航天器贮箱液体的有效转动惯量(下)

分析整理了航天器圆环筒形平底贮箱内液体的有效转动惯量计算方法,修正了现有文献中的错误,在常用的参数范围内对液体的有效转动惯量进行了计算,对其变化规律和影响因素做了物理分析,推导了液体滚转有效转动惯量的计算公式,并给出了适用的近似计算方法.对于纵向挡板引起的液体滚转有效转动惯量,给出了工程计算方法,能够确定滚转时液体的有...     

飞行弹体滚转姿态探测方法研究

地磁场的强度和方向是地理位置的函数,可通过对地磁矢量的探测确定稳定飞行的飞行体在空中的滚转姿态。文中给出了利用地磁传感器探测结果解算飞行体滚转姿态的探测系统总体方案、滚转姿态解算的实施方法及数学模型,对该模型进行了仿真计算,对仿真结果进行了分析。     

质偏对卧式扭摆法测量弹体转动惯量精度的影响

分析了质偏对卧式扭摆法测量弹体转动惯量的影响,建立了考虑质偏后描述弹体运动 规律的扭-复摆混合型方程,给出了卧式扭摆消除质偏影响测量转动惯量的计算方法,并且进行了 实例计算。结果表明,质偏对弹体转动惯量的影响不可忽略。考虑质偏后卧式扭摆转动惯量的测 量精度大大提高,从而提高了卧式扭摆法的工程实用价值。     

飞行器扭转模态建模分析研究

在使用梁-质量块模型计算飞行器扭转模态时,模型的扭转转动惯量模型对结构动特性的计算结果有着决定性的影响。研究了不同扭转转动惯量计算方法对系统扭转动力学特性的影响。首先,给出了三种转动惯量计算模型,其中包括一种精确模型和两种简化模型。其次,基于数据,建立了飞行器有限元模型。最后,基于给出的三种模型计算了飞行器的扭转模态。研究发现,对模型的局部扭转转动惯量进行修正,计算的扭转模态精度较高。     

星孔装药结构特征数的理论计算方法

经过理论推导，给出了计算火箭发动机常用的星孔药柱的质量、极转动惯量、赤道转动惯量等结构特征量的解析式，为中远程火箭的总体设计和弹道分析提供了精确计算结构特征数的理论方法。     

旋转尾翼鸭式布局导弹数值模拟

通过数值方法求解三维非定常N-S方程组,对旋转尾翼鸭式布局导弹绕流流场进行了数值模拟。研究了时间步长、旋转角速度对导弹气动特性的影响,并比较了与准定常计算结果的差异,重点分析了尾翼旋转的滚转控制特性。数值计算结果表明:尾翼旋转对纵向气动特性影响较小,对横向气动特性影响较大,滚转力矩随转速的增大而增大;尾翼旋转可以有效提高鸭式布局导弹的滚转控制能力。     

简易制导弹滚转控制研究

研究了鸭式布局简易制导弹的滚转控制方案,在对固定尾翼弹滚转控制进行分析的基础上提出了一种自适应式自旋尾翼设计方案,实现了可根据转速自适应改变尾翼滚转控制方式的结构布局。分析了自适应自旋尾翼自动解锁的原理与可行性,通过对固定尾翼与自旋尾翼滚转气动特性进行比较,表明了用鸭舵可实现对自旋尾翼弹滚转的有效控制。对全弹道进行了弹体转速的仿真计算,得到了理想的滚转控制性能。     

复摆法测量箭弹转动惯量和质偏及其误差分析

基于复摆原理,阐述了箭弹的质偏和转动惯量的测量方法及装置,推导出了质偏和转动惯量的计算公式。对影响测量精度的因素进行了分析。给出测量结果的不确定度计算公式,在假定各测量参数误差为正态分布条件下,导出了测量结果的极限误差计算公式。同时还进行了实例计算和实验测试。结果表明,用复摆法测量弹箭的质偏和转动惯量是可行有效的,其测量精度可满足工程实际要求。该方法采用刀口支承,且在测试中工装简单,便于操作,特别适用于中小弹体的质偏和转动惯量的测量。     

慢旋再入体联锁滚转共振特征量的提取及检测

针对小型化慢旋再入飞行体在再入过程中有可能发生的联锁滚转共振现象，从六自由度弹道方程出发，建立了一种联锁滚转共振的搜索模型；对联锁滚转共振时的轨道参数进行了搜索计算，提取出易于检测和识别的特征参数；在此基础上提出了一种易于工程实现的联锁滚转共振特征参数的检测方法，并对联锁滚转共振特征参数检测装置进行了设计和仿真，最后给出了实验室半实物仿真的结果。     

卷弧翼对导弹滚转特性影响研究

文中通过数值计算和风洞试验相结合的方法研究卷弧翼不同安装方式滚转力矩特性的差异,为转速设计提供依据。通过研究得到以下结论:数值计算和风洞试验得出的滚转特性规律一致,验证了计算分析结论的可靠性;两种方法均再现了卷弧翼的自身诱导滚转现象,且在跨音速出现滚转换向。文中提出的两种对装形式均能消除卷弧翼自身诱导的滚转效应,利于导弹转速设计。     

基于准定常假设的飞行器滚转动导数数值模拟

文中通过发展的基于求解N-S方程的准定常方法对飞行器动态气动特性中的滚转动导数进行数值模拟研究。对国际标模Finner导弹滚转动导数进行计算验证,并分析了滚转角速度、马赫数以及应用于该方法中的对接面的网格差异对滚转动导数的影响。研究结论表明:数值计算结果与风洞试验值吻合得比较好,规律一致,且该方法耗时少,计算量小,能比较准确快速的得到滚转动导数结果,具有一定的工程实用价值。     

155mm固定翼双旋弹二维弹道修正引信的翼面转速特性及修正能力研究

二维弹道修正引信实现弹道修正的前提是对头部翼面部分转速进行控制。基于155 mm 固定翼双旋弹二维弹道修正引信平台,分别对双旋环境下弹体和翼面的转速特性进行了分析。建立翼面作用下双旋弹丸运动模型,采用计算流体力学软件对二维弹道修正引信进行数值模拟,计算得到了翼面各项气动力参数;通过对二维弹道修正滚转通道动力学方程展开分析,以弹丸和头部翼面部分转动惯量为基础,综合分析了翼面转动惯量、摩擦力矩、翼面滚转阻尼力矩和翼面导转力矩对全弹道转速、落点、横向偏差、攻角的影响;在转速控制基础上对155 mm 固定翼二维弹道修正引信修正能力进行了评估。研究结果表明：二维弹道修正引信导转翼面角度取5.0°~5.5°、修正翼面角度取8°~9°时可以满足控制所需的平衡转速和修正能力要求;双旋转速仿真结果可以反映弹道修正引信、精确制导组件等双旋弹丸的转速特性,为此类双旋弹丸翼面部分设计提供了理论依据。     

浮球式惯性平台转动惯量辨识方法研究

球体作为浮球式惯性平台的稳定台体,需要进行高精度的稳定控制,因此需要获取精确的球体转动惯量。浮球式惯性平台实际工作过程中,球体悬浮于液体中,球体内的管路和配重腔体会充满液体,随球体一起转动,从而改变球体的转动惯量,因此需要在浮动状态下辨识球体的转动惯量。提出了一种基于姿态解算的球体转动惯量辨识方法。该方法只需在球体表面悬挂重物产生激励,利用球体内部的陀螺仪敏感球体转动,采用加权递推最小二乘方法实时处理陀螺仪测量的球体转动角速度,以此辨识球体的转动惯量。该方法操作简便,接近球体的真实工作环境,能够快速精确地辨识球体的转动惯量。最后通过仿真分析了陀螺仪测量误差、初始对准误差、悬挂点位置误差对球体转动惯量辨识结果的影响,验证了方法的有效性。     

考虑弹头滚转姿态变化影响的防热层厚度优化

基于气动热/结构温度响应耦合计算方法,研究了弹头固定攻角再入条件下锥身典型子午面结构温度响应特性,以及滚转姿态变化时刻对各子午面结构温度响应的影响,建立了考虑弹头滚转姿态变化影响的防热层厚度优化方法,并基于该方法开展了弹头防热层厚度优化。最后,研究了滚转姿态变化次数对优化效果的影响。结果表明：在再入弹道前段进行滚转姿态变化可使外壁面气动加热量更为合理,有效降低弹体锥身壳体内壁面温升。当迎、背风面壳体内壁面最大温升约束为25 K时,与无滚转姿态变化状态下相比,滚转姿态变化设计可使防热层厚度减小0.725 mm,减小幅度为5.4%。通过与滚转姿态变化时刻的联合设计可有效降低锥身防热层厚度。与单次滚转姿态变化时相比,两次滚转姿态变化时防热层厚度减小量仅增大1.9%,增加滚转姿态变化次数对优化效果影响较小。     

微量滚转力矩天平测量技术研究

针对战术导弹风洞试验模型滚转力矩分量载荷相对于其它分量载荷是一个小量的特点,文中开展了战术导弹模型微量滚转力矩天平总体方案设计、结构设计、灵敏度设计、安全限位设计、干涉分析及固有频率计算等研究,并应用其研究成果完成了一台微量滚转力矩天平的研制,给出了天平静态校准结果。校准结果表明,天平设计方案合理可行。     

MR/GPS制导在旋转火箭弹中的应用分析

文中基于弱地磁信号的测量,拟定旋转火箭弹滚转姿态识别的方案,进行可行性分析.给出了两种方案下的滚转解算方法,并对制导精度进行了简单的分析.目的是在旋转火箭弹飞行过程中,MR/GPS将实时空间方位信息传递给控制模块,通过正确的滚转识别预估弹道修正小脉冲推力器的位置.     

关于销钉式直齿擒纵机构的动态参数

本文主要讨论了销钉式直齿擒纵机构的速比计算方法,传冲结束点的位置以及原动机力矩、摩擦系数、摆的转动惯量、不同转动惯量比下的摩擦系数、中心距、销钉半径、进出销对卡子摆轴的中心角等变化,对周期和振幅的影响进行了分析,给出了曲线图。利用这些曲线可为设计、生产选择尺寸和控制尺寸提供依据。     

基于强跟踪滤波器的滚转弹姿态估计

给出一种基于强跟踪滤波器( STF)的滚转弹飞行姿态获取方法。为了得到试验弹的飞行姿态,使用一个双轴角速率陀螺构成滚转弹飞行姿态遥测系统,利用STF滤波器对遥测数据进行处理,以重构弹体飞行姿态,为进一步的弹体飞行动力学分析及制导系统的效能分析提供依据。利用低速滚转弹姿态运动模型,导出一组基于多重次优渐消因子扩展Kalman滤波器(SFEKF)的迭代滤波方程。由于SFEKF对模型参数失配的鲁棒性及对状态变化较强的跟踪能力,改善了算法的姿态估计精度。仿真计算结果验证了算法的有效性。     

刚性支承外伸火箭的横向振动

本文提供一种计算刚性支承火箭的横向振动特性的简单方法——传递矩阵法。其中考虑了剪切和转动惯量的影响;给出了处理支承点处剪力不连续的方法,并且对一个具体实例进行了计算。     

磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析

针对用磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的问题,提出了磁阻传感器滚转角及磁阻传感器滚转角速率的概念,给出了磁阻传感器测量方程和磁阻传感器滚转角速率的测量方程.经过理论推导给出了弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率的关系式,分析结果表明弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率之间的测量误差受弹丸俯仰姿态、偏航姿态和射向的影响.数值仿真表明,弹丸滚转角速率的地磁测量方法在一定条件下是可行的,但在工程实际应用中难以保证滚转角的精确测量.