微型涡轮喷气发动机控制系统的设计与开发(2)
4.5 反馈控制模块程序设计 23
5 系统仿真调试以及下载 25
5.1 硬件调试 25
5.2 综合仿真调试 25
5.3 ATMEGA16程序下载 25
6 控制系统设计结果及研究展望 27
6.1 设计结果 27
6.2 研究展望 29
结 论 30
致 谢 31
参 考 文 献 32
附 录 34
附录A 34
附录B 35
附录C 46
1 绪论
1.1 研究目的及意义
在现代化、高科技局部战争中，远程、精确、高效打击高价值目标己成为主要打击手段，精确制导技术则是核心关键技术，需要深入研究。常规兵器的制导化则是新的军事技术革命的主要发展趋势，必将开拓出新的制导兵器领域。近年来出现的末端制导炮弹、制导炸弹、炮射导弹、简易制导火箭等就是常规兵器制导化而产生的新型制导兵器，是现代化高科技局部战争的迫切需要。制导兵器是带有导引、控制的常规兵器，是高新技术应用于常规兵器的产物，主要包括便携、车载、机载、舰载的反坦克导弹等。
动力装置是制导兵器的重要组成部分，为制导兵器的飞行、作战提供所需动力，其性能对于目标的有效攻击，保存己方势力极为重要。从制导兵器的发展过程来看，飞行动力装置的发展必须适应未来制导兵器发展的要求[1]。在性能方面：导弹的快速反应性，就决定了飞行动力装置结构要简单；制导兵器作战目标的复杂性，决定了飞行动力装置应具有很强的适应能力；制导兵器的长寿命，飞行动力装置亦应适应；制导兵器的小型化，就决定了飞行动力装置的高性能（所谓高性能，就是要求发动机要有较高的质量比和冲量、重量比，以及良好的使用性能等）；制导兵器的多用性，就决定了飞行动力装置具有通用性；制导兵器的低探测性、隐蔽性，就要求飞行动力装置的低信号特征等等。为适应制导兵器发展的需求，近年来研究了新的飞行动力装置，包括：长尾管发动机、单室双推力发动机、单室多推力发动机、双室双推力发动机、双室三推力发动机、多次启动的固体火箭发动机、整体式固体冲压发动机、低信号特征、低易损性固体火箭发动机、涡喷发动机等[2]。
制导兵器发展对飞行动力装置有了更高的要求。从长远的发展战略上看，有必要在原有技术基础上不断研究高性能的飞行动力装置，以满足精确制导技术的不断发展对飞行动力装置性能越来越高的要求。另一方面，应坚持多元化发展战略，研制不同类型的飞行动力装置，以满足各种类型战术导弹对飞行动力装置性能的要求。对于上面提到的要求长时间工作的远程导弹、远程炮弹等，采用微型涡喷发动机是较为理想的选择，可使导弹在体积、重量上具有较大的设计空间。
同时近年来，随着新型材料技术、微加工技术、微型传感器技术等多个学科领域的迅速发展，各种航空器开始迅速出现微型化的趋势。微型涡轮喷气发动机（Micro Turbine Engine，MTE）在航空技术发达国家也得到了高度的重视，并已进入学术界和产业界的合作，开发面向各种应用目标的产品。美国国防部预研计划局（DARPA）的小尺寸动力系统计划，重点支持开展推力在0.01～10daN之间的MTE相关技术研究。目前已经着手开展研究的微型涡喷发动机尺寸差别很大，可以将它们分为三类[3-10]：（1）麻省理工学院的微型涡喷发动机接近纽扣大小，直径约为1cm多，厚度约0.4cm，推力约为0.1N；（2）斯坦福大学的微型涡喷发动机直径约4cm左右，其长度略大于发动机直径，推力约为5N；（3）更大一些的微型涡喷发动机，直径一般在10cm左右，推力一般为50N～300N。作为一种特殊的航空发动机，微型涡喷发动机广泛应用于无人机、巡航导弹等领域，还可以作为将来的野战便携式能源，其体积小、重量轻，使用方便。在电力行业近年来获得高度重视的分布式电源系统也以微型涡喷发动机为核心。国外已有将微型涡喷发动机用于反坦克导弹动力装置的成功案例，国内尚未见相关研究。
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