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An evaluation of piezoelectric spoilers for missile flight control.

机译：对用于导弹飞行控制的压电扰流板的评估。

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摘要

Advances in aerodynamic flight controls can increase performance and lower the cost of guided weapons. Research at The University of Texas at Arlington has focused on using active materials to produce a lightweight, low-cost, missile fin that can be used on subsonic and supersonic weapons. This dissertation describes the design, construction, and testing of one such aerodynamic control device, consisting of a circular arc spoiler integrated with a piezoelectric bimorph actuator. As part of this dissertation, an examination of state-of-the-art active materials technology was conducted to select an actuator material compatible with guided weapon operating conditions. An examination of state-of-the-art aerodynamic "active structures" research was also conducted to identify aerodynamic control schemes suitable for integration with guided weapon control fins. The aerodynamic controls schemes examined include: the all-moving wing, wing twist, discrete flaps, continuous flaps, jet spoilers, and mechanical spoilers. After determining the advantages and disadvantages of each control device the combination of a mechanical spoiler and piezoelectric bimorph was selected for further research. A missile fin model using an integrated piezoelectric circular-arc spoiler was designed, built, and tested in a subsonic wind tunnel at speeds up to 210 ft/s (64 m/s). Aerodynamic quantities presented include CL, CL/CD, and C M as functions of spoiler displacement. Actuator related quantities presented include displacement vs. input voltage, force vs. input voltage, and spoiler bandwidth.
机译：空气动力学飞行控制技术的进步可以提高性能并降低制导武器的成本。德克萨斯大学阿灵顿分校的研究重点在于使用活性材料生产轻巧，低成本的导弹鳍，该鳍可用于亚音速和超音速武器。本文描述了一种这样的气动控制装置的设计，构造和测试，该装置由与压电双压电晶片致动器集成在一起的圆弧扰流板组成。作为本论文的一部分，对最先进的活性材料技术进行了研究，以选择与制导武器操作条件兼容的执行器材料。还对最先进的空气动力学“主动结构”研究进行了研究，以确定适合与制导武器控制鳍片集成的空气动力学控制方案。检验的空气动力学控制方案包括：全动翼，机翼扭转，离散襟翼，连续襟翼，喷射扰流器和机械扰流器。在确定了每种控制设备的优缺点之后，选择了机械扰流板和压电双压电晶片的组合进行进一步研究。设计并制造了使用集成压电圆弧扰流板的导弹鳍模型，并在亚音速风洞中以高达210 ft / s（64 m / s）的速度进行了测试。列出的空气动力学量包括CL，CL / CD和C M作为扰流器排量的函数。与执行器相关的数量包括位移与输入电压的关系，力与输入电压的关系以及扰流器带宽。

著录项

  • 作者

    August, James A.;

  • 作者单位

    The University of Texas at Arlington.;

  • 授予单位 The University of Texas at Arlington.;
  • 学科 Engineering Aerospace.
  • 学位 Ph.D.
  • 年度 2004
  • 页码 199 p.
  • 总页数 199
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 航空、航天技术的研究与探索;
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