[发明专利]固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统

说明书

技术领域

本发明属于飞行仿真领域，具体涉及一种新型固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统。

背景技术

固液动力巡航飞行器是一种新型的巡航飞行器，采用固液火箭发动机作为动力装置，固液火箭发动机安全性高、经济性好，且相对固体火箭发动机可实现推力调节、长时间工作，相对液体火箭发动机其结构简单、使用方便，从技术性、安全性和经济性角度考虑，在新一代巡航动力系统的研制中，固液火箭发动机具有较大的优势。飞行过程中可以通过调节液体氧化剂流量，改变推进剂的燃烧速率，从而实现飞行器的变推力控制；数学仿真作为飞行器设计必不可少的环节，在系统分析和设计阶段可以检验理论设计的正确性与合理性；数学仿真具有经济性、灵活性和仿真模型通用性等特点。随着计算机计算能力和计算速度的大幅度提升，仿真技术越来越受到重视。在新型飞行器设计过程中，需要不断的进行计算数据验证，设计方案的更改和仿真数据的反馈，如此繁琐而冗余的工作不仅浪费时间，而且容易出现错误。为了更快捷简便的进行仿真数据的导入、方案的设计、数据的反馈，一套完整的固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，设计出了一种固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统。

一种固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统，包括人机交互界面、飞行器仿真模型、数据图形处理系统；

本发明的优点在于：

（1）具备完整的仿真系统，仿真模型以后台形式存在，用户在人机交互界面可以进行所有的操作；

（2）独立的数据存储模块，进行指定数据的存储，并放置指定的路径，从而更为简便的提取反馈数据；

（3）独立的图形显示模块，进行指定图形的显示，并设有二维平面和三维立体显示两种方式，从而更为直观地了解设计结果；

（4）针对固液发动机变推力的特性，设有变推力控制模块,进行飞行过程中的推力大小控制。

附图说明

图1：一种新型固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统的飞行器仿真架构示意图；

图2：一种新型固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统的人机交互界面图；

图3：一种新型固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统的操作流程图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明的一种固液动力巡航飞行器飞行任务规划仿真系统，如图1所示，包括人机交互界面1、飞行器仿真模型2、数据图形处理系统3。

人机交互界面1由用户完成对飞行器仿真模块2仿真前初始化参数的配置，同时进行一些关键的参数地修改；飞行器仿真模块2作为后台程序，根据用户设置的参数，进行仿真解算，解算出用户需要的飞行状态参数；数据图形处理系统3作为终端显示，对飞行器仿真模块2解算出来的飞行状态参数，进行相关的处理，保存用户需要的数据，并直观显示飞行弹道和其他飞行参数。

飞行器仿真模型2是基于Matlab Simulink模块库，采用模块化方法进行设计。飞行器仿真模型2包括时序控制模块201、质量模块202、发动机动力模块203、气动力和气动力矩模块204、飞行器六自由度模块205、飞行控制模块206、导航模块207、环境模块208和动力系数模块209。

时序控制模型201生成模型仿真时序，提供全局仿真时间，为其他各个模块提供精确的时间控制，同时根据弹道规划的要求生成弹道特征点，弹道特征点包括离轨点、启控点、转平点、变推力点、弃控点。生成的特征点输出给飞行控制模块206和发动机动力模块203，使飞行控制模块206在特征点做出不同的程序弹道方程的选择和控制方式的选择，使发动机动力模块203模块进行变推力。

质量模型202模拟飞行器飞行过程中质量、质心和惯性矩的变化。模型输入时序仿真模块201提供的仿真时间，经过质量插值子模块对质量进行插值，生成飞行过程中飞行器的质量。得到的实时质量经过质心和惯性矩插值子模块对质心和惯性矩进行插值，得到实时质心和惯性矩。生成的质量、质心和惯性矩输入到飞行器六自由度模块205和气动力和气动力矩模块204，作为解算气动力矩和六自由度方程的输入参数。