擺動發(fā)動機(jī)框架式雙向搖擺發(fā)動機(jī)的提出背景

我國運載火箭三級主發(fā)動機(jī)是在兩臺電液伺服系統(tǒng)的共同作用下，通過作動器實現(xiàn)發(fā)動機(jī)雙向擺動，美國Peacekeeper彈道導(dǎo)彈第四級為實現(xiàn)彈道平移機(jī)動也采用搖擺推力室，這些都是改變推力的方向，使發(fā)動機(jī)的推力在其主軸的垂直方向產(chǎn)生側(cè)向分力，形成控制力和控制力矩，實現(xiàn)航天器軌道改變。此外，提供發(fā)動機(jī)搖擺采用的液壓伺服機(jī)構(gòu)，關(guān)鍵部件電液伺服閥性能要求高、加工調(diào)試周期長、成本高，伺服閥對油液中的污染物比較敏感，提供相同功率需要伺服機(jī)構(gòu)的質(zhì)量大，這些因素都制約液壓伺服機(jī)構(gòu)在航天器上的應(yīng)用。為解決發(fā)動機(jī)綜合擺角小的問題，提出框架式結(jié)構(gòu)的發(fā)動機(jī)雙向搖擺的方案 。

英國發(fā)明了一種楔型活塞，工作時搖擺活動的發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)的活塞工作時不是上下運動，而是像擺鐘式的向兩邊搖擺，使固定在飛輪上的曲軸旋轉(zhuǎn)。這種新穎的發(fā)動機(jī)只需3個活動部件：一副活塞、一根曲軸和一個飛輪。與普通發(fā)動機(jī)相比，該機(jī)燃料可節(jié)省一半，體積縮小為八分之一，制造成本只有五分之一 。

擺動發(fā)動機(jī)又稱搖擺發(fā)動機(jī)。整臺發(fā)動機(jī)或推力室可繞轉(zhuǎn)軸擺動的火箭發(fā)動機(jī)。擺動發(fā)動機(jī)提供推力矢量控制力矩。它可由兩臺以上的發(fā)動機(jī)并聯(lián)組成機(jī)組，或由一臺渦輪泵洪應(yīng)4臺可擺動的推力室組成四推力室發(fā)動機(jī)。擺動發(fā)動機(jī)可分為低壓泵前整機(jī)擺動和高壓泵后推力室擺動兩種。固體火箭發(fā)動機(jī)常用噴管擺動進(jìn)行推力矢量控制。擺動發(fā)動機(jī)提供的控制力矩大，發(fā)動機(jī)比沖幾乎役有損失、在液體火箭上被廣泛應(yīng)用。發(fā)動機(jī)通過萬向節(jié)(常平座)或萬向架(常平架)與發(fā)動機(jī)機(jī)架或彈體承力構(gòu)件連接，起搖擺與傳遞推力的作用 。

雙向搖擺發(fā)動機(jī)的框架式結(jié)構(gòu)類似于陀螺儀，將兩臺伺服系統(tǒng)分別安裝在框架上和飛行器本體上，其轉(zhuǎn)動軸分別與發(fā)動機(jī)搖擺軸和框架軸相連接，發(fā)動機(jī)通過軸承連接在框架上 。

驅(qū)動發(fā)動機(jī)雙向搖擺的兩臺電機(jī)安裝在相互垂直的方向上，分別提供俯仰和偏航兩個方向的轉(zhuǎn)動控制力矩，兩套伺服系統(tǒng)組成和原理相似，主要由動力部分、反饋環(huán)節(jié)、控制器三大部分組成。來自控制系統(tǒng)計算機(jī)的模擬指令電壓u，與輸出軸相連的角度傳感器輸出的反饋電壓相減產(chǎn)生誤差信號，經(jīng)過控制算法得出輸出量，并進(jìn)行放大。最后通過輸出口送給電機(jī)驅(qū)動器，產(chǎn)生電機(jī)的驅(qū)動電流。電機(jī)按控制量的大小和極性轉(zhuǎn)動，并通過減速器使輸出軸產(chǎn)生相應(yīng)的力矩和速度。發(fā)動機(jī)或框架通過輸出連接機(jī)構(gòu)與伺服系統(tǒng)相連，發(fā)動機(jī)或框架的擺

動使角度傳感器產(chǎn)生反饋電壓的變化，使誤差信號減小，從而形成位置負(fù)反饋，實現(xiàn)發(fā)動機(jī)(框架)按照指令規(guī)定的運動特性擺動，即達(dá)到發(fā)動機(jī)(框架)擺動跟蹤指令變化之目的 。

提起擺動指數(shù),我們有很多種構(gòu)造方法,但它們的真實含義都相差無幾。大部分?jǐn)[動指數(shù)的曲線也非常相像。我們沿著價格圖表的底部來做擺動指數(shù)的圖線,把它局限于一條水平向的狹長區(qū)域里。不論價格是升、降,還是持平,擺動指數(shù)的區(qū)域基本上總是水平向發(fā)展的。不過, 擺動指數(shù)的峰和谷與價格圖上的峰和谷同時出現(xiàn)。有些擺動指數(shù)的變化具有一個中間值,從而擺動指數(shù)所在的水平域可以分為上半部和下半部。根據(jù)算法的不同,在擺動指數(shù)的上下邊界之內(nèi),既可以標(biāo)志成從0到100的刻度,也可以標(biāo)成從-1到 1的刻度。

擺動指數(shù)最重要的三種用途：

有三種情況，擺動指數(shù)最具效用。這三種情況對絕大多數(shù)擺動指數(shù)來說都是共同的。

1、當(dāng)擺動指數(shù)的值達(dá)到上邊界或下邊界的極限值時，最有意義。如果它接近上邊界,市場就處于所謂的“超買狀態(tài)”；如果它接近下邊界，市場就處于所謂的“超賣狀態(tài)”。這兩種讀數(shù)都是警訊，表示市場趨勢走得太遠(yuǎn)，開始有些脆弱起來。

2、當(dāng)擺動指數(shù)處于極限位置，并且擺動指數(shù)與價格變化之間出現(xiàn)了相互背離現(xiàn)象時，通常構(gòu)成重要的預(yù)警信號。

3、如果擺動指數(shù)順著市場趨勢的方向穿越零線，可能是重要的買賣信號。

在俄羅斯核潛艇“庫爾斯克號”號打撈期間使用了由計算機(jī)控制的224個螺旋擺動缸，從而將潛艇舉出了海平面。在戴姆勒奔馳太空公司(DASA)水下模擬裝置四維直線與旋轉(zhuǎn)試驗中，使用了精度為十分之一度的特殊擺動液壓缸。在荷蘭國家所有鐵路道岔控制中，全部采用了HKS螺旋擺動液壓缸。我們最強(qiáng)大的螺旋擺動缸可將20輛大眾Golf轎車從一邊轉(zhuǎn)到另一邊。動力強(qiáng)勁、定位精準(zhǔn)、易于控制，不管輸出扭矩有多大，HKS擺動液壓油缸幾乎在每一需要高扭矩有限擺動運動的場合都得到了應(yīng)用。例如：港口機(jī)械、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、船舶配載及設(shè)備操作、井下工作、高空作業(yè)、海底勘探裝置及近海平臺、特種機(jī)器人、物流及交通運輸、農(nóng)林機(jī)械及設(shè)備、食品工業(yè)、煙草機(jī)械、制藥工業(yè)和石油化工等領(lǐng)域。