RU2184927C1 - Guided missile and servo unit for it - Google Patents

Guided missile and servo unit for it Download PDF

Info

Publication number
RU2184927C1
RU2184927C1 RU2000131794/02A RU2000131794A RU2184927C1 RU 2184927 C1 RU2184927 C1 RU 2184927C1 RU 2000131794/02 A RU2000131794/02 A RU 2000131794/02A RU 2000131794 A RU2000131794 A RU 2000131794A RU 2184927 C1 RU2184927 C1 RU 2184927C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
washer
steering
piston
power cylinder
Prior art date
Application number
RU2000131794/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Шипунов
В.И. Бабичев
Е.К. Колоницкий
В.С. Фимушкин
К.П. Евтеев
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority to RU2000131794/02A priority Critical patent/RU2184927C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2184927C1 publication Critical patent/RU2184927C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: guided artillery ammunition. SUBSTANCE: the guided missile has a body, cruciform-arranged rotary aerodynamic control surfaces, frame with a high-pressure gas container, gas pressure regulator and four servo units communicating through gas line passages and kinematically linked with the control surface drive shafts. The missile is provided with drives for resetting of the control surfaces to the zero position relative to its longitudinal axis, kinematically linked with the control surface drive shafts. The servo units are made in the form of one-way action gas engines and arranged in pairs on the two sides relative to the axes of the drive shafts that are installed in the frame radial holes and made with journals, in whose end face grooves hinge-mounted are the control surfaces for folding in the body. Each servo unit is coupled to the control surface drive shaft by a linkage, whose one end is rigidly coupled, to the side lever of the drive shaft, and the other is hinge-mounted in the servo unit rod. A gas pressure regulator for a precise regulation is installed in the gas line between the gas container and the gas pressure regulator. The servo unit has a piston gas engine, ball lock engageable with the armature pusher of the plunger electromagnet. The gas engine is made in the form of a one- way action power cylinder and provided with a drive for resetting the piston. This drive is positioned in the cylinder on the side of the piston rod and made in the form of a lock washer secured in the cylinder by a sleeve, spring located in the sleeve and a movable washer located between the spring and the lock washer and engageable with the shoulder of the piston rod. The ball lock is made of successively installed in the power cylinder on the side of the piston working end face and secured by the electromagnet body thrust washer, inlet constrictor, guide bushing with a splined hole in which the ball is installed, and an outlet constrictor. The inlet constrictor is made in the form of a washer with a location for the ball formed by a blind axial hole communicating with the inlet radial holes of the power cylinder through a diametrical hole and through holes parallel to the axis of the inlet constrictor. The outlet constrictor is made in the form of a washer with a location for the ball formed by a through axial hole positioned in which is the pusher of the electromagnet armature, and an outlet cavity formed by the end face undercutting on the side of the electromagnet and communicating with the outlet radial holes of the power cylinder through radial holes. The inlet constrictor, guide bushing and the outlet constrictor are sealed in the power cylinder by sealing collars. The clearance between the piston non-working end face and the lock washer does not exceed the clearance between its working end face and the thrust washer. EFFECT: reduced overall dimensions and mass of the missile control module due to realization of the three-position control law. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретения относятся к области ракетостроения и могут быть использованы в управляемых снарядах (УС), преимущественно артиллерийских УС, с большой (до нескольких десятков километров) дальностью полета. The invention relates to the field of rocket science and can be used in guided missiles (US), mainly artillery US, with a large (up to several tens of kilometers) flight range.

Известно устройство управления полетом [1] ракеты с крестообразно расположенными поворотными аэродинамическими рулями, которые установлены на осях складывания в шпангоуте корпуса ракеты. В этом устройстве каждый руль приводится в действие своей рулевой машиной, поэтому область рационального применения устройства - стабилизированные по крену ракеты и снаряды. A device for controlling the flight [1] of a rocket with crosswise located rotary aerodynamic rudders that are installed on the folding axes in the frame of the rocket body. In this device, each steering wheel is driven by its own steering machine, so the area of rational use of the device is roll-stabilized rockets and shells.

Рулевая машина устройства управления полетом [1] содержит электродвигатель, выходной вал которого связан с рулем зубчатым редуктором и кулачковым механизмом. Однако с точки зрения использования во вращающихся УС электрические рулевые приводы уступают газовым по габаритно-массовым характеристикам. Для вращающихся снарядов необходимы рулевые приводы с более высоким быстродействием, а следовательно, большей мощности. Длительность работы рулевых приводов УС с дальностью полета до нескольких десятков километров исчисляется минутами. В этих условиях преимущество газового привода, обусловленное меньшими объемом и массой (с учетом габаритов и массы бортового источника питания привода), приходящимися на единицу мощности, становится особенно весомым фактором. The steering machine of the flight control device [1] contains an electric motor, the output shaft of which is connected to the steering wheel by a gear reducer and a cam mechanism. However, from the point of view of using electric rotary actuators in rotating control gears, gas steering is inferior to gas ones in terms of overall mass characteristics. For rotating shells, steering gears with higher speed, and therefore more power, are needed. The duration of the steering gear drives with a flight range of up to several tens of kilometers is calculated in minutes. Under these conditions, the advantage of a gas drive, due to the smaller volume and mass (taking into account the dimensions and mass of the onboard power supply of the drive) per unit power, becomes a particularly significant factor.

Наиболее близка к заявляемому УС по совокупности существенных признаков управляемая ракета, реализующая способ управления [2]. Ракета содержит корпус, крестообразно расположенные поворотные аэродинамические рули, шпангоут с размещенным на нем газовым рулевым приводом. Рулевой привод состоит из сообщенных каналами газовой магистрали газового аккумулятора давления, газового редуктора и четырех рулевых машин, каждая из которых выполнена в виде газового двигателя двухстороннего действия и кинематически связана с осью одного из аэродинамических рулей. Closest to the claimed CSS in terms of the essential features of a guided missile that implements a control method [2]. The missile contains a housing, cross-shaped rotary aerodynamic rudders, a frame with a gas steering gear located on it. The steering drive consists of a gas pressure accumulator communicated by the channels of the gas main, a gas reducer, and four steering machines, each of which is designed as a double-acting gas engine and kinematically connected to the axis of one of the aerodynamic rudders.

Ракета имеет релейный закон управления, при котором каждый руль совершает непрерывное колебательное вращение от упора до упора с частотой управления. Команда управления реализуется как разница времен нахождения руля на противоположных упорах, соответственно при нулевой команде эти времена равны. Поэтому недостаток релейного закона управления и реализующего его рулевого привода - наличие постоянного расхода рабочего тела из газового источника питания, что при функционировании рулевого привода УС в течение нескольких минут обусловливает необходимость соответствующего увеличения габаритов и массы газового аккумулятора давления. При этом рабочее тело в рулевом приводе расходуется и при нулевой команде управления. Это нерационально по сравнению с трехпозиционным законом управления, когда при нулевой команде управления рули установлены в среднее положение, а расход рабочего тела в рулевом приводе отсутствует. Кроме того, рули ракеты при релейном законе управления практически постоянно находятся в отклоненном положении, что увеличивает лобовое сопротивление ракеты. The rocket has a relay control law, in which each wheel performs a continuous oscillatory rotation from lock to lock with a control frequency. The control command is implemented as the difference in the times the rudder is on the opposite stops, respectively, with a zero command, these times are equal. Therefore, the disadvantage of the relay control law and the steering drive that implements it is the presence of a constant flow of the working fluid from the gas power source, which, when the CSS steering drive operates for several minutes, necessitates a corresponding increase in the dimensions and mass of the gas pressure accumulator. In this case, the working fluid in the steering drive is consumed even with a zero control command. This is irrational in comparison with the three-position control law, when, with a zero control command, the rudders are set to the middle position, and there is no flow of the working fluid in the steering drive. In addition, the rudders of a rocket with a relay control law are almost always in a deviated position, which increases the drag of the rocket.

Каждая рулевая машина ракеты, реализующей способ управления [2], выполнена в виде силового цилиндра двухстороннего действия, управляемого газовым распределительным устройством, в котором шаровой затвор взаимодействует с толкателем якоря втяжного электромагнита. Поршень силового цилиндра при наполнении рабочим телом одной рабочей полости занимает соответствующее крайнее положение, а при наполнении другой - противоположное крайнее положение, что и позволяет реализовать релейный закон управления рулевым приводом. При этом регулирование потока рабочего тела осуществляется шаровым затвором только в одной рабочей полости (большего объема), а вторая рабочая полость (меньшего объема) постоянно наполнена. Перемещение поршня в сторону регулируемой рабочей полости осуществляется при ее опорожнении за счет разности площадей рабочих торцев поршня. Необходимость преодоления силы сопротивления постоянно наполненной рабочей полости меньшего объема обусловливает примерно трехкратную разницу площадей рабочих торцев поршня, так как создаваемому при этом рулевой машиной усилию противодействует усилие со стороны наполненной полости и нагрузка, создаваемая аэродинамическим рулем. Следовательно, объем большей рабочей полости, через которую происходит расход рабочего тела, также примерно в три раза больше потребного. Поэтому эта рулевая машина с силовым цилиндром двухстороннего действия, реализующая релейный закон управления, требует большого расхода рабочего тела, что увеличивает габариты источника питания рулевого привода. Each rocket steering machine that implements the control method [2] is made in the form of a double-acting power cylinder controlled by a gas switchgear in which the ball valve interacts with the retractor electromagnet armature pusher. When filling a working cylinder with a working fluid, one working cavity occupies the corresponding extreme position, and when filling with the other, it occupies the opposite extreme position, which makes it possible to implement the relay law of steering control. At the same time, the flow of the working fluid is controlled by a ball valve in only one working cavity (larger volume), and the second working cavity (smaller volume) is constantly filled. The piston is moved towards an adjustable working cavity when it is emptied due to the difference in the area of the working ends of the piston. The need to overcome the resistance force of a constantly filled working cavity of a smaller volume makes about three times the difference in the area of the working ends of the piston, since the force generated by the steering machine is counteracted by the force from the side of the filled cavity and the load created by the aerodynamic steering wheel. Therefore, the volume of the larger working cavity through which the flow of the working fluid occurs is also about three times larger than the required volume. Therefore, this steering machine with a double-acting power cylinder, which implements the relay control law, requires a large flow of the working fluid, which increases the dimensions of the power source of the steering drive.

Решаемая заявляемыми устройствами задача - улучшение габаритно-массовых характеристик УС, а именно уменьшение габаритов и массы отсека управления за счет реализации трехпозиционного закона управления. Solved by the claimed devices, the task is to improve the overall mass characteristics of the CSS, namely the reduction of the dimensions and mass of the control compartment due to the implementation of the three-position control law.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в заявляемый УС, содержащий корпус, крестообразно расположенные поворотные аэродинамические рули, шпангоут с сообщенными каналами газовой магистрали газовым аккумулятором давления, газовым редуктором и четырьмя рулевыми машинами, кинематически связанными с приводными валами рулей, снабжен приводами возврата рулей в нулевое относительно его продольной оси положение, кинематически связанными с приводными валами рулей. При этом рулевые машины выполнены в виде газовых двигателей одностороннего действия и попарно расположены с двух сторон относительно осей приводных валов, которые установлены в радиальных отверстиях шпангоута, жестко связаны попарно осями и выполнены с цапфами, в торцевых пазах которых с возможностью складывания в корпус шарнирно установлены рули, и боковыми рычагами, расположенными на цапфах. Каждая рулевая машина кинематически связана с приводным валом руля тягой, один конец которой жестко связан с боковым рычагом, а другой - шарнирно установлен в штоке рулевой машины. В газовой магистрали между газовым аккумулятором давления и газовым редуктором установлен газовый редуктор точного редуцирования. The solution to this problem is achieved by the fact that in the claimed CSS containing a cross-shaped rotary aerodynamic rudders, a frame with communicated channels of the gas line with a gas pressure accumulator, a gas reducer and four steering machines kinematically connected with the drive shafts of the rudders, it is equipped with rudder return drives to zero relative to its longitudinal axis, the position kinematically connected with the drive shafts of the rudders. In this case, the steering machines are made in the form of single-acting gas engines and are arranged in pairs on two sides relative to the axes of the drive shafts that are installed in the radial holes of the frame, rigidly connected in pairs by axes and made with pins, in the end slots of which the steering wheels are pivotally mounted in the housing , and side levers located on the pins. Each steering machine is kinematically connected to the power shaft of the steering wheel by a thrust, one end of which is rigidly connected to the side lever, and the other is pivotally mounted in the stem of the steering machine. In the gas line between the gas pressure accumulator and the gas reducer, a gas reducer of precise reduction is installed.

Кроме того, решение поставленной задачи достигается тем, что в заявляемой рулевой машине, содержащей поршневой газовый двигатель, шаровой затвор, взаимодействующий с толкателем якоря втяжного электромагнита, газовый двигатель выполнен в виде силового цилиндра одностороннего действия и снабжен приводом возврата поршня в исходное положение. Этот привод размещен в силовом цилиндре со стороны штока поршня и выполнен в виде закрепленных в силовом цилиндре стаканом ограничительной шайбы, размещенной в стакане пружины и взаимодействующей с уступом штока поршня подвижной шайбы, расположенной между пружиной и ограничительной шайбой. Шаровой затвор выполнен из последовательно установленных в силовом цилиндре со стороны рабочего торца поршня и закрепленных корпусом электромагнита упорной шайбы, входного дросселя, направляющей втулки со шлицевым отверстием, в котором установлен шарик, и выходного дросселя. Входной дроссель выполнен в виде шайбы с посадочным местом для шарика, образованным глухим осевым отверстием, сообщающимся через диаметральное отверстие с входными радиальными отверстиями силового цилиндра, и сквозными параллельными оси входного дросселя отверстиями. Выходной дроссель выполнен в виде шайбы с посадочным местом для шарика, образованным сквозным осевым отверстием, в котором расположен толкатель якоря электромагнита, и выходной полостью, образованной торцевым поднутрением со стороны электромагнита и сообщенной радиальными отверстиями с выходными радиальными отверстиями силового цилиндра. При этом входной дроссель, направляющая втулка и выходной дроссель герметизированы в силовом цилиндре уплотнительными манжетами. Зазор между нерабочим торцем поршня и ограничительной шайбой выполнен не большим зазора между его рабочим торцем и упорной шайбой. In addition, the solution of the problem is achieved by the fact that in the inventive steering machine containing a reciprocating gas engine, a ball valve interacting with a pusher of the armature of the retractable electromagnet, the gas engine is made in the form of a single-acting power cylinder and is equipped with a drive to return the piston to its original position. This drive is placed in the power cylinder on the side of the piston rod and is made in the form of a restrictive washer fixed in the power cylinder, placed in the spring cup and interacting with the piston rod step of the movable washer located between the spring and the limit washer. The ball valve is made of sequentially installed in the power cylinder on the side of the working end of the piston and secured by a thrust washer, an input throttle, a guide sleeve with a spline hole in which the ball is installed, and an output throttle fixed by the electromagnet body. The inlet throttle is made in the form of a washer with a seat for the ball formed by a blind axial hole communicating through the diametrical hole with the inlet radial holes of the power cylinder and through holes parallel to the axis of the inlet throttle. The output choke is made in the form of a washer with a seat for the ball formed by a through axial hole in which the pusher of the armature of the electromagnet is located, and an output cavity formed by an end undercut from the side of the electromagnet and communicated by radial holes with output radial holes of the power cylinder. In this case, the inlet throttle, the guide sleeve and the output throttle are sealed in the power cylinder by sealing cuffs. The gap between the non-working end of the piston and the restrictive washer is made not greater than the gap between its working end and the thrust washer.

Конструкции заявляемых устройств пояснены чертежами, где на фиг.1 показан продольный разрез УС; на фиг.2 - вид на шпангоут корпуса со стороны головной части УС; на фиг.3 - местный разрез шпангоута по оси приводных валов рулей; на фиг.4 - вид на шпангоут корпуса со стороны хвостовой части УС; на фиг.5 - продольный осевой разрез рулевой машины. The design of the claimed devices is illustrated by drawings, where figure 1 shows a longitudinal section of the CSS; figure 2 is a view of the frame of the housing from the side of the warhead; figure 3 is a local section of the frame along the axis of the drive shafts of the rudders; figure 4 is a view of the frame of the body from the tail of the CSS; figure 5 is a longitudinal axial section of the steering machine.

В корпусе 1 заявляемого УС закреплен (например, радиальными винтами) шпангоут 2, в радиальных отверстиях которого установлены четыре приводных вала 3, жестко связанных попарно осями 4 посредством штифтов 5. В пазах цапф приводных валов 3 на осях складывания 6 установлены аэродинамические рули 7, раскрывающиеся через пазы в корпусе 1. Цапфы приводных валов 3 снабжены боковыми рычагами 8. In the housing 1 of the claimed CSS, a frame 2 is fixed (for example, by radial screws), in the radial holes of which are four drive shafts 3, rigidly connected in pairs by the axles 4 by means of pins 5. In the grooves of the trunnions of the drive shafts 3, the aerodynamic rudders 7 are installed on the axles of folding 6, which open through the grooves in the housing 1. The axles of the drive shafts 3 are equipped with side levers 8.

На переднем торце шпангоута гайками 9 закреплены четыре рулевых машины 10, расположенных попарно с двух сторон относительно связанных приводных валов 3. Каждая рулевая машина 10 кинематически связана с боковым рычагом 8 приводного вала 3 тягой 11, один конец которой жестко закреплен гайками 12 и 13 в отверстии бокового рычага 8, а другой - шарнирно установлен на оси 14 в штоке поршня 15 рулевой машины 10. Таким образом, рулевые машины 10 кинематически связаны попарно через приводные валы 3 и оси 4, при этом каждая рулевая машина 10 обеспечивает поворот пары аэродинамических рулей 7 только в одну сторону от нулевого (среднего) положения, при котором хорда рулей 7 совпадает с продольной осью УС. Перемещение каждой пары рулей 7 в нулевое положение осуществляется приводами возврата рулей, которые в заявляемых устройствах выполнены в виде пружин 16 и конструктивно совмещены с рулевыми машинами 10. Four steering machines 10 are mounted on the front end of the frame by nuts 9, arranged in pairs on both sides relative to the connected drive shafts 3. Each steering machine 10 is kinematically connected to the lateral lever 8 of the drive shaft 3 by a rod 11, one end of which is rigidly fixed by nuts 12 and 13 in the hole the side lever 8, and the other is pivotally mounted on the axis 14 in the piston rod 15 of the steering machine 10. Thus, the steering machines 10 are kinematically coupled in pairs through the drive shafts 3 and the axis 4, with each steering machine 10 turning s aerodynamic control surfaces 7, only one side of the zero (middle) position in which the chord rudders 7 coincides with the longitudinal axis of the CSS. The movement of each pair of rudders 7 to the zero position is carried out by the rudder return drives, which in the inventive devices are made in the form of springs 16 and are structurally combined with steering machines 10.

В резьбовых отверстиях заднего торца шпангоута 2 закреплены газовый аккумулятор давления 17, газовые редукторы предварительного 18 и точного 19 редуцирования. Каналы газовой магистрали: газовый аккумулятор давления 17 - редуктор предварительного редуцирования 18 - редуктор точного редуцирования 19 - рулевые машины 10, выполнены в виде отверстий 20 в шпангоуте 2, расположенных на разных уровнях по его толщине (на фиг.4 отверстия 20 условно показаны пунктирными линиями). Герметичность газовой магистрали обеспечивают резьбовые заглушки 21 отверстий 20. Газовый аккумулятор давления 17 приводится в действие пиротехническим механизмом пуска 22. In the threaded holes of the rear end face of the frame 2, a gas pressure accumulator 17, gas reducers of a preliminary 18 and an exact 19 reduction are fixed. Gas main channels: pressure gas accumulator 17 — preliminary reduction gearbox 18 — precision reduction gearbox 19 — steering machines 10 made in the form of holes 20 in the frame 2 located at different levels along its thickness (in FIG. 4, holes 20 are conventionally shown by dashed lines ) The tightness of the gas line is provided by threaded plugs 21 of the holes 20. The gas pressure accumulator 17 is driven by the pyrotechnic starting mechanism 22.

Заявляемая рулевая машина (см. фиг.5) конструктивно выполнена отдельной сборкой, базовой деталью которой служит корпус 23, выполненный в виде силового цилиндра газового двигателя одностороннего действия с поршнем 15. Со стороны нерабочего торца поршня 15 (со стороны его штока) в корпусе 23 размещен привод возврата поршня в исходное положение, состоящий из ограничительной шайбы 24, подвижной шайбы 25, взаимодействующей с уступом штока поршня 15, пружины 16 и стакана 26, которым ограничительная шайба 24 и пружина 16 закреплены в корпусе 23. The inventive steering machine (see Fig. 5) is structurally made as a separate assembly, the base part of which is a housing 23 made in the form of a power cylinder of a single-acting gas engine with a piston 15. On the side of the inactive end of the piston 15 (from the side of its rod) in the housing 23 a piston return actuator is placed, consisting of a restriction washer 24, a movable washer 25, interacting with a ledge of the piston rod 15, spring 16 and cup 26, by which the restriction washer 24 and spring 16 are fixed in the housing 23.

С противоположного торца корпуса 23 установлено газовое распределительное устройство в виде шарового затвора, приводимого в действие втяжным электромагнитом 27, якорь 28 которого снабжен толкателем 29, взаимодействующим с шариком 30. Шаровой затвор состоит из последовательно установленных упорной шайбы 31, входного дросселя 32, направляющей втулки 33 для шарика 30 и выходного дросселя 34, закрепленных электромагнитом 27 в корпусе 23. From the opposite end of the housing 23, a gas switchgear is installed in the form of a ball valve driven by a retractable electromagnet 27, the armature 28 of which is equipped with a pusher 29 that interacts with the ball 30. The ball valve consists of a thrust washer 31 installed in series, an input choke 32, a guide sleeve 33 for the ball 30 and the output choke 34, fixed by an electromagnet 27 in the housing 23.

Входной дроссель 32, выполненный в виде шайбы, имеет посадочное место для шарика 30, образованное глухим центральным отверстием 35, сообщающимся через диаметральное отверстие 36 с входными отверстиями 37 силового цилиндра, выполненными в корпусе 23. Кроме того, входной дроссель 32 имеет сквозные параллельные его оси отверстия 38 (на фиг.5 показаны пунктирной линией, так как расположены вне плоскости разреза), которые сообщают полость 39 шарового затвора с рабочей полостью 40 силового цилиндра через отверстие в упорной шайбе 31. The inlet throttle 32, made in the form of a washer, has a seat for the ball 30, formed by a blind central hole 35, communicating through the diametrical hole 36 with the inlet openings 37 of the power cylinder, made in the housing 23. In addition, the inlet choke 32 has through parallel to its axis holes 38 (shown in FIG. 5 by a dashed line, since they are located outside the section plane) that communicate the cavity 39 of the ball valve with the working cavity 40 of the power cylinder through the hole in the thrust washer 31.

Направляющая втулка 33 выполнена в виде шайбы с центральным шлицевым отверстием, в котором установлен шарик 30, направляющими для которого служат ребра шлицев. The guide sleeve 33 is made in the form of a washer with a central spline hole in which a ball 30 is mounted, the guides for which are the ribs of the splines.

Выходной дроссель 34 выполнен в виде шайбы с центральным отверстием, в котором расположен толкатель 29 якоря 28 электромагнита 27, и выходной полостью 41 шарового затвора, сообщающейся радиальными отверстиями 42 с выходными отверстиями 43 силового цилиндра в корпусе 23. The output choke 34 is made in the form of a washer with a central hole in which the pusher 29 of the armature 28 of the electromagnet 27 is located, and the output cavity 41 of the ball valve communicating with the radial holes 42 with the output holes 43 of the power cylinder in the housing 23.

Места установки входного дросселя 32, направляющей втулки 33 и выходного дросселя 34 в корпусе 23 герметизированы манжетами 44, 45, и 46. The installation location of the input choke 32, the guide sleeve 33 and the output choke 34 in the housing 23 are sealed by cuffs 44, 45, and 46.

Якорь 28 поджат пружиной 47 относительно полюса 48 электромагнита 27. Anchor 28 is preloaded by a spring 47 relative to the pole 48 of the electromagnet 27.

Управляемый участок траектории полета УС начинается с раскрытия аэродинамических рулей 7 по команде системы управления. После раскрытия аэродинамических рулей 7 по сигналу системы управления УС срабатывает пиротехнический механизм пуска 22 газового аккумулятора давления 17 и газ по каналам газовой магистрали поступает в газовый редуктор предварительного редуцирования 18, а затем - в газовый редуктор точного редуцирования 19, на выходе которого давление газа понижается до рабочего давления рулевых машин 10. Трехпозиционное управление УС реализуется подачей команд управления 0 и ±1 переменной длительности на рулевые машины 10. Формирование команд в системе управления происходит с учетом вращения УС: в зависимости от его положения по каналу крена рулевые машины 10 поочередно отрабатывают команды по каналам курса и тангажа, при этом для поворота пары жестко связанных рулей 7 на максимальный угол +δm или -δmm - максимальный угол отклонения рулей) команда управления подается только на одну из кинематически связанных приводными валами 3 и осью 4 рулевых машин 10. Последовательность подачи и длительность команд определяется системой управления УС и, в общем случае, имеет случайный характер. При подаче нулевой команды, разделяющей единичные, рули 7 возвращаются в нулевое положение под действием одного из приводов возврата рулей в нулевое положение.The controlled section of the flight path of the US begins with the disclosure of the aerodynamic rudders 7 at the command of the control system. After the aerodynamic rudders 7 are opened by the signal of the control system, the pyrotechnic mechanism for starting 22 of the gas pressure accumulator 17 is activated and the gas enters the gas reduction gearbox 18 through the channels of the gas main and then to the gas reduction gearbox 19, at the outlet of which the gas pressure decreases to operating pressure of steering machines 10. Three-position control of the control unit is realized by giving control commands 0 and ± 1 of variable duration to steering machines 10. Formation of commands in the control system phenomenon occurs with the rotational member: depending on its position on the channel bank steering gears 10 alternately fulfill team and pitch rate channels, thus to rotate a pair of handlebars 7 rigidly connected to the maximum angle + δ m or -δ m m - maximum angle of deviation of the rudders) a control command is sent only to one of the kinematically connected drive shafts 3 and the axis 4 of the steering machines 10. The feed sequence and duration of commands is determined by the control system of the control unit and, in general, is random. When applying a zero command that separates the unit, the rudders 7 return to the zero position under the action of one of the drives to return the rudders to the zero position.

Следует отметить, что на аэродинамические рули 7 действует, как правило, пружинный аэродинамический шарнирный момент, под действием которого рули 7 занимают положение аэродинамического равновесия (в отсутствие управляющего момента, создаваемого рулевыми машинами 10 и пружинами 16). Поэтому, учитывая одинаковое направление действия аэродинамического шарнирного момента и момента, создаваемого приводом возврата рулей 7 в нулевое положение, потребная мощность последнего значительно меньше потребной мощности рулевых машин 10. It should be noted that the aerodynamic rudders 7 are affected, as a rule, by a spring aerodynamic hinge moment, under the influence of which the rudders 7 occupy the position of aerodynamic equilibrium (in the absence of the control moment created by the steering machines 10 and springs 16). Therefore, taking into account the same direction of action of the aerodynamic articulated moment and the moment created by the drive returning the rudders 7 to the zero position, the required power of the latter is much less than the required power of the steering machines 10.

В общем случае приводы возврата рулей могут быть механическими, газовыми или электрическими и иметь различное конструктивное исполнение, однако в заявляемых устройствах четыре привода возврата рулей 7 конструктивно совмещены с рулевыми машинами 10 и выполнены на основе силовой пружины 16. При несущественном усложнении конструкции рулевой машины 10 это способствует улучшению габаритно-массовых характеристик УС. In general, the rudder return drives can be mechanical, gas, or electric and have various designs, however, in the inventive devices, four rudder return drives 7 are structurally combined with the steering machines 10 and are based on the power spring 16. With a minor complication of the design of the steering machine 10, this helps to improve the overall mass characteristics of the CSS.

При отработке рулевым приводом команды в случае релейного закона управления, реализованного в известном устройстве [2], аэродинамический руль дважды перемещается между упорами +δm и -δm. Связанная с расходом рабочего тела механическая работа рулевой машины равна произведению p•wp, где р - рабочее давление рулевой машины, a wp - объем большей рабочей полости рулевой машины, в которой осуществляется управление потоком рабочего тела.When practicing steering commands in the case of the relay control law implemented in the known device [2], the aerodynamic steering wheel moves twice between the stops + δ m and -δ m . The mechanical work of the steering machine associated with the flow of the working fluid is equal to the product p • w p , where p is the working pressure of the steering gear, aw p is the volume of the larger working cavity of the steering gear in which the flow of the working fluid is controlled.

В заявляемом УС с трехпозиционным управлением при отработке эквивалентной команды аэродинамические рули перемещаются рулевой машиной 10 только из нулевого положения до +δm или до -δm. Учитывая, что рабочий объем газового двигателя рулевой машины 10 в этом случае в 2 раза меньше, имеем в 2 раза меньшую механическую работу, совершаемую рулевой машиной 10. Соответственно в 2 раза уменьшается потребный массовый расход рабочего тела рулевого привода, а следовательно, и потребный объем газового аккумулятора давления.In the inventive CSS with three-position control when practicing the equivalent command, the aerodynamic steering wheels are moved by the steering machine 10 only from the zero position to + δ m or to -δ m . Considering that the working volume of the gas engine of the steering machine 10 in this case is 2 times smaller, we have 2 times less mechanical work performed by the steering machine 10. Accordingly, the required mass flow rate of the working medium of the steering gear is reduced by 2 times, and therefore the required volume gas pressure accumulator.

В кинематической схеме заявляемого УС связь поршня 15 каждой рулевой машины 10 с боковым рычагом 8 цапфы приводного вала 3 посредством тяги 11, шарнирно закрепленной на оси 14 в штоке поршня 15 и жестко связанной с боковым рычагом гайками 12 и 13, обеспечивает поступательное перемещение поршня 15 при вращательном движении бокового рычага 8. Кроме того, при сборке УС гайками 12 и 13 выставляется нулевое и крайние угловые положения рулей 7. При нулевом положении рулей 7 поршни 15 кинематически связанных рулевых машин 10 взаимодействуют уступами штоков с подвижными шайбами 25, поджатыми пружинами 16 к ограничительным шайбам 24. In the kinematic diagram of the proposed CSS, the connection of the piston 15 of each steering machine 10 with the lateral lever 8 of the axle of the drive shaft 3 by means of a rod 11, pivotally mounted on the axis 14 in the piston rod 15 and rigidly connected to the lateral lever by the nuts 12 and 13, provides translational movement of the piston 15 when rotational movement of the side lever 8. In addition, when assembling the US with nuts 12 and 13, the zero and extreme angular positions of the rudders are set 7. When the rudders 7 are in the zero position, the pistons 15 of the kinematically connected steering machines 10 interact with the ledges of the rods with movable washers 25, preloaded by springs 16 to restrictive washers 24.

Необходимость введения промежуточного газового редуктора точного редуцирования 19 в случае трехпозиционного управления обусловлена более высокой степенью дискретизации процесса потребления рулевым приводом рабочего тела из газового аккумулятора давления 17, так как при нулевых командах на рулевые машины 10 расход газа в рулевом приводе практически отсутствует (расход рабочего тела через технологические зазоры на несколько порядков меньше рабочего расхода через рулевые машины 10). Поэтому последовательное ступенчатое понижение давления газа аккумулятора давления 17 до рабочего давления рулевых машин посредством двух последовательно включенных газовых редукторов 18 и 19 обеспечивает более точное редуцирование, способствуя снижению уровня непроизводительного расхода рабочего тела, вызванного переходными процессами в газовых редукторах. The need for the introduction of an intermediate gas reducer of precise reduction 19 in the case of three-position control is caused by a higher degree of discretization of the process of consumption of the working fluid by the steering gear from the gas pressure accumulator 17, since at zero commands to the steering machines 10 there is practically no gas flow in the steering gear (working fluid flow through technological gaps are several orders of magnitude less than the operating flow rate through the steering machines 10). Therefore, a sequential stepwise decrease in the gas pressure of the pressure accumulator 17 to the operating pressure of the steering machines by means of two gas gears 18 and 19 connected in series provides more accurate reduction, helping to reduce the level of unproductive flow of the working fluid caused by transients in gas gears.

После газового редуктора точного редуцирования 19 газ по каналам 20 газовой магистрали шпангоута 2 поступает (см. фиг.5) во входные отверстия 37 корпуса 23, диаметральные отверстия 36 и полости глухих центральных отверстий 35 входных дросселей 32 каждой рулевой машины 10. В исходном положении шарик 30 шарового затвора прижат на посадочном месте к входному дросселю 32 толкателем 29 якоря 28 усилием предварительного поджатия пружины 47 электромагнита 27, перекрывая глухое центральное отверстие 35 входного дросселя 32. Таким образом шаровые затворы герметизируют газовую магистраль рулевого привода при нулевой команде управления на рулевые машины 10. After the gas reducer of precise reduction 19, gas flows through the channels 20 of the gas line of the frame 2 (see Fig. 5) into the inlet openings 37 of the housing 23, the diametrical openings 36 and the cavities of the blind central openings 35 of the inlet chokes 32 of each steering machine 10. In the initial position, the ball 30 the ball valve is pressed at the seat to the inlet choke 32 by the pusher 29 of the armature 28 by the preload of the spring 47 of the electromagnet 27, blocking the blind central hole 35 of the inlet choke 32. Thus, the ball valves are sealed iruyut gas pipe of a steering drive with zero management team on the steering gears 10.

При подаче на электромагнит 27 электрического сигнала, что соответствует единичной команде управления УС, якорь 28 и связанный с ним толкатель 29 перемещаются к полюсу 48, преодолевая пружину 47. Под действием давления газа в полости глухого центрального отверстия 35 входного дросселя 32 шарик 30, освобожденный толкателем 29, перемещается на посадочное место выходного дросселя 34, перекрывая его центральное отверстие. По глухому центральному отверстию входного дросселя 32 газ поступает в полость 39 шарового затвора, а из нее по каналам 38 и через отверстие упорной шайбы 31 - в рабочую полость 40 газового двигателя. Под действием давления газа поршень 15 через подвижную шайбу 25 сжимает пружину 16 и перемещается до упора нерабочим торцем в ограничительную шайбу 24. When an electric signal is applied to the electromagnet 27, which corresponds to a unitary command of the control unit, the armature 28 and the associated pusher 29 move to the pole 48, breaking the spring 47. Under the influence of gas pressure in the cavity of the blind central opening 35 of the inlet choke 32, the ball 30 released by the pusher 29, moves to the seat of the output throttle 34, blocking its central hole. Through a blind central hole of the inlet throttle 32, gas enters the cavity 39 of the ball valve, and from it through the channels 38 and through the hole of the thrust washer 31 into the working cavity 40 of the gas engine. Under the influence of gas pressure, the piston 15 through the movable washer 25 compresses the spring 16 and moves to the stop with an inoperative end in the restrictive washer 24.

По окончании действия электрического импульса на электромагнит 27 под действием пружины 47 якорь 28 и толкатель 29 перемещают шарик 30 на его посадочное место входного дросселя 32, вновь герметизируя газовую магистраль рулевого привода по месту установки рулевой машины. Усилием пружины 16 поршень 15 перемещается до упора подвижной шайбы 25 в ограничительную шайбу 24, т.е. возвращается в исходное положение. При этом газ из рабочей полости 40 газового двигателя сбрасывается в атмосферу (или в сообщающуюся с атмосферой полость отсека управления УС) через отверстие упорной шайбы 31, отверстия 38 входного дросселя 32, полость шарового затвора 39, шлицы отверстия направляющей втулки 33, зазор между толкателем 29 и поверхностью центрального отверстия выходного дросселя 34, выходную полость 41 шарового затвора, радиальные отверстия 42 выходного дросселя 34, выходные радиальные отверстия 43 корпуса 23 и далее через выходные каналы газовой магистрали. At the end of the action of the electric pulse on the electromagnet 27 under the action of the spring 47, the armature 28 and the pusher 29 move the ball 30 to its seat of the input throttle 32, again sealing the gas line of the steering drive at the installation site of the steering machine. By the force of the spring 16, the piston 15 moves to the stop of the movable washer 25 in the restrictive washer 24, i.e. returns to its original position. In this case, gas from the working cavity 40 of the gas engine is discharged into the atmosphere (or into the cavity of the control compartment of the control unit communicating with the atmosphere) through the hole of the thrust washer 31, the holes 38 of the inlet throttle 32, the ball valve cavity 39, the slots of the hole of the guide sleeve 33, the gap between the pusher 29 and the surface of the Central hole of the output choke 34, the output cavity 41 of the ball valve, the radial holes 42 of the output choke 34, the output radial holes 43 of the housing 23 and then through the output channels of the gas main.

Исходное положение поршня 15 определяет подвижная шайба 25, а его рабочий ход - зазор Δ1 между ограничительной шайбой 24 и поверхностью нерабочего торца поршня 15. Возможность реализации коромысловой схемы включения двух рулевых машин относительно оси связанных приводных валов 3 обеспечивает условие Δ1≥Δ2, где Δ2 - зазор между поверхностью рабочего торца поршня 15 и упорной шайбой 31. При этом перемещение поршня 15 в неработающей рулевой машине происходит также на величину Δ2, в пределах зазора Δ1, а процесс сброса газа из рабочей полости 40 газового двигателя происходит аналогично описанному выше.The initial position of the piston 15 is determined by the movable washer 25, and its working stroke is the gap Δ 1 between the restrictive washer 24 and the surface of the idle end of the piston 15. The possibility of implementing a rocker circuit for turning on two steering machines relative to the axis of the connected drive shafts 3 provides the condition Δ 1 ≥Δ 2 , where Δ 2 is the gap between the surface of the working end of the piston 15 and the thrust washer 31. In this case, the movement of the piston 15 in the idle steering machine also occurs by Δ 2 , within the gap Δ 1 , and the gas discharge from the working cavity 40 gas The new engine is similar to that described above.

Таким образом, заявляемые устройства обеспечивают реализацию трехпозиционного управления УС, при котором за счет снижения потребной массы рабочего тела рулевого привода, а также его схемно-конструктивной схемы и компоновки отсека управления существенно улучшаются габаритно-массовые характеристики УС. Thus, the claimed device provides the implementation of three-position control of the control unit, in which due to the reduction in the required mass of the working fluid of the steering drive, as well as its circuit design and layout of the control compartment, the overall mass-size characteristics of the control unit are significantly improved.

Источники информации
1. Устройство управления полетом. Патент Франции 2713330, МПК F 42 B 15/01.
Sources of information
1. Flight control device. French patent 2713330, IPC F 42 B 15/01.

2. Способ управления ракетой и устройство для его осуществления. Патент США 3415466, НКИ 244-3.21, 5 МПК F 42 B 15/01. 2. A method of controlling a rocket and a device for its implementation. US patent 3415466, NKI 244-3.21, 5 IPC F 42 B 15/01.

Claims (2)

1. Управляемый снаряд, содержащий корпус, крестообразно расположенные поворотные аэродинамические рули, шпангоут с сообщенными каналами газовой магистрали газовым аккумулятором давления, газовым редуктором и четырьмя рулевыми машинами, кинематически связанными с приводными валами рулей, отличающийся тем, что он снабжен приводами возврата рулей в нулевое относительно его продольной оси положение, кинематически связанными с приводными валами рулей, при этом рулевые машины выполнены в виде газовых двигателей одностороннего действия и попарно расположены с двух сторон относительно осей приводных валов, которые жестко связаны попарно осями, установлены в радиальных отверстиях шпангоута и выполнены с цапфами, в торцевых пазах которых с возможностью складывания в корпус шарнирно установлены рули, и боковыми рычагами, расположенными на цапфах, причем каждая рулевая машина кинематически связана с приводным валом руля тягой, один конец которой жестко связан с боковым рычагом, а другой шарнирно установлен в штоке рулевой машины, причем в газовой магистрали между газовым аккумулятором давления и газовым редуктором установлен газовый редуктор точного редуцирования. 1. A guided projectile comprising a body, crosswise rotatable aerodynamic control wheels, a frame with communicated gas main channels with a gas pressure accumulator, a gas gear and four steering machines kinematically connected to the drive shafts of the wheels, characterized in that it is equipped with drives to return the wheels to zero relative to its longitudinal axis position, kinematically connected with the drive shafts of the rudders, while the steering machines are made in the form of single-acting gas engines and are coupled on both sides relative to the axes of the drive shafts, which are rigidly connected in pairs by the axes, are mounted in the radial holes of the frame and are made with pins, in the end slots of which the steering wheels are pivotally mounted in the body, and side levers located on the pins, each steering the machine is kinematically connected to the power shaft of the steering wheel by a rod, one end of which is rigidly connected to the side lever, and the other is pivotally mounted in the rod of the steering machine, and in the gas line between the gas acc a pressure reducer and a gas reducer installed a gas reducer of precise reduction. 2. Рулевая машина, содержащая поршневой газовый двигатель, шаровой затвор, взаимодействующий с толкателем якоря втяжного электромагнита, отличающаяся тем, что газовый двигатель выполнен в виде силового цилиндра одностороннего действия и снабжен приводом возврата поршня в исходное положение, размещенным в силовом цилиндре со стороны штока поршня и выполненным в виде закрепленных в силовом цилиндре стаканом ограничительной шайбы, размещенной в стакане пружины и взаимодействующей с уступом штока поршня подвижной шайбы, расположенной между ограничительной шайбой и пружиной, а шаровой затвор выполнен из последовательно установленных в силовом цилиндре со стороны рабочего торца поршня и закрепленных корпусом электромагнита упорной шайбы, входного дросселя в виде шайбы с посадочным местом для шарика, образованным глухим осевым отверстием, сообщающимся через диаметральное отверстие с входными радиальными отверстиями силового цилиндра, и сквозными параллельными оси входного дросселя отверстиями, направляющей втулки со шлицевым отверстием, в котором установлен шарик, и выходного дросселя в виде шайбы с посадочным местом для шарика, образованным сквозным осевым отверстием, в котором размещен толкатель якоря электромагнита, и выходной полостью, образованной торцевым поднутрением со стороны электромагнита и сообщенной радиальными отверстиями с выходными радиальными отверстиями силового цилиндра, причем входной дроссель, направляющая втулка и выходной дроссель герметизированы в силовом цилиндре уплотнительными манжетами, а зазор между нерабочим торцом поршня и ограничительной шайбой выполнен не большим зазора между его рабочим торцом и упорной шайбой. 2. A steering machine comprising a piston gas engine, a ball valve interacting with a retractor electromagnet arm pusher, characterized in that the gas engine is made in the form of a single-acting power cylinder and is equipped with a piston return actuator located in the power cylinder from the piston rod side and made in the form of a limiting washer glass fixed in the power cylinder, located in the spring cup and interacting with the piston rod step of the movable washer located at a restrictive washer and a spring, and the ball valve is made of a thrust washer, an inlet throttle in the form of a washer with a seat for the ball formed by a blind axial hole communicating through a diametrical hole with the inlet holes in the power cylinder on the piston end face and secured by the electromagnet body radial holes of the power cylinder, and through holes parallel to the axis of the inlet throttle, of the guide sleeve with a spline hole in which the ball is mounted, and the output throttle in the form of a washer with a seat for the ball formed by a through axial hole in which the pusher of the armature of the electromagnet is placed, and the output cavity formed by the end undercut from the side of the electromagnet and communicated by radial holes with the output radial holes of the power cylinder, the input choke, the guide sleeve and the output throttle are sealed in the master cylinder by sealing cuffs, and the gap between the non-working end of the piston and the restrictive washer is not made shim gap between its operating end and the thrust washer.
RU2000131794/02A 2000-12-18 2000-12-18 Guided missile and servo unit for it RU2184927C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131794/02A RU2184927C1 (en) 2000-12-18 2000-12-18 Guided missile and servo unit for it

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000131794/02A RU2184927C1 (en) 2000-12-18 2000-12-18 Guided missile and servo unit for it

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2184927C1 true RU2184927C1 (en) 2002-07-10

Family

ID=20243615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000131794/02A RU2184927C1 (en) 2000-12-18 2000-12-18 Guided missile and servo unit for it

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2184927C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669979C1 (en) * 2017-12-07 2018-10-17 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Controlled projectile, steering drive group of controlled projectile, pneumatic distribution device of steering drive of controlled projectile, mechanism of initiation of steering drive of controlled projectile
CN115235298A (en) * 2022-06-30 2022-10-25 河北汉光重工有限责任公司 Zero debugging tool and debugging method for rudder piece

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2669979C1 (en) * 2017-12-07 2018-10-17 Акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Controlled projectile, steering drive group of controlled projectile, pneumatic distribution device of steering drive of controlled projectile, mechanism of initiation of steering drive of controlled projectile
CN115235298A (en) * 2022-06-30 2022-10-25 河北汉光重工有限责任公司 Zero debugging tool and debugging method for rudder piece
CN115235298B (en) * 2022-06-30 2023-12-05 河北汉光重工有限责任公司 Rudder sheet zero debugging tool and debugging method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5167292A (en) Motive power unit for driving a hydrostatic transmission coupled to an internal combustion engine
US5456221A (en) Rotary hydraulic valve control of an electrohydraulic camless valvetrain
CN101198772A (en) Variable valve actuator
CN110374946B (en) Hydraulic system for an aircraft
US5263443A (en) Hydraulic phaseshifter
RU2184927C1 (en) Guided missile and servo unit for it
GB2085197A (en) Timing control mechanisms for enginedriven fuel injection pumps
US4342255A (en) Oscillator actuated hydraulic impulse device
CN102588369A (en) Numerical control hydraulic control unit
US3303887A (en) Helicopter rotor construction
US3272124A (en) Solid propellant actuation system
AU713548B2 (en) Fluid actuated engines and engine mechanisms
US9260179B2 (en) Propeller and system of counter-rotating propellers comprising improved means for limiting pitch, and a turbine engine comprising them
JPH1163166A (en) Composite cam shaft capable of internally varying cam timing
CA1052232A (en) Compact power steering gear
JPH037548B2 (en)
CN107143393B (en) A kind of internal combustion engine hydraulic variable valve mechanism
JP7232826B2 (en) Regenerative valve hydraulic actuator
CN202451489U (en) Numerically controlled hydraulic control device
RU2117176C1 (en) Steam-and-water rocket engine (versions)
RU2342283C1 (en) Four-port three-position hydraulic control valve with reserved electric power controlled wheel steering drive of front chassis support of vehicle with hydraulic damper
GB1568555A (en) Mechanical control devices with fluidpressure servo-action
RU52998U1 (en) STEERED DRIVE OF CONTROLLED APPLIANCE
GB1242601A (en) Improvements in or relating to steering mechanisms for dirigible vehicles
NO834522L (en) PRESSURE-DELIVERED ENGINE DELAY DEVICE

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Effective date: 20050823

QZ4A Changes in the licence of a patent

Effective date: 20050823

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20110422

PC43 Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions

Effective date: 20120719

PD4A Correction of name of patent owner
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160707