[發(fā)明專利]一種運載火箭一維分布載荷細化重構方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011181762.8
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112329139B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 王吉飛;毛玉明;舒忠平;吳佳林;朱亮聰;劉錦凡
• 申請（專利權）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

一種運載火箭一維分布載荷細化重構方法，涉及運載火箭載荷計算，將運載火箭一維分布的原始載荷分配至細化后的重構載荷坐標點上，利用預設權重計算重構載荷力，并通過驗證保證了載荷合力和合力矩的等效，解決了因重構載荷點與原始載荷點重合或較為接近時計算誤差過大的問題，魯棒性好，適合工程應用。

技術領域

本發(fā)明涉及一種運載火箭一維分布載荷細化重構方法，屬于運載火箭載荷設計領域。

背景技術

對于運載火箭等細長體飛行器，需要計算其氣動載荷沿軸向的分布，而氣動載荷通常是離散數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)點的坐標分布不均勻，其位置也與期望的載荷關注位置不吻合，不利于進行載荷分析，因此需要進行載荷的重構。現(xiàn)有的載荷轉換方法中，當目標點與原始點重合或十分接近時，則會出現(xiàn)方程奇異，導致數(shù)值計算錯誤。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題是：針對目前現(xiàn)有技術中，因重構載荷點與原始載荷點重合或較為接近導致的計算誤差問題，提出了一種運載火箭一維分布載荷細化重構方法。

本發(fā)明解決上述技術問題是通過如下技術方案予以實現(xiàn)的：

一種運載火箭一維分布載荷細化重構方法，步驟如下：

(1)獲取運載火箭上原始載荷坐標點及對應的載荷參數(shù)，確定重構載荷坐標點，并計算單個原始載荷坐標點分配到單個重構載荷坐標點對應的重構載荷力；

(2)計算每個重構載荷坐標點對應的總載荷；

(3)對步驟(1)所得重構載荷坐標點進行合力及合力矩等效關系驗證，若通過驗證則重構載荷坐標點可用，否則返回步驟(1)調整重構載荷坐標點數(shù)量和具體坐標位置，并重新獲取各重構載荷坐標點對應的重構載荷力。

所述載荷參數(shù)為原始載荷坐標點對應載荷力，所述單個原始載荷坐標點分配到單個重構載荷坐標點對應的的重構載荷力的計算方法為：

將單個原始載荷坐標點對應載荷力按預設權重分配至單個重構載荷坐標點上，所述預設權重與重構載荷坐標點至原始載荷坐標點距離相關。

所述單個原始載荷坐標點分配到單個重構載荷坐標點對應的的重構載荷力的計算方法具體步驟為：

(a)計算載荷P_i的分配特征參數(shù)λ_i、λ_xi，具體公式如下：

L_i,j＝|x_j-x_i|

式中，L_i,j為重構載荷坐標點至原始載荷坐標點距離，為重構載荷坐標點至原始載荷坐標點相對坐標，α_j、β_j為載荷分配權重調節(jié)因子，α_j∈[0.5,1.5]，β_j∈[1，5]，i為原始載荷坐標點，x_i為原始載荷坐標點具體坐標，P_i為原始載荷坐標點對應載荷力，j為重構載荷坐標點，x_j為重構載荷坐標點具體坐標；

(b)計算原始載荷坐標點i分配到重構載荷坐標點j對應的重構載荷力，具體公式如下：

式中，P_i,j為原始載荷坐標點i分配到重構載荷坐標點j對應的重構載荷力。

所述步驟(2)中，單個重構載荷坐標點j對應的總載荷計算方法如下：

式中，m為原始載荷坐標點個數(shù)。

所述步驟(3)中，合力及合力矩等效關系驗證具體為：