【摘 要】
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机载光电吊舱作为实现侦察、监测、校射和打击效能的主要载体,是现代战争中用于空中作战的核心设备,相关技术研究受到重视。影响光电吊舱上所搭载的光学成像系统精度和质量的主要因素包括内部振动和外部振动,本文通过精密的机械设计、加工以及装配技术使光电吊舱内部振动量级减到很小,设计隔振系统来隔离外部无人机给予的振动激励,采用理论分析结合仿真分析、实验验证等手段,设计隔振系统使之满足隔振需求。通过分析光电吊舱的
【基金项目】
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XXX光电吊舱系统(GK2005B)研制项目
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机载光电吊舱作为实现侦察、监测、校射和打击效能的主要载体,是现代战争中用于空中作战的核心设备,相关技术研究受到重视。影响光电吊舱上所搭载的光学成像系统精度和质量的主要因素包括内部振动和外部振动,本文通过精密的机械设计、加工以及装配技术使光电吊舱内部振动量级减到很小,设计隔振系统来隔离外部无人机给予的振动激励,采用理论分析结合仿真分析、实验验证等手段,设计隔振系统使之满足隔振需求。通过分析光电吊舱的功能需求、工作原理、关键技术,对其进行结构设计,对与隔振器直接连接的方位底座结构进行了静力学和动力学分析,仿真结果表明该结构满足强度条件。然后针对项目中提出的光电吊舱隔振需求,设计隔振方案。结合实际工况,建立了光电吊舱隔振系统动力学模型,对其进行解耦分析后得到光电吊舱线振动对无人机激励振动的传递函数。为定量分析隔振系统的参数对其隔振性能的影响,建立了两自由度隔振系统的振动模型,得出隔振器的刚度、阻尼以及安装跨距偏差越大会导致光电吊舱的角振动对无人机线振动的传递函数幅值越大的结论。通过对隔振系统数学模型的分析,在隔振理论的指导下,设计了隔振系统的参数。在仿真软件Adams/Vibration模块对参数设计完成后的隔振系统进行了振动仿真分析,结果表明前文理论正确且隔振系统设计有效。由于选择的两种隔振器均具有非线性特性,仅仅根据参数要求选择的隔振器未必能在实际工况下使用,因此对两种隔振器进行静态实验和动态扫频振动实验,根据实验结果最终选择了金属橡胶隔振器作为本项目使用。然后设计了金属橡胶隔振器对称布置和具有跨距偏差两种布置方案,进行了两自由度隔振系统振动实验,实验结果验证了前文理论分析和仿真结果的正确性。结合项目中实际应用反馈,设计的隔振系统可以满足光电吊舱的隔振使用需求。本文对光电吊舱的隔振系统设计与实验研究工作使无人机的振动得到有效隔离,进而提高了光学成像系统质量和稳定精度,对提升空中侦察、作战能力具有重大意义。
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