纵负载模拟器(以下简称“负载模拟器”)，以压缩空气或氮气为能源，采用曲柄滑块原理，模拟舵面受到的反操纵力矩。相对其他形式，气动式负载模拟器以高压气体为能源，动刚度低，多余力矩小，加载精度高，力矩梯度在设计范围内可任意调整，且操作简单，维护方便，可靠性高，尤其适用于中小功率舵机的反操纵测试。

1 主要技术指标

气动式负载模拟器的设计目的是为满足目前主流中小功率舵机的反操纵测试需求，主要技术指标见表1。

表1 主要技术指标

2 工作原理及设计原则

负载模拟器属被动加载装置，主要由被测系统、加载系统、转接轴、扭矩传感器等组成，如图1所示。……