[發(fā)明專利]一種捕獲軌跡實驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711094169.8
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107991054B
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發(fā)明（設計）人: 郭靖;綦龍;方明恩;羅劍波;羅帥;趙小勇;張輝;李娟娟;栗莉;張巖;張吉祥;謝立云;彭錚
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業(yè)集團有限責任公司
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 張毓靈

本發(fā)明涉及一種捕獲軌跡實驗方法，包括獲得外掛物無載機干擾下的氣動系數(shù)，并獲得外掛物有載機影響下的氣動系數(shù)，從而得到載機干擾量；獲得外掛物的真實攻角；根據(jù)外掛物的真實攻角，內(nèi)插或者外插得到外掛物真實攻角下的氣動系數(shù)；根據(jù)載機干擾量和外掛物真實攻角下的氣動系數(shù)，轉(zhuǎn)換得到外掛物的氣動力；根據(jù)此氣動力連同外掛物的質(zhì)量、重心及慣性矩等，獲得△t時間后外掛物下一個運動位置的運動參數(shù)，利用運動參數(shù)解算相應的氣動參數(shù)；重復上述過程，即可得到外掛物的整個投放軌跡數(shù)據(jù)。本發(fā)明的方法既考慮外掛物法向速度引起的附加攻角，又可以保證外掛物和載機的相對姿態(tài)角，從而使得得到外掛物投放過程中各時刻的位移和姿態(tài)角保證準確。

技術領域

本發(fā)明涉及航空航天風洞試驗領域，具體涉及一種捕獲軌跡實驗方法。

背景技術

捕獲軌跡實驗是將載機模型(下面均稱為載機)支撐在支架上，外掛物模型(下面均稱為外掛物)通過六分量測力天平支撐在具有六個自由度的運動機構上。實驗時，首先使載機位于某一要求的姿態(tài)并在給定的外掛物分離時的初始位置下，由六分量天平測得外掛物的氣動力，將此氣動力連同外掛物的質(zhì)量、重心及慣性矩等帶入飛行力學運動方程，計算機即可算出△t時間后外掛物下一個運動位置的運動參數(shù)，利用運動參數(shù)解算相應的氣動參數(shù)；重復上述過程，即可得到外掛物的整個軌跡數(shù)據(jù)。

外掛物運動的過程中，都存在一法向速度，這會引起外掛物有一附加攻角，若想用六分量天平測得包含這一附加攻角的外掛物氣動力，則外掛物相對載機的姿態(tài)角需做相應的調(diào)整來實現(xiàn)外掛物的附加攻角的出現(xiàn)，而載機和外掛物相對姿態(tài)角的變化，會導致載機對外掛物的影響量不準確，即外掛物的受力不準確，這樣飛行力學運動方程求解的外掛物各個時刻的角速度和線速度不準確，所以時間積分得到外掛物各個時刻的位移和姿態(tài)角也不準確。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明針對捕獲軌跡實驗中為考慮外掛物法向速度引起附加攻角，使得外掛物和載機的相對姿態(tài)角發(fā)生變化，最終載機對外掛物的影響量不準確導致利用飛行力學運動方程求解的外掛物軌跡不準確這一問題，提供一種新的捕獲軌跡實驗方法，既考慮外掛物法向速度引起的附加攻角又可以保證外掛物和載機的相對姿態(tài)角，從而使得得到外掛物投放過程中各時刻的位移和姿態(tài)角保證準確。

本發(fā)明的上述目的是利用以下的技術方案實現(xiàn)的：

一種捕獲軌跡實驗方法，包括以下步驟：

第一步，通過風洞實驗獲得外掛物無載機干擾下的氣動系數(shù)，得到外掛物無載機干擾下的自由流數(shù)據(jù)；

第二步，載機支撐在支架上，外掛物位于相對于載機分離時的初始位置下，通過六分量測力天平支撐在具有六個自由度的運動機構上；

第三步，吹風獲得外掛物有載機影響下的氣動系數(shù)；

第四步，將步驟三獲得的氣動系數(shù)減去步驟一獲得的氣動系數(shù)，得到載機干擾量；

第五步，將外掛物具有的法向速度等效為相應的攻角增量；

第六步，將外掛物相對來流的攻角加上步驟五獲得的攻角增量，獲得外掛物的真實攻角；

第七步，根據(jù)獲得的外掛物的真實攻角，由自由流數(shù)據(jù)內(nèi)插或者外插得到外掛物真實攻角下的氣動系數(shù)；

第八步，將步驟四的載機干擾量加上第七步得到的外掛物真實攻角下的氣動系數(shù)，將獲得的氣動系數(shù)轉(zhuǎn)換為氣動力，從而得到外掛物的受力情況；

第九步，根據(jù)步驟八的氣動力，以及外掛物的質(zhì)量、重心及慣性矩，依據(jù)飛行力學運動方程，可獲得△t時間后外掛物下一個運動位置的運動參數(shù)，利用運動參數(shù)轉(zhuǎn)換獲得相應的氣動參數(shù)；

第十步，六個自由度的運動機構根據(jù)步驟九獲得的△t時間后外掛物的位置及姿態(tài)，將支撐的外掛物運動到相應位置和姿態(tài)；

第十一步，重復步驟三到步驟十，直到獲得外掛物的整個投放軌跡。