鴨式布局雙旋彈飛行力學(xué)特性研究.pdf

1、隨著戰(zhàn)爭(zhēng)形勢(shì)的發(fā)展，世界各國(guó)對(duì)彈箭武器的精確化打擊能力提出了越來(lái)越高的要求。目前導(dǎo)彈的精確化水平已經(jīng)發(fā)展成熟，可以基本滿足戰(zhàn)場(chǎng)需求，但造價(jià)昂貴使戰(zhàn)爭(zhēng)的代價(jià)過(guò)高，不能夠大量裝備。而世界各國(guó)庫(kù)存有大量的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈，對(duì)其進(jìn)行低成本制導(dǎo)化改造，提高其命中精度意義重大。本文以一種鴨舵控制、雙旋結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定炮彈為研究對(duì)象，對(duì)其飛行力學(xué)特性進(jìn)行研究，主要包括以下幾個(gè)方面:
　　1.由于鴨式布局雙旋彈前后體的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的差異，造成在飛行過(guò)程中前后

2、體會(huì)出現(xiàn)差動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所以在普通旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈6D模型的基礎(chǔ)上建立了鴨式布局雙旋彈的七自由度彈道模型。首先，在滿足質(zhì)量均勻、幾何外形關(guān)于彈體縱軸對(duì)稱、前后體質(zhì)心以及全彈質(zhì)心在同一條直線上條件下建立了簡(jiǎn)化七自由度模型;其次，考慮了三質(zhì)心不在同一直線上的一般情況，運(yùn)用慣量矩陣的平行移軸定理，建立了一般的七自由度彈道模型。
　　2.設(shè)計(jì)了不同舵偏角的鴨式布局雙旋彈模型。利用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)方法及軟件對(duì)這組模型進(jìn)行亞音速、跨音速和超音速條件下的氣動(dòng)

3、仿真，得到阻力系數(shù)、升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)、滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)隨馬赫數(shù)的變化規(guī)律，并繪制成曲線，得到了不同舵偏角模型的流場(chǎng)分布規(guī)律，并由此對(duì)鴨式布局雙旋彈的氣動(dòng)特性進(jìn)行分析。
　　3.研究了鴨式布局雙旋彈在無(wú)控條件下的彈道參數(shù)變化規(guī)律;在有控條件下，研究了相同控制信號(hào)相位角不同起控時(shí)刻彈丸的彈道曲線變化規(guī)律、彈道傾角變化規(guī)律、攻角特性變化規(guī)律以及前后體滾轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。改變控制信號(hào)相位角，對(duì)彈丸彈道特性進(jìn)行仿真，觀察相位角的改變對(duì)彈道特

4、性的影響。同時(shí)，對(duì)不同啟控時(shí)刻的修正能力進(jìn)行了研究，證明了選擇合適的啟控時(shí)刻可以得到較好的修正效果。
　　4.建立了鴨式布局雙旋彈的復(fù)偏角運(yùn)動(dòng)方程、轉(zhuǎn)速運(yùn)動(dòng)微分方程以及復(fù)擺動(dòng)角運(yùn)動(dòng)方程，由此推導(dǎo)出鴨式布局雙旋彈的簡(jiǎn)化攻角運(yùn)動(dòng)方程，進(jìn)而對(duì)該彈的角運(yùn)動(dòng)特性開(kāi)展了研究。分析了鴨式布局雙旋彈的陀螺穩(wěn)定性、追隨穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性條件，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)算例模型的穩(wěn)定性進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　5.在七自由度彈道模型的基礎(chǔ)上，采用線性化方法，推導(dǎo)