响尾蛇导弹带来的尾翼灵感,发贴请教
星航天2023/03/03原创 喷气推进 IP:辽宁
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加装响尾蛇尾翼陀螺自控系统对无控火箭的优化的讨论
关键词
尾翼改造陀螺仪无控火箭思路

在学校的选修课(导弹博览)了解到了关于响尾蛇导弹(除最新代外)尾翼的陀螺舵,该机械结构可有效防止导弹由于配平和外界等多因素引发的弹体自身滚转,以此进行下述分析。

如图

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       每片尾翼上是由具有两个自由度的,可由大气带动旋转的翼尖舵面和陀螺仪构成的,当弹体在大气中高速移动,高速空气就可带动陀螺旋转,在中轴发生旋转时由于陀螺的旋转特性会与尾翼发生反向运动以产生纠正导弹运动的能量,又因为陀螺舵轴倾斜,所以也可以控制一定的横向运动。

       该结构特点是完全自主控制,不接受任何来自飞控或其它系统的任何指令。以该结构进行猜想,圈友的有控火箭以此结构可以做到锦上添花的效果,但势必会增加编程代码的复杂度,对于无控火箭来说到是个十分值得考虑的选择。

        亦或是模仿该结构,比如弄个橡皮筋,也可以做到翼尖与滚转方向逆向,达到纠正效果。但这就又要考虑到皮筋的弹性系数与加速度与滚转面切向力的关系

问题:

1.该结构的尺寸以及质量均会影响效果,可能会出现加装后不能产生足以纠正滚转的能量等问题。

2.陀螺舵的配平不协调可能会影响箭体整体配平。

3.一定程度上会影响小型火箭的配平。

4.目前圈内的爱好者尾翼厚度基本没有超过5mm且无流体外形,加装会影响气动,得不偿失。

5.自由轴的灵活度不足会使机构失去作用,对工艺要求较高。

优势:

  1. 适合无控火箭,弥补控制系统的空白。

  2. 可以通过调节该机构重量来调整箭体重心与压心(金属部件质感满满)。

  3. 分担有控火箭控制系统(如舵机)的负担。

————————分———————————割————————————线—————————  

这个想法来源于偶然的图片鉴赏,如果与前辈的思路“撞车”请联系本人。

本贴只是一个可行性的讨论,并未对其进行相关的理论计算(力矩,角动量,转速,材料等),如有圈友有兴趣或具备相关知识储备欢迎讨论。

图片来源于网络,可自行搜索“响尾蛇”“导弹”“尾翼”等关键词。

后续会进行建模弄仿真或搞个模型来测试,有任何问题欢迎补充。

来自:航空航天 / 喷气推进
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~~空空如也
某倒吊的亚雷斯塔
1年2个月前 IP:广东
917491

我记得该结构是减小弹体自旋的,不过这样是否会对无控火箭带来相反的影响呢?无控火箭的自旋本身也有稳定航线的作用啊

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warmonkey
1年2个月前 修改于 1年2个月前 IP:广东
917518

在几十年前,高性能舵机是非常昂贵的,甚至是无法实现的。


AIM-9B(响尾蛇)才7个晶体管。现在一个开源飞控的性能,大概相当于1980年的超级计算机。在几十年前,高性能舵机是非常昂贵的。即使是现在司空见惯的数字伺服舵机,在1980年还属于刚推出的高科技。

基本的电路元件如MOS管,最近30年性能也有巨大的提升。1990年设计的飞马座运载火箭,使用大功率甲乙类放大器推动舵机。现在淘宝688元的微型数字舵机只有火柴盒大小,瞬间电流几十A。如果用1990年的技术去实现,能输出20A电流的放大器,估计得20-30公斤重量。以前也没有MEMS陀螺仪,如果需要做电子滚转控制,加装机械陀螺仪又得损失好多射程。


所以,当时的设计者会优先考虑机械方案,能省一个舵机是一个。


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御坂18650
1年2个月前 IP:北京
917548

模型火箭加陀螺舵实施起来问题太多了,首先是结构太小了不好做,地面起旋的高压气源也比较麻烦。

主要还是没有那个必要,想消除火箭自旋办法多的是,去死磕上世纪的机械方案得不偿失

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