[發明專利]一種級間分離風洞自由飛試驗模型分離軌跡預估方法

有效

• 申請號: 201811280756.0
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109238636B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發明（設計）人: 蔣增輝;宋威;薛飛;王譽超;魯偉
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/08
• 分類號: G01M9/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種級間分離風洞自由飛試驗模型分離軌跡預估方法，其特征在于通過下述方式實現：

步驟一、確定分離前飛行器模型以及分離后各分離體模型的攻角-力學系數表；

步驟二、設定分離前飛行器模型自由飛行試驗的初始發射參數和初始發射位置，設定分離前飛行器模型的分離位置；

步驟三、在攻角-力學系數表中獲得分離前飛行器模型初始攻角值下的力學系數，結合自由飛行試驗的運動方程組以及風洞參數，預估分離前飛行器模型自由飛行試驗飛行軌跡數據；

步驟四、根據上述預估的分離前飛行器模型自由飛行試驗飛行軌跡數據確定分離后各分離體模型在分離位置時刻的位置、攻角和線速度、角速度，根據上述分離后各分離體模型在分離位置時刻的位置、攻角和線速度、角速度確定分離后各分離體模型的初始發射位置和發射參數；

步驟五，針對分離后各分離體模型分別在攻角-力學系數表中獲得分離后各分離體模型初始攻角值下的力學系數，結合自由飛行試驗的運動方程組以及風洞參數，預估分離后各分離體模型分離軌跡數據；

步驟六，判斷分離后各分離體模型分離軌跡數據是否滿足試驗要求，若不滿足，則重新設定步驟二中的初始發射參數和或初始發射位置值，重新從步驟三開始執行，直至分離后各分離體模型分離軌跡數據滿足試驗要求；或者重新調整分離位置，從步驟四開始執行，直至分離后各分離體模型分離軌跡數據滿足試驗要求。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中初始發射位置的設定：若初始攻角為正，則初始發射位置位于觀察窗迎著風洞來流方向的后方的下側；若初始攻角為負，則初始發射位置位于觀察窗迎著風洞來流方向的后方的上側；若初始攻角為零，則初始發射位置位于觀察窗迎著風洞來流方向的后方的中間。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中初始發射參數包括初始攻角和初始發射速度；所述的初始發射速度要確保分離前飛行器模型能夠飛到設定的分離位置。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于：所述的初始發射速度取值范圍10-15m/s。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：步驟二中初始設定的分離位置為風洞觀察窗的中間位置或者在該中間位置之前靠近初始發射位置方向。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：若步驟六中重新設定初始發射參數和或初始發射位置值時，

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程飛出觀察窗上緣，則發射位置向下調整或者調整發射速度，當初始發射參數中的攻角為正時，降低發射速度；當初始發射參數中的攻角為負時，增加發射速度；

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程飛出觀察窗下緣，則發射位置向上調整或者調整發射速度，當初始發射參數中的攻角為正時，增加發射速度；當初始發射參數中的攻角為負時，降低發射速度；

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程時沖出觀察窗氣流來流方向一側，則降低初始發射速度，或者將初始發射位置向氣流流動方向調整。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：若步驟六中重新調整分離位置時，

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程飛出觀察窗上緣，則分離位置向下調整；

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程飛出觀察窗下緣，則分離位置向上調整；

若分離前飛行器模型在分離前或者尚未完成分離過程時沖出觀察窗氣流來流方向一側，則將分離位置向氣流流動方向調整。

8.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟四中分離后各分離體模型的初始發射位置為分離位置；分離后各分離體模型的初始發射參數在分離后各分離體模型在分離位置時刻的線速度、角速度基礎上疊加分離后各分離體模型之間由分離系統給定的相對分離線速度、角速度。

9.根據權利要求1-8之一所述的方法，其特征在于：通過仿真方法執行步驟一至步驟六，進而確定初始發射參數和初始發射位置以及分離位置。