Проектирование воздушно-динамического рулевого привода управляемой гиперзвуковой ракеты зенитного (стр. 7 из 13)
= 0,03-10-4 м2, Рф = 203-10-4 м2, Jф= 0,174 кг, Сф = 627 Дж/(кг-К), Вiф = 0 
= 0, Рф = 34 -105 Па, 
= 0,02-10-4 м2, 
= 21,28 Вт-м/(Н-К), Рп = 20-105 Па, Fn = 14,94- 10-4 м2, 
= 420 Вт/(м2 - К).Проведенный тепловой расчет показал, что прогрев элементов конструкции достаточно высок, и необходимо при конструктивной проработке экспериментальных исследованиях обратить особое внимание на следующие "слабые" места в конструкции:
1) зазор между струйником и приемником из-за линейного удлинения струйника Δlc = 0,09 мм должен быть не менее 0,11- 0,12мм;
2) возможно нарушение целостности уплотнений по поршню и перетекание воздуха из полости в полость;
3) обмотки управляющего электромагнита, датчик обратной связи и монтаж должны быть защищены от воздействия горячего воздуха;
4) ленточный кабель должен быть теплоизолирован;
5) теплоотборник должен быть изолирован от обтекателя и иметь максимальную массу;
6) рабочий воздушный поток следует тормозить на входе теплоотборника;
7) пайки проводников следует по возможности заменить на сварку, промежуточные пайки исключить;
8) должен быть продолжен поиск новых обмоточных и монтажных проводов в случае увеличения времени работы привода, используемые в данной конструкции на пределе возможностей.
Зависимости температур стенок конструкции РП и воздуха на его входе от времени
Рис 1.7.4
1.8 Математическая модель рулевого привода
Для проектирования управляющей части и для расчета динамических характеристик привода будем использовать модель РП, состоящую из следующих элементов:
1. Исполнительный двигатель, описываемый следующей системой
уравнений:
,где
;2.Сумматор:
ΔU = Uвх – Uос
3. Релейный элемент:
Uв - зона триггера,
Up - максимальное значение релейного усилителя.
4. Управляющий электромагнит:
τ - время эквивалентного запаздывания.
5. Корректирующий фильтр.
6. Датчик обратной связи: kос = 1 В/рад.
Структурная схема такого привода будет иметь вид, представленный на рисунке:
Рис 1.8 Структурная схема РП.
1.9 Расчет автоколебательной системы ВДРП и ее динамических характеристик
Расчет автоколебательной системы воздушно-динамического РП проведем по следующему алгоритму:
1. Рассчитаем частоту автоколебаний:
(1.9.1)
где
= 6÷10; 
- круговая частота, находится для режима наименьшей точности:
= 70°, Т = +50°, = 2πf = 2π 14,06 = 88,3 рад/с.
Примем = 6, тогда = 6ּ88,3 = 530 рад/с/
2. Определим требуемое время эквивалентного запаздывания управляющего электромагнита:
(1.9.2)
где φнел - фазовая характеристика нелинейного элемента,
φнел = - arcsin λ, λ. = 0,1 ÷0,15;
φк 
- фазовая характеристика корректирующего фильтра на частоте автоколебаний;
;φп 
- фазовая характеристика привода на частоте автоколебаний;
φк = arctg 
Найдем передаточную функцию привода:
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; 
; kn= 
$ 
; 
;Определим фазово-частотную характеристику привода при следующих данных:
кг/см = 3,3Нּм; 
кг/см = 0,72 Нּм; 
рад/с; f = 0,01 кгּ смּc 
Нּмּc2; 
= =0,0436 рад; 
= 0,44 рад. 
;
Время эквивалентного запаздывания электромагнита:
без влияния корректирующего фильтра.
3. Рассчитаем амплитуду автоколебаний по зависимости:
(1.9.3) 
- амплитудная характеристика привода на частоте автоколебаний.
; 
=4,08tо- время движения якоря электромагнита от упора до нейтрального положения, tо = 1,15 мс;
=0,21 рад =1204. Определим потребную амплитудную характеристику разомкнутого привода на рабочей частоте из условия обеспечения требуемого фазового сдвига замкнутого рулевого привода.
, (1.9.4)где
- фазовая характеристика электромагнита на рабочей частоте; 
- фазовая характеристика нелинейного элемента 
;