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推力矢量控制技术

/thrust vector control technology/
条目作者白涛

白涛

最后更新 2022-12-23
浏览 125
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通过改变发动机尾喷流方向来控制导弹水下运动的技术之一。

英文名称
thrust vector control technology
所属学科
控制科学与工程

通过推力矢量控制技术可实现在有外界条件干扰作用下对水下弹道的有效控制,从而可放宽对发射条件的要求,可实现潜射导弹的大深度、变深度、变航速和全天候发射,大大提高了潜射导弹的作战能力。对推力矢量控制技术的应用,还得依靠计算机技术、电子技术、自动控制技术、发动机制造技术、材料和工艺等技术的一体化发展。

推力矢量控制技术是依靠推力矢量控制系统装置实现的,按照推力矢量控制系统装置中执行机构的不同可分为如下4种途径:

①摆动喷管。采用柔性接头喷管,通过摆动喷管轴线,使发动机产生推力侧向分量。此种方式控制效率高,推力损失较小,但对伺服系统可靠性和快速性均有较高要求。 

②设置燃气舵。在喷管出口处设置燃气舵,通过改变舵片的角度来改变推力的方向。燃气舵方式的优点是不仅可以提供俯仰和偏航控制,也能提供滚转控制,而且其响应时间相对较快;缺点是对燃气舵片的耐热性能要求很高。 

③设置侧喷。在喷管内设置侧向气流出口,利用二次喷流改变出口喷管气流的对称性,从而提供侧向推力。 

④安装扰流片。在发动机喷管出口处对称地安装扰流片,当燃气流经过时就会在喷管扩展段产生斜激波,改变了喷管出口附近的压力分布从而提供侧向力,对导弹的偏航和俯仰进行控制。扰流片指装在机翼上表面或下表面并可以打开和闭合,用以改变一侧机翼升力的片状构件。

推力矢量控制按照作用时刻不同,可分为筒内点火水下发射方式和出筒后水中点火方式。 

①筒内点火水下发射方式。又称自抛发射方式或自推力发射方式,导弹在发射筒内点火依靠自身的推力起飞,导弹的助推器同时又是弹射导弹的燃气发生器。导弹在发射筒内受膛压与发动机反作用推力的双重作用,产生加速运动。筒内点火水下发射方式的优点在于发射装置的结构较为简单,至少减少了一套发射动力系统,而且使整个水下发射过程大大简化;其缺点是发射筒要承受一段时间的高温高速燃气流的冲刷烧蚀,且发动机振动、推力偏斜的作用会对导弹出筒姿态产生干扰。 

②出筒后水中点火方式。出筒后水中点火方式虽然需要弹射装置,但对发射筒的要求比筒内点火水下发射方式要低,而且能实现对水下弹道的控制,有利于减缓点火过程对导弹带来的冲击和振动。其缺点是如果点火前导弹带可分离尾罩,将发生分离尾罩撞艇现象。 

  • 马溢清,李欣.潜射导弹水下垂直发射方式综述.战术导弹技术,2010,(3):124-128.
  • 单雪雄,杨荣国,叶取源.具有推力矢量控制系统的导弹流体动力.上海交通大学学报,2001,35(4):625-629.
  • 王宝寿,许晟,易淑群,等.水下推力矢量特性试验研究.船舶力学,2000,4(5):9-15.

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