RU2740978C1 - Rudder unit of missile or projectile - Google Patents
Rudder unit of missile or projectile Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740978C1 RU2740978C1 RU2020106161A RU2020106161A RU2740978C1 RU 2740978 C1 RU2740978 C1 RU 2740978C1 RU 2020106161 A RU2020106161 A RU 2020106161A RU 2020106161 A RU2020106161 A RU 2020106161A RU 2740978 C1 RU2740978 C1 RU 2740978C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gear
- rigid wheel
- electric motor
- projectile
- mechanical
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B10/00—Means for influencing, e.g. improving, the aerodynamic properties of projectiles or missiles; Arrangements on projectiles or missiles for stabilising, steering, range-reducing, range-increasing or fall-retarding
- F42B10/60—Steering arrangements
- F42B10/62—Steering by movement of flight surfaces
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Retarders (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области ракетной техники, а именно к приводам управления аэродинамическими поверхностями, и может быть использовано, в том числе, в изделиях со сверхзвуковыми скоростями.The invention relates to the field of rocketry, namely to drives for controlling aerodynamic surfaces, and can be used, inter alia, in products with supersonic speeds.
Актуальной проблемой развития блока рулевых приводов управления аэродинамическими поверхностями ракет или снарядов является увеличение скорости полета, что обуславливает повышение нагрузки на приводы и опорные устройства аэродинамических поверхностей.An urgent problem in the development of the block of steering drives for controlling the aerodynamic surfaces of missiles or projectiles is an increase in the flight speed, which causes an increase in the load on the drives and support devices of the aerodynamic surfaces.
Известен блок рулевых приводов с поступательным движением выходного звена исполнительного механизма привода (рулевого агрегата) (Патент RU 2546792 опубл. 10.04.2015, Бюл. №20)Known is a block of steering drives with translational movement of the output link of the actuator of the drive (steering unit) (Patent RU 2546792 publ. 10.04.2015, bull. No. 20)
Каждый исполнительный механизм расположен вдоль продольной оси блока и содержит шток, шарнирно соединенный с рычагом вала аэродинамической поверхности для преобразования поступательного движения штока во вращательное движение аэродинамической поверхности. При этом вал аэродинамической поверхности размещен в опорном устройстве, состоящем из двух рядов тел качения, расположенных в одной плоскости в двух сепараторах, что позволяет приводу работать при большой аэродинамической нагрузке.Each actuator is located along the longitudinal axis of the block and contains a rod, pivotally connected to the lever of the shaft of the aerodynamic surface for converting the translational motion of the rod into rotational motion of the aerodynamic surface. In this case, the shaft of the aerodynamic surface is placed in a support device consisting of two rows of rolling bodies located in one plane in two separators, which allows the drive to operate at a high aerodynamic load.
Недостатком указанной конструкции является необходимость использования рычажного устройства, расположенного ниже тел качения, для преобразования поступательного движения штока во вращательное движение аэродинамической поверхности, которое занимает значительный дополнительный объем.The disadvantage of this design is the need to use a lever device located below the rolling elements to convert the translational motion of the rod into rotary motion of the aerodynamic surface, which takes up a significant additional volume.
Известен блок рулевых приводов с вращательным движением выходного звена исполнительного механизма (Патент RU 2102282 опубл. 20.01.1998, Бюл. №2). Каждый исполнительный механизм этого блока рулевых приводов содержит электродвигатель, расположенный вдоль продольной оси блока, и набор механических передач, преобразующих вращательное движение вала двигателя во вращательное движение вала аэродинамической поверхности. В качестве выходной передачи использована зубчатая волновая передача, состоящая из волнообразователя, гибкого и жесткого колес. Жесткое колесо зубчатой волновой передачи является составной частью вала аэродинамической поверхности, а опорное устройство выполнено из подшипников, расположенных между наружной поверхностью жесткого колеса и корпусом блока. Кроме того, на наружной поверхности жесткого колеса имеется зубчатый венец, зубья которого взаимодействуют с зубчатым колесом, размещенным на подвижном звене датчика обратной связи.Known is a block of steering drives with a rotary movement of the output link of the actuator (Patent RU 2102282 publ. 20.01.1998, bull. No. 2). Each actuator of this block of steering drives contains an electric motor located along the longitudinal axis of the block, and a set of mechanical gears that convert the rotational motion of the engine shaft into rotational motion of the aerodynamic surface shaft. As an output transmission, a gear wave transmission is used, which consists of a wave former, flexible and rigid wheels. The rigid wheel of the gear wave transmission is an integral part of the aerodynamic surface shaft, and the supporting device is made of bearings located between the outer surface of the rigid wheel and the block body. In addition, on the outer surface of the rigid wheel, there is a toothed rim, the teeth of which interact with a toothed wheel located on the movable link of the feedback sensor.
Это устройство содержит наибольшее число общих признаков и принято авторами за прототип.This device contains the largest number of common features and is taken by the authors as a prototype.
Недостатком указанной конструкции являются большие габариты, не позволяющие вписаться в небольшой диаметр блока, так как в зубчатой волновой передаче габариты определяет диаметр гибкого колеса, а он зависит от величины развиваемого момента и не зависит от передаточного числа, которое не может быть меньше 70. (Геращенко А.Н., Постников В.А., Самсонович С.Л. Пневматические, гидравлические и электрические приводы летательных аппаратов на основе волновых исполнительных механизмов. М. Изд-во МАИ-Принт, 2010 -548 с.)The disadvantage of this design is the large dimensions, which do not allow to fit into the small diameter of the block, since in a gear wave transmission the dimensions are determined by the diameter of the flexible wheel, and it depends on the value of the developed moment and does not depend on the gear ratio, which cannot be less than 70. (Gerashchenko A.N., Postnikov V.A., Samsonovich S.L. Pneumatic, hydraulic and electric drives of aircraft based on wave actuators. M. Publishing house MAI-Print, 2010 -548 p.)
Целью предлагаемого изобретения является создание блока рулевых приводов ракеты или снаряда небольшого калибра с большой аэродинамической нагрузкой.The aim of the present invention is to create a block of steering drives of a rocket or a projectile of a small caliber with a high aerodynamic load.
Для достижения указанной цели в блоке рулевых приводов ракеты или снаряда небольшого калибра, состоящего из общего корпуса, четырех, исполнительных механизмов, каждый из которых включает электродвигатель, набор механических передач, датчик обратной связи и опорное устройство вала аэродинамической поверхности, жестко соединенного с валом выходного звена выходной механической передачи так, что общий корпус выполнен из двух частей: наружной и внутренней, соединенных перегородками, при этом наружная часть является составной частью корпуса ракеты или снаряда, а внутренняя часть имеет форму параллелепипеда с центральным продольным отверстием, а в исполнительных механизмах использованы высокоскоростные электродвигатели, энергетические параметры которых достигаются за счет длины, при которой наружные диаметры четырех двигателей вписываются во внутренний диаметр наружного общего корпуса, в состав механических передач входят передачи, соединенные в следующей последовательности от электродвигателя: планетарная, коническая, цилиндрическая и волновая с телами качения, выполненная по схеме с выходным жестким колесом, при этом передаточные числа механических передач распределены так, что передаточное число волновой передачи реализуется с наружным диаметром жесткого колеса, которое вписывается в сектор наружного корпуса с углом 90°, передаточное число планетарной передачи реализуется с наружным диаметром, не превышающим наружный диаметр электродвигателя, а остальные механические передачи дополняют общее передаточное число до требуемого значения, опорное устройство каждой аэродинамической поверхности образовано телами качения волновой передачи, расположенными в сепараторе внутри жесткого колеса, и двумя рядами тел качения, контактирующими с кольцевыми дорожками жесткого колеса, расположенными на его наружной поверхности по разные стороны зубчатого венца кинематической пары связи с датчиком обратной связи, и канавками, расположенными в перегородках корпуса, имеющих форму стаканов.To achieve this goal, in the steering drive unit of a rocket or small-caliber projectile, consisting of a common body, four actuators, each of which includes an electric motor, a set of mechanical gears, a feedback sensor and a support device for the aerodynamic surface shaft rigidly connected to the output link shaft output mechanical transmission so that the common body is made of two parts: outer and inner, connected by partitions, while the outer part is a component of the rocket or projectile body, and the inner part has the shape of a parallelepiped with a central longitudinal hole, and high-speed electric motors are used in the actuators , the energy parameters of which are achieved due to the length at which the outer diameters of the four motors fit into the inner diameter of the outer common housing, the mechanical gears include gears connected in the following sequence from the electric motor i: planetary, bevel, cylindrical and wave with rolling elements, made according to the scheme with an output rigid wheel, while the gear ratios of the mechanical transmissions are distributed so that the gear ratio of the wave transmission is realized with the outer diameter of the rigid wheel, which fits into the outer housing sector with an angle 90 °, the gear ratio of the planetary gear is realized with an outer diameter not exceeding the outer diameter of the electric motor, and the rest of the mechanical gears complement the total gear ratio to the required value, the supporting device of each aerodynamic surface is formed by the rolling elements of the wave gear located in the separator inside the rigid wheel, and two rows of rolling bodies in contact with the annular tracks of the rigid wheel located on its outer surface on opposite sides of the gear rim of the kinematic pair of communication with the feedback sensor, and grooves located in the body partitions having the shape of glasses.
На фиг. 1 представлена конструкция блока рулевых приводов.FIG. 1 shows the design of the steering drive unit.
На фиг. 2 представлен продольный разрез блока рулевых приводов.FIG. 2 shows a longitudinal section of the steering drive unit.
Блок рулевых приводов выполнен в виде общего корпуса, который состоит из двух частей: наружной 1 и внутренней 2, соединенных перегородками 3. Наружная часть 1 корпуса является составной частью корпуса ракеты или снаряда, а внутренняя часть 2 имеет форму параллелепипеда с центральным продольным отверстием. Между частями корпуса 1 и 2 размещены четыре исполнительных механизма, каждый из которых содержит электродвигатель 4, набор механических передач, состоящий из последовательно соединенных передач: планетарной 5, конической 6, цилиндрической 7 и выходной волновой передачи 8 с телами качения 9, опорного устройства вала 10 аэродинамической поверхности и датчика 11 обратной связи (датчика положения аэродинамической поверхности).The steering drive unit is made in the form of a common body, which consists of two parts: outer 1 and inner 2, connected by
В качестве электродвигателей 4 использованы высокоскоростные электродвигатели, энергетические параметры которых достигнуты за счет длины при ограниченном наружном диаметре. Величина наружного диаметра электродвигателя 4 определена из условия, что наружный диаметр четырех электродвигателей вписывается во внутренний диаметр наружной части 1 корпуса.As
Волновая передача 8 с телами качения 9, шариками или роликами (на фиг. 2 приведены шарики), выполнена по схеме с неподвижным сепаратором 12 и выходным жестким колесом 13, которое выполнено заодно с валом 10 аэродинамической поверхности. В такой схеме сепаратор 12, в гнездах которого размещены тела качения 9, расположен внутри жесткого колеса 13. При этом жесткое колесо 13 контактирует со всеми телами качения 9 и выполняет функцию, аналогичную наружной обойме радиального подшипника опорного устройства. Кроме того, на наружной поверхности жесткого колеса 13 имеется зубчатый венец 14, образующий кинематическую пару с зубчатым колесом 15, насаженным на подвижном звене датчика 11 обратной связи. На концах наружной поверхности жесткого колеса 13 выполнены канавки 16, в которых размещены тела качения 17, шарики или ролики (на фиг. 2 приведены шарики), контактирующие с кольцевыми дорожками 18, расположенными в перегородках 3 корпуса, имеющих форму стаканов.
В результате вал 10 аэродинамической поверхности с жестким колесом 13 опирается на тела качения 17 расположенные в канавках 16 на концах наружной поверхности жесткого колеса 13, и тела качения 9, расположенные внутри его в сепараторе 12, что увеличивает нагрузочную способность опорного устройства.As a result, the
В наборе механических передач передаточные числа передач распределены так, чтобы получить требуемое передаточное число в габаритах, позволяющих вписаться в небольшой калибр наружной части 1 корпуса. Передаточное число волновой передачи 8 выбрано из условия, что величина наружного диаметра жесткого колеса 13, расположенного перпендикулярно оси аэродинамической поверхности, вписывается в сектор наружной части 1 корпуса с углом 90°. Передаточное число планетарной передачи 5 выбрано из условия, что ее наружный диаметр не превышает наружный диаметр электродвигателя 4. Передаточные числа цилиндрической 7 и конической 6 передач дополняют общее передаточное число до требуемого значения, а оси колес этих передач размещены в подшипниках, расположенных во внутренней части 2 корпуса.In a set of mechanical gears, the gear ratios of the gears are distributed so as to obtain the required gear ratio in dimensions that allow it to fit into the small caliber of the
Устройство работает следующим образом. При подаче сигнала управления на электродвигатель 4 одного из исполнительных механизмов блока рулевых приводов вал 10 аэродинамической поверхности повернется на заданный угол.The device works as follows. When a control signal is applied to the
При отсутствии момента нагрузки вал 10 аэродинамической поверхности будет поворачиваться с максимальной скоростью, величина которой меньше скорости электродвигателя 4 в передаточное число раз. При наличии аэродинамической нагрузки исполнительный механизм развивает момент, превышающий момент электродвигателя 4 в передаточное число раз. При действии аэродинамической нагрузки перекос вала 10 аэродинамической поверхности исключают тела качения 9 и 17, расположенные внутри и снаружи жесткого колеса.In the absence of the load moment, the
Таким образом, предложен блок рулевых приводов ракеты или снаряда, в исполнительных механизмах которых использованы электродвигатели с установленным соотношением габаритов и определенный набор механических передач, соединенных в указанной последовательности и компоновке, позволяющей обеспечивать управление ракетой или снарядом малого диаметра при высоких аэродинамических нагрузках.Thus, a block of steering drives of a rocket or projectile is proposed, in the actuators of which electric motors with a fixed ratio of dimensions and a certain set of mechanical transmissions are used, connected in the specified sequence and arrangement, which allows to control a rocket or a projectile of small diameter at high aerodynamic loads.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106161A RU2740978C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Rudder unit of missile or projectile |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020106161A RU2740978C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Rudder unit of missile or projectile |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740978C1 true RU2740978C1 (en) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020106161A RU2740978C1 (en) | 2020-02-10 | 2020-02-10 | Rudder unit of missile or projectile |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740978C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776628C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-07-22 | Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д. Грушина | Airfoil control mechanism |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5190503A (en) * | 1991-12-16 | 1993-03-02 | Sundstrand Corporation | Geared rotary actuator with internal stop mechanism |
RU2102282C1 (en) * | 1996-11-13 | 1998-01-20 | Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" | Control actuator unit |
US5806791A (en) * | 1995-05-26 | 1998-09-15 | Raytheon Company | Missile jet vane control system and method |
RU2154593C1 (en) * | 1999-12-08 | 2000-08-20 | Лабзин Василий Васильевич | Control actuator unit |
JP2011075225A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Kawasaki Precision Machinery Ltd | Steering unit for missile |
RU173854U1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-09-14 | Акционерное общество "Конструкторское бюро точного машиностроения имени А.Э. Нудельмана" | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT |
-
2020
- 2020-02-10 RU RU2020106161A patent/RU2740978C1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5190503A (en) * | 1991-12-16 | 1993-03-02 | Sundstrand Corporation | Geared rotary actuator with internal stop mechanism |
US5806791A (en) * | 1995-05-26 | 1998-09-15 | Raytheon Company | Missile jet vane control system and method |
RU2102282C1 (en) * | 1996-11-13 | 1998-01-20 | Государственное машиностроительное конструкторское бюро "Вымпел" | Control actuator unit |
RU2154593C1 (en) * | 1999-12-08 | 2000-08-20 | Лабзин Василий Васильевич | Control actuator unit |
JP2011075225A (en) * | 2009-09-30 | 2011-04-14 | Kawasaki Precision Machinery Ltd | Steering unit for missile |
RU173854U1 (en) * | 2016-11-21 | 2017-09-14 | Акционерное общество "Конструкторское бюро точного машиностроения имени А.Э. Нудельмана" | STEERED ELECTRIC DRIVE STEERING UNIT |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2776628C1 (en) * | 2021-12-29 | 2022-07-22 | Акционерное общество "Машиностроительное конструкторское бюро "Факел" имени академика П.Д. Грушина | Airfoil control mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8863597B2 (en) | Stardrive propulsion system | |
CN104769323B (en) | Speed change gear | |
RU2010123447A (en) | DEVICE FOR ELECTROMECHANICAL DRIVE OF AERODYNAMIC SURFACE OF Aircraft | |
US20140094334A1 (en) | Coaxial gear system | |
US20200283142A1 (en) | Autonomous unmanned aerial vehicle | |
US20200332872A1 (en) | Inverted compound harmonic drive | |
RU2740978C1 (en) | Rudder unit of missile or projectile | |
RU2452883C2 (en) | Multi-purpose system of electric drives on basis of planetary cycloidal reduction gear - mke pcsr | |
US9631609B2 (en) | Propulsion system | |
AU2019219720A1 (en) | Propulsion system | |
RU2526366C2 (en) | Electromechanical mini-drive of translational action | |
US10724605B2 (en) | Main drive device of planocentric set | |
US20040035232A1 (en) | Plews impulse drive | |
RU2546792C2 (en) | Rocket steering drive unit | |
US4358969A (en) | High pressure air turbine and gear train system | |
US9664179B2 (en) | Propulsion system | |
RU2776628C1 (en) | Airfoil control mechanism | |
RU2678385C1 (en) | Electromechanical steering drive of rotary action | |
Schaefer et al. | Precision pointing and actuation systems for UAVS USING HARMONIC DRIVE GEARS | |
RU2265553C1 (en) | Booster actuating mechanism | |
RU2671662C2 (en) | Translational electromechanical drive | |
RU171949U1 (en) | Aircraft electric drive | |
RU2818780C1 (en) | Steering drive | |
EP3649047A2 (en) | Autonomous unmanned aerial vehicle | |
US11009107B2 (en) | Infinitely variable multi-epicyclic friction transmission system for electric motor |