[发明专利]单滑块变质心控制飞行器平衡运动状态的近似解析方法

摘要

本发明基于单滑块变质心控制飞行器非线性动力学特性，提出了一种单滑块变质心控制飞行器平衡运动状态的近似解析方法，可以计算不同条件下飞行器平衡状态的章动角及进动角速度。步骤一、获取所要分析的再入飞行器的弹体结构参数及飞行条件参数；步骤二、使用气动分析软件或通过风洞试验，获取飞行条件下飞行器的空气动力系数；步骤三、根据上述得到的参数和空气动力系数通过解析表达式，求解平衡状态下的章动角δ_P及进动角速度步骤四、若还需要计算其它飞行条件下的平衡点数值，则改变飞行参数，重复步骤一至三的过程，若不再需要计算新的状态，则求解过程结束，至此完成该近似解析方法。

主权项

一种单滑块变质心控制飞行器平衡运动状态的近似解析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取所要分析的再入飞行器的弹体结构参数及飞行条件参数；步骤二、使用气动分析软件或通过风洞试验，获取飞行条件下飞行器的空气动力系数；步骤三、根据弹体结构参数、飞行条件参数和空气动力系数通过解析表达式，求解平衡状态下的章动角δ_P及进动角速度${\mathrm{\δ}}_P=-\frac{f}{2g}-e-\frac{g}{2}+i\frac{\sqrt{3}}{2}(\frac{f}{g}-g)---\left(1\right)$${\stackrel{\·}{\mathrm{\ζ}}}_P=a+{\mathrm{b\δ}}_P---\left(2\right)$其中$g=\sqrt[3]{\sqrt{{(\frac{8a^3}{27b^3}-\frac{d}{2b^2}+\frac{a(c-a^2)}{3b^3})}^2-{(\frac{c-a^2}{3b^2}+\frac{4a^2}{9b^2})}^3}+\frac{d}{2b^2}-\frac{8a^3}{27b^3}-\frac{a(c-a^2)}{3b^3}};$m₁‑除滑块外全弹质量；m₂‑滑块质量；J_x‑x向转动惯量；J_y‑y向转动惯量；z‑滑块偏离弹体纵向对称面的距离；S‑特征面积；L‑特征长度；q＝ρV²/2‑动压；ρ为密度，V为体积；c_x‑阻力系数；c_y0‑弹体不对称导致的零攻角下的升力系数；‑升力系数对攻角的导数；‑滚转阻尼力矩系数导数；m_z0‑弹体不对称导致的零攻角下的俯仰力矩系数；‑俯仰力矩系数对攻角的导数；根据公式(1)、公式(2)求得的平衡点的章动角和进动角速度若为实数，则该解有效；若计算结果为复数，则该解为无效解，需要剔除；步骤四、若还需要计算其它飞行条件下的平衡点数值，则改变飞行条件参数，重复步骤一至三的过程，若不再需要计算新的状态，则求解过程结束，至此完成该近似解析方法。