[发明专利]一种可监测和优化颤振现象的折叠舵

说明书

本发明提供一种可监测和优化颤振现象的折叠舵，包括折叠模块、监测模块、处理分析模块以及驱动模块，通过被动监测和主动干预的方式去减轻或者消除振颤现象，具有实时性，不仅能够更加精确的分析制导武器飞行过程中折叠舵的振动情况，还能够在制导武器的折叠舵出现颤振问题时，通过主动干预的方式解决问题，避免发生结构破坏；由此可见，本发明能够实时监测制导武器飞行过程中折叠舵的振动情况，并通过计算机对数据分析和处理，主动干预去减轻或抵消折叠舵的振动，从而有效的防止颤振现象的发生，具有设计成本低、实时性高、可靠性高、安装方便且不会的对制导武器的原有结构和设备产生影响的优点。

技术领域

本发明属于具有折叠舵的导弹、火箭弹等武器领域，尤其涉及一种可监测和优化颤振现象的折叠舵。

背景技术

导弹弹翼和舵翼的颤振来源于弹性结构在气流中受到空气动力、弹性力和惯性力的耦合作用，是一种振幅不衰减的自激振动。当飞行速度超过颤振临界速度时，带有升力面的弹翼和舵片，其振幅和动应力很大，可能导致结构迅速破坏，使导弹失去控制。

弹翼和舵片的弯曲刚度和扭转刚度是影响颤振的主要因素之一。尤其对于折叠舵来说，因为折叠舵不是一体式模型，在展开锁死后仍存在间隙，使折叠舵能够小幅度的振动，折叠舵的这种特性会加剧颤振现象，更容易发生破坏，因此，折叠舵的颤振问题必须解决才能保证武器能够有效的打击目标。

目前，解决颤振问题的最有效的方法是进行试验分析，但是试验需要设计、加工、组装、调试等一系列工序才能进行，特别是在试验发现未解决问题后，还需新一轮的试验。试验分析时间周期长，成本高，不合适在设计阶段应用。

除试验分析外主要方法是通过非定常气动力理论分析或者动力学有限元进行分析，两者都不能精确的模拟导弹模型和飞行环境，会存在一定的误差。

发明内容

为解决导弹在飞行过程中折叠舵颤振带来的结构破坏问题，本发明提供一种可监测和优化颤振现象的折叠舵，可以实时监测飞行过程中折叠舵片的颤振情况，并且可以实时的减轻和抵消颤振现象，使折叠舵片自激振动的振幅和应力不能积累。

一种可监测和优化颤振现象的折叠舵，包括折叠模块、监测模块、处理分析模块以及驱动模块，其中，监测模块与驱动模块内置于折叠模块中；

所述监测模块用于通过正压电效应将折叠模块的自激振动转换为电信号，且电信号的频率和幅值与折叠模块振动的频率和幅值相关；所述处理分析模块用于根据所述电信号生成驱动信号，并通过逆压电效应使驱动模块在驱动信号的激励下产生振动，且驱动模块的振动频率与折叠模块的振动频率相同，相位相反，以减轻或抵消折叠模块的自激振动，避免颤振现象的产生。

进一步地，所述折叠模块包括折叠舵片4、两个盖板6、两个扭簧7、两个弹簧8、两个限位销9、固定舵片10；其中，固定舵片10包括一体成型的主板和主轴，且主板上开有销孔；折叠舵片4下部开有与固定舵片10形状匹配的凹槽，且固定舵片10布置于所述凹槽中，同时，折叠舵片4与主板上销孔相对的位置也设有销孔；

两个扭簧7分别套在固定舵片10的主轴两端，且各扭簧7的一端固接于折叠舵片4，另一端固接于固定舵片10，两个端盖6再分别将两个扭簧7压紧在折叠舵片4上，使得折叠舵片4能够绕固定舵片10的主轴折叠和展开；两个弹簧8放入固定舵片10的销孔中，同时将限位销9放置在弹簧8上，并将限位销9按压入固定舵片10的销孔中；

制导武器出筒前，折叠舵片4受发射筒限制处于折叠状态，且扭簧7和弹簧8均处于预紧状态；制导武器出筒后，折叠舵片4不受发射筒限制，扭簧7的预紧力使折叠舵片4逐渐展开，当折叠舵片4和固定舵片10处于同一平面时，固定舵片10的销孔和折叠舵片4的销孔对齐，弹簧8的预紧力将限位销9从固定舵片10的销孔推入折叠舵片4的销孔中，进而锁死折叠舵片4。