[发明专利]风洞自由飞模型相似设计方法

权利要求书

1.风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，步骤如下：

步骤(1)根据风洞观察窗直径L、实际飞行器的质量m_f、转动惯量I_f、长度l_f以及飞行器阻力系数C_D和静导数系数和模型在风洞观察窗区域内需获得的最大角运动周期数n，可得出模型的尺寸缩比比例其中，l_ex为模型长度，n＞2，k_l的取值应使模型的长度l_ex不超过风洞观察窗直径L的一半；

步骤(2)根据实际飞行器的质量m_f和体积V_f得到其平均密度给定缩比后模型的密度值ρ_ex，可得密度缩比比例ρ_ex的取值介于外壳密度和内核密度之间；

步骤(3)根据质量缩比比例及已知实际飞行器的质量m_f，可得模型的质量

步骤(4)根据转动惯量缩比比例及已知实际飞行器的转动惯量I_f，可得模型的转动惯量

步骤(5)根据步骤(3)所得的m_ex、步骤(4)所得的I_ex和已知的实际飞行器轴向的无量纲质心位置设计模型，具体为：通过将具有一定密度的内核放置在质心位置附近以使模型获得质心位置通过调整模型外壳的厚度、模型内部挖空质量的大小以及内核的形状、尺寸和密度以使模型获得质量m_ex，其中，内核密度与外壳密度比为ρ_核/ρ_壳≥6.0。

2.如权利要求1所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，步骤(5)中，通过调节模型内部挖空质量的大小以使所述模型获得转动惯量I_ex。

3.如权利要求2所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，还包括：步骤(6)若步骤(5)无法设计出能够同时获得m_ex、I_ex和的模型，则返回步骤(2)，减小ρ_ex值，再重复步骤(3)-步骤(5)。

4.如权利要求3所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，步骤(6)中，如步骤(5)中所选择的模型外壳的厚度低于第一厚度阈值，则返回步骤(2)，减小ρ_ex值，再重复步骤(3)-步骤(5)。

5.如权利要求1所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，还包括：步骤(6)若步骤(5)无法设计出能够同时获得m_ex、I_ex和的模型，则返回步骤(2)，减小ρ_ex值，再重复步骤(3)-步骤(5)；若ρ_ex值减小后，模型质量小于质量阈值，则返回步骤(1)，通过增大模型长度l_ex以增大尺寸缩比比例k_l值，再重复步骤(2)-步骤(5)；若步骤(1)中增大k_l值后，最大角运动周期数n≤2，则在执行至步骤(4)时令模型的实际转动惯量I_ex小于继续执行步骤(5)使模型能够获得m_ex、I_ex和

6.如权利要求5所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，步骤(6)中，如步骤(5)中所选择的模型外壳的厚度低于第一厚度阈值，则返回步骤(2)，减小ρ_ex值，再重复步骤(3)-步骤(5)；若ρ_ex值减小后，模型质量小于质量阈值，则返回步骤(1)，通过增大模型长度l_ex以增大尺寸缩比比例k_l值，再重复步骤(2)-步骤(5)；若步骤(1)中增大k_l值后，最大角运动周期数n≤2，则在执行至步骤(4)时令模型的实际转动惯量I_ex小于继续执行步骤(5)使模型能够获得m_ex、I_ex和

7.如权利要求4所述的风洞自由飞模型相似设计方法，其特征在于，还包括：步骤(7)当步骤(5)设计出能够同时获得m_ex、I_ex和的模型时，如模型质量小于质量阈值且该模型的外壳厚度大于第二厚度阈值，则返回步骤(2)，增加ρ_ex值，再重复步骤(3)-步骤(5)。