[发明专利]一种刚体空间运动的气动模型

摘要

本发明公开了一种刚体空间运动的气动模型，该模型通过定义三元数，得到刚体运动姿态的表达，避免了姿态方程奇异问题，根据三元数进一步得到速度的气动模型表达式，并且得到了气流迎角和侧滑角的气动力表达式，从而得到刚体主要运动状态的模型；通过引入三元数简化了气流轴系刚体运动方程，使得刚体运动姿态方程中不再出现奇点，便于工程使用。

主权项

1.一种刚体空间运动的气动模型，其特征包括以下步骤：a)定义三元数：其中：分别指滚转、俯仰角，且进一步得到：s·1=qs3-rs2s·2=ps3+rs1s3=-ps2-qs1]]>其中：p，q，r分别为滚转、俯仰、偏航角速度；全文参数定义相同；b)速度的气动模型分别为：V·0=V0[(QSmV0Cx-gs1V0)cosαcosβ-(QSmV0Cy+gs2V0)sinβ-(QSmV0Cz+gs3V0)sinαcosβ]]]>其中：V₀为刚体质心运动速度，g为重力加速度，α为气流迎角，β为侧滑角，Q为动压，S为机翼面积，m为飞机质量，C_x、C_y、C_z分别为纵向、侧向、法向气动力；c)气流迎角和侧滑角气动模型为：α·=q-pcosαtanβ-rsinαtanβ+cosαcosβ(gs3V0+QSmV0Cz)+sinαcosβ(gs1V0-QSmV0Cx)]]>β·=-rcosα+psinα+cosβ(QSmV0Cy+gs2V0)-sinβ[(QSmV0Cx-gs1V0)cosα-(QSmV0Cz+gs3V0)sinα].]]>