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三轴稳定分析技术详解

【摘要】:图6.5炮塔系统结构由于在行进过程中,车体不可避免地会产生颠簸摇晃,为降低颠簸对火炮精确射击带来的影响,通常会采用两种方法:一种是暂时停止行进,这显然是被动而不利的;另一种策略是保证炮塔系统在三轴上的稳定性,从而保证其在惯性空间内的稳定。有两种方案可以解决这一问题,一是设计能绕三轴转动的炮塔结构,并针对这种结构设计三轴稳定器。本节所讨论的,就是这种间接实现三轴稳定的方法。

对如图6.5所示无人炮塔系统而言,可控对象为车体与炮塔之间的角度(水平向)q1及炮管与炮塔之间的角度(高低向)q2

图6.5 炮塔系统结构

由于在行进过程中,车体不可避免地会产生颠簸摇晃,为降低颠簸对火炮精确射击带来的影响,通常会采用两种方法:一种是暂时停止行进,这显然是被动而不利的;另一种策略是保证炮塔系统在三轴(横、纵、垂直轴)上的稳定性,从而保证其在惯性空间内的稳定。现今广泛使用的双向稳定器就是为实现这一目标而设计的,它的原理是直接测量火炮的炮塔绕车体横轴以及垂直轴的偏角并各自加以稳定,在很大程度上提升了射击精度。双向稳定器只考虑了横轴和垂直轴两轴上的扰动,而忽略了绕车体纵轴的偏移量,但在实际情况中,车体的横滚扰动对射击精度的影响不可忽略。有两种方案可以解决这一问题,一是设计能绕三轴转动的炮塔结构,并针对这种结构设计三轴稳定器。这种方案由于需要重新设计炮塔结构,大大增加了成本,如图6.6所示的T28超重型坦克正是采用了这种炮塔结构。另一种方案的思路是考虑能否通过将三轴上的角位移通过坐标变换,折合到炮塔能控的水平向与高低向上,通过对这两向上的调整,达到对三轴方向的补偿,从另一个角度满足三轴稳定。本节所讨论的,就是这种间接实现三轴稳定的方法。