标定飞机舵面角位移的双圆靶单目视觉方法

提出了一种基于计算机单目视觉的飞机副翼、襟翼、方向舵和升降舵等转动系统中的角位移传感器的标定方法。用一台位置固定的数码相机对平行于飞机方向舵转轴并固定在该舵面上的一个双圆靶拍照。经数字图像处理确定4个特征像点的像面坐标,根据透视投影原理推导出求靶面法线的方向余弦的解析表达式,无需在现场实时标定相机参数即可解算出靶面法线的相对方向。方向舵转动时,其角位移可用该靶面的角位移来表达。仿真结果表明该方案正确可靠,可用于航天器上实现实时自主测量交会对接时的相对位姿参数。     

燃气舵的气动设计

本文介绍了燃气舵的气动设计方法,包括燃气舵气动设计的内容和要求,舵面设计的依据、舵面安装位置的确定、舵面参数的选择、舵面转轴位置的确定以及舵面气动特性的估算和试验。文中根据实践经验提出的燃气舵气动设计原则和参数选择范围,可直接应用于各种战术导弹燃气舵的气动设计。     

系统标定中的透视投影模型

以相机的透视投影模型为基础,根据椭圆拟合与投影变换,建立使用特定靶标计算两相机相对位置的标定模型。分析在不同坐标系下物点与像点的坐标转换关系,分别通过椭圆拟合模型和精确模型,提出求解空间圆的圆心在像平面上的像坐标的算法,并对精度和稳定性进行检验与分析。分析结果表明,椭圆拟合模型求解较简单、方便;基于透视投影变换规律的精度模型结果较精确,但需给出较多的相机外部参数。     

超声速导弹燃气舵系统设计研究

以超声速导弹为对象,初步研究了燃气舵系统的设计.分析了燃气舵的气动布局以及在喷管上的安装位置对舵面效率的影响.在此基础上,结合助推器的性能参数,借助工程方法,对燃气舵的气动外形进行了设计.     

新概念伸缩舵面机动弹头布局初步研究

提出了一种伸缩舵面机动弹头气动布局设计的新理念,避免了普通全动舵面布局方案中舵轴设计面临的严峻热环境和力环境等问题.初步研究了采用这类设计理念的多种机动弹头布局的气动特性,分析了伸缩舵面机动弹头布局的稳定和操纵特性,对采用这种理念设计得到的一种机动弹头布局的机动性能进行了仿真.结果表明,新的机动弹头有较强的机动性,可通过机动飞行增大突破敌方导弹防御体系的概率,并能明显增加射程.     

多场载荷作用下导弹舵面响应数值计算与分析

针对导弹舵面在多物理场载荷作用下响应数值计算存在的困难和不准确性,通过将流场域离散化处理,与结构场有限单元节点耦合,再与声场边界元控制方程相互结合,推导出改进的耦合边界元/有限元(BEM/FEM)计算方法。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了舵面危险点位置和不同飞行环境下舵面响应特性。结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算方法,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面响应特性,为导弹舵面可靠性设计提供了一种有效的数值计算方法。     

空空导弹燃气舵气动设计技术综述

介绍了空空导弹固体火箭发动机燃气舵气动设计过程中的有关技术问题,包括总体指标,限制条件,气动设计目标。详细分析了喷流流场的各种特性:不均匀性、瞬间性、扰动波系、高温和粒子流等。论述了燃气舵面外形设计中的有关问题:平面形状、剖面形状、舵轴确定、舵体安放、护板设计及舵面烧蚀等。     

导弹颤振抑制技术研究

着眼于工程应用,从弹性飞行器一般运动方程的角度,提出了导弹颤振抑制的主要思路,总结了常规导弹颤振分析的一般流程.分别从质量特性和刚度特性两个方面,阐述了导弹颤振抑制的方法和需要注意的问题.算例分析表明,配重设计可有效提高颤振速度,但对不同的颤振类型配重效果有所不同.最后,以舵轴位置变化对舵面颤振性能的影响为例,说明结构布置与导弹颤振性能的关系.算例表明,如结构布置合理,可缓解颤振设计的压力.     

超声速导弹燃气舵系统设计研究

以超声速导弹为对象，初步研究了燃气舵系统的设计．分析了燃气舵的气动布局以及在喷管上的安装位置对舵面效率的影响．在此基础上，结合助推器的性能参数，借助工程方法，对燃气舵的气动外形进行了设计．     

飞翼无人机舵面控制分配技术

针对飞翼布局无人机各控制舵面之间耦合性强、实际舵机存在位置与转速约束等问题,提出一种基于效率分级的改进直接舵面分配策略。对各舵面进行操纵效率分级,针对每一级舵面提出一种改进的离散状态下的直接分配方法,并用实例对各舵面的操纵能力进行仿真分析。仿真结果表明:改进的直接分配法在舵面位置与转速2种约束同时存在的情况下,能提高分配的精度,抑制各通道的耦合现象。     

简控火箭弹舵翼气动干扰特性研究

为了研究固定鸭舵简控火箭弹舵翼气动干扰特性,在验证数值方法适用性和可靠性的基础上,采用数值模拟方法对该弹气动特性进行仿真分析。计算得到不同弹长和不同舵翼相对夹角(鸭舵组件反旋角)工况下由鸭舵和尾翼产生的空气动力参数,仿真获得火箭弹外流场压力分布。研究分析了弹体长径比和舵翼相对夹角对鸭舵和尾翼气动特性的影响规律。结果表明:鸭舵与尾翼之间的气动干扰受弹体长径比影响,当弹体长径比达到一定数值时鸭舵对尾翼的气动干扰消失,且这种舵翼气动干扰特性对不同舵翼相对夹角情况同样适用; 研究结果可用于简化固定鸭舵火箭弹气动特性的研究方法,提高火箭弹气动外形设计效率。     

一种适用于鱼雷变舵角的结构网格处理方法

针对鱼雷变舵角工况计算流体力学（CFD）流场计算中网格划分环节,以＂十＂字形全动舵、＂十＂字形翼端舵两类鳍/舵布局为对象,提出了一种快捷高效的多结构化网格处理方法。结合结构网格有利于对近壁面网格精细控制、保证其求解精度高的特点,采用多块结构化网格划分思路,把鳍/舵局部流场区域从全雷整体域中分离出来,形成多块计算域,在各自独立坐标系下划分结构化网格,通过多块耦合方法形成全流场计算域网格。减小了网格划分工作难度,避免了重复性,提高了设计计算效率和精度。经计算结果验证,本文方法有效可行,可推广适用于绕定轴旋转等局部小范围变化的几何构型。     

鸭舵形状及位置对制导榴弹气动特性的影响

为提升固定式鸭舵全弹的气动效率,对制导榴弹弹道修正组件进行结构设计以及气动特性分析.基于155 mm口径榴弹设计3种不同形状的鸭舵,利用数值仿真软件对3种舵片进行气动仿真,通过3种设计方案滚转力矩以及升阻比的对比进行优选,并对不同安装位置对气动特性的影响进行分析,得出气动效率相对较好的鸭舵形状以及轴向布局.结果表明:该设计具有一定的工程应用价值,可为基于鸭式舵的简易制导榴弹气动设计提供参考.     

简易控制修正力技术研究

阐述了简易控制的体制,分别建立了采用脉冲或舵机实施控制的弹道模型,对2种执行机构的修正力特性进行了分析,研究了2种执行机构的控制策略.针对某型迫弹无控飞行时的试验中间概率误差约为1%,利用蒙特卡洛打靶法,在相同的计算条件下,若末段采用脉冲控制,仿真计算得到其圆概率误差小于等于4 m;若末段采用舵机控制,其圆概率误差小于等于2.5 m.结果表明,利用脉冲或舵机在迫弹的末段实施简易控制,能够大大改善其密集度,且两者的控制原理、控制过程等各有特点,对今后的工程化应用有一定的参考意义.     

头部和尾舵布局对弹箭俯仰气动特性影响

采用数值模拟的方法并经过风洞实验验证分析了超音速下无翼式布局火箭弹模型俯仰气动特性随头部形状和尾舵面积的变化规律,得出在头部长细比固定不变的条件下选用单锥型弹头较双锥形弹头有更好的稳定性;选用面积大的尾舵具有更好的法向过载和稳定性;为无翼式布局弹箭气动设计提供了依据.     

无翼式布局制导火箭弹俯仰操纵气动特性

为了研究某无翼式布局制导火箭弹进行俯仰操纵时非线性气动特性对弹箭操纵性的影响,通过模型风洞试验和数值计算相结合的方法,分析了不同马赫数、舵偏角和攻角等因素对该火箭弹气动特性的影响。对模型进行超声速风洞试验,试验结果表明,俯仰操纵负舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先增大后减小,正舵偏角时俯仰力矩系数导数随攻角先减小后增大。采用ANSYS FLUENT对不同工况下该弹气动特性进行数值计算,计算结果表明,得到的俯仰力矩与风洞实验结果吻合较好,最大误差仅为4.6%。各部件气动特性分析结果表明:弹身的压心在负舵偏角时前移,正舵偏角时后移; 上尾舵受弹身干扰影响法向力效率降低; 负舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角减小,正舵偏角时下尾舵的法向力系数导数随攻角增大; 各部件共同作用下弹箭气动特性呈非线性。     

预置舵角下超空泡航行体运动过程弹道特性研究

为研究超空泡航行体在水平面机动转弯过程中的弹道特性,采用航行体头部设置预置舵角方法实现,开展了0°、3°和6°预置舵角下航行体自由运动的试验研究。试验在水池中进行,采用高速摄影观察不同预置舵角下的空泡演化过程,采用内测装置测量航行体运动参数,获得了不同预置舵角下超空泡航行体水平运动过程中的弹道特性。试验结果表明：当预置舵角为0°时,航行体侧向力由于非定常因素扰动小幅波动,但均值基本为0;当存在预置舵角时,随着预置舵角的增大,轴向力和侧向力不断增加;预置舵角可以控制超空泡航行体的弹道水平机动转弯,且预置舵角越大、弹道越容易转弯,但舵角过大会导致航行体弹道失稳。     

基于极大似然法的高速无人艇操纵响应模型参数辨识

高速水面无人艇操纵性预报精度取决于其运动模型中的参数获取精度,针对传统扩展卡尔曼滤波算法难以获取较高精度的模型参数问题,提出一种采用极大似然法辨识获取无人艇操纵运动2阶非线性响应模型参数的方法。基于某无人艇响应模型参数进行20° Z形仿真实验,采集艏向角和舵角变化数据,根据辨识原理与前向差分法设计一种极大似然辨识方法,通过辨识获取了模型参数。进一步研究发现在极大似然法辨识过程中部分参数有参数漂移现象产生,分析得到参数漂移产生的原因在于使用差分法处理Z形实验数据时忽略了舵角变化率的影响。采用正弦仿真实验数据结合极大似然法进行改进辨识研究,其舵角变化率可直接对舵角求导得到。针对极大似然法与扩展卡尔曼滤波算法的辨识结果展开操纵运动仿真实验。实验结果表明：通过极大似然法辨识获取的参数比传统卡尔曼滤波算法能更精确地预报无人艇的操纵运动,且基于正弦仿真实验数据辨识能有效解决极大似然法的参数漂移,从而为极大似然法辨识结果提供更高的精度。     

整流帽布局对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响

基于局部外形优化改善空气舵附近区域局部热环境,可明显提升高马赫数飞行器热防护系统在恶劣环境下的适应性和生存能力。整流帽的应用作为高马赫数飞行器全动舵流动与气动热特性优化的有效手段,在近年来备受关注。建立一种适用于高马赫数完全气体可压缩流动的数值模拟方法,采用该方法开展整流帽布局及几何参数对全动舵附近流动结构及热环境分布规律的影响研究,并通过带整流帽布局的平板-全动舵模型激波风洞测热试验对数值模拟方法的准确性进行验证。结果表明：高速来流流经整流帽时将产生激波减速,在整流帽下游激波迅速膨胀分离,空气流动速度和加热能力均显著降低;从整体上看,设置整流帽能够显著降低整流帽展向宽度范围内的全动舵及附近平板气动热环境;随着整流帽楔角减小,全动舵气动加热整体呈恶化趋势;随着整流展宽增加,全动舵气动加热进一步减轻。