[发明专利]钝头体外形飞行器气动测量引压孔布局设计与优化方法

权利要求书

1.一种钝头体外形飞行器气动测量引压孔布局设计与优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

进行钝头体外形飞行器气动测量引压孔的布局模式分析与选择；

进行所述钝头体外形飞行器气动测量引压孔的位置优化与确定；

进行所述钝头体外形飞行器气动测量引压孔的数量优化与确定；

其中，在所述引压孔的布局模式分析与选择步骤中，若所述钝头体外形飞行器迎风面不同区域的压力分布存在多峰现象，则采用圆周布局，在所述飞行器钝头表面沿圆周方向布置多个测点，以全面获取压力分布信息；若所述飞行器外表面流场分布特性均匀变化，迎风面不同区域压力分布单调变化，则根据外表面压力分布梯度，采用十字布局或丁字布局；

其中，所述引压孔的位置优化与确定通过以下两种方式完成：

(1)通过数值模拟首先确定压力敏感位置，所述引压孔的位置选在所述压力敏感位置，而后，经风洞试验确认数值模拟确定的所述引压孔的位置，并根据风洞试验的结果优化调整具体布局位置；

(2)采用优化算法分析、评估并确认所述引压孔的位置；

其中，在采用所述优化算法的方式中，利用敏感度矩阵来量化特定位置引压孔对于攻角α、侧滑角β、冲压q_c的测量敏感程度，选择敏感程度满足要求的位置布置所述引压孔，

通过以下算法获得分析、评估并确认引压孔的位置选择：

以表示飞行器第i个引压孔压力输出与气动状态矢量的函数，第i个引压孔的测量压力值表示为

其中，是待辨识向量，q_c是冲压，p_∞是静压，ε_i是压力测量误差，θ_i是压力测压孔处表面法线与速度矢量之间的夹角，其为引压孔的位置、攻角α和侧滑角β的函数，计算方式如下：

其中，λ_i是引压孔的位置圆锥角，是引压孔的位置圆周角；

在t时刻，n个引压孔的测量输出形成，定义下述矢量

则压力测量矢量和状态方程矢量的关系由如下方程给出

上式近似为

其中，为测量时刻的状态矢量预测值，为增量，即为便于表述，定义n×2维的敏感度矩阵H，

上式中，敏感度矩阵H用来量化特定位置引压孔对于攻角α、侧滑角β、冲压q_c的测量敏感程度。

2.根据权利要求1所述的钝头体外形飞行器气动测量引压孔布局设计与优化方法，其特征在于，在所述引压孔的数量优化与确定步骤中，所述引压孔数量的确定，基于测量的角度，针对攻角α、侧滑角β、冲压q_c的测量敏感程度、气动热导致引压孔堵塞概率对所述引压孔进行冗余配置，并结合气动测量算法进行确认与风洞试验，获得最终引压孔布局。