[發(fā)明專(zhuān)利]多次拋撒箔條云氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤統(tǒng)計(jì)模擬方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011302431.5
• 申請(qǐng)日: 2020-11-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112364435B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李志輝;梁杰;李中華;蔣新宇;李四新;張子彬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所;中國(guó)人民解放軍32804部隊(duì)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/15
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/15;G06F30/28;G06F111/10;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11369
• 代理人: 賈曉燕

本發(fā)明公開(kāi)了一種多次拋撒箔條云氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤統(tǒng)計(jì)模擬方法，對(duì)于每批次拋撒的箔條個(gè)體分別進(jìn)行氣動(dòng)融合軌道再入模擬，以得到對(duì)應(yīng)的多個(gè)箔條云覆蓋范圍，分別經(jīng)統(tǒng)計(jì)加權(quán)得到對(duì)應(yīng)的N_set個(gè)箔條云加權(quán)球，而每個(gè)箔條云加權(quán)球是由有限的組箔條個(gè)體團(tuán)所支撐，故在任意時(shí)刻均有組箔條個(gè)體團(tuán)被氣動(dòng)融合軌道實(shí)時(shí)跟蹤、隨機(jī)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而通過(guò)一次模擬就能對(duì)飛行器上升段多批次拋撒釋放箔條云的氣動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)性能沿軌道再入計(jì)算確定。本發(fā)明提供一種對(duì)多批次拋撒箔條云進(jìn)行氣動(dòng)融合軌道實(shí)時(shí)跟蹤與統(tǒng)計(jì)模擬方法，其能采用一次模擬就能完成多批次拋撒箔條云進(jìn)行氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤與統(tǒng)計(jì)，運(yùn)算時(shí)間以及模擬周期的可控性更好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及飛行器空氣動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，本發(fā)明特別是涉及一種針對(duì)分批拋撒數(shù)億箔條及整體箔條云氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤與統(tǒng)計(jì)模擬方法，從而能夠?qū)崟r(shí)模擬多批次拋撒的“海量”箔條云整體氣動(dòng)特性與沿軌道運(yùn)動(dòng)覆蓋范圍。

背景技術(shù)

數(shù)萬(wàn)以至數(shù)億根質(zhì)量很小的微型目標(biāo)個(gè)體(箔條)從飛行器上升段某高度開(kāi)始各向同性分層拋撒，由于各目標(biāo)個(gè)體本身形狀、質(zhì)量和飛行姿態(tài)的差異，導(dǎo)致各目標(biāo)個(gè)體所受阻力等空氣動(dòng)力特性差別較大，使得各目標(biāo)個(gè)體飛行速度隨時(shí)間不斷交錯(cuò)變化，出現(xiàn)有的目標(biāo)個(gè)體飛行速度快、有的目標(biāo)個(gè)體飛行速度慢，導(dǎo)致目標(biāo)個(gè)體團(tuán)在空中形成上下、左右、前后雜亂無(wú)章、分布不均的一個(gè)立體空間(取名箔條云)，這個(gè)箔條云將隨著目標(biāo)個(gè)體飄落飛行時(shí)間的延長(zhǎng)，其高度不斷變化、飄落飛行速度不斷減小、箔條云沿軌道運(yùn)動(dòng)覆蓋范圍不斷擴(kuò)大，待到各個(gè)目標(biāo)個(gè)體飄落飛行速度趨于很小時(shí)，若干目標(biāo)個(gè)體氣動(dòng)融合軌道再入運(yùn)動(dòng)覆蓋范圍也就逐漸趨于穩(wěn)定而形成長(zhǎng)長(zhǎng)的形狀很不規(guī)則的箔條云漂浮空中，達(dá)到對(duì)對(duì)飛行器很強(qiáng)跟隨包絡(luò)與干擾雷達(dá)等極化識(shí)別系統(tǒng)隱身效果。

在系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)《箔條云整體運(yùn)動(dòng)性能建模研究》和空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào)《箔條云跨流域整體氣動(dòng)特性計(jì)算研究》等論文中(以后簡(jiǎn)稱(chēng)為論文)，研究了隨機(jī)動(dòng)力學(xué)理論與統(tǒng)計(jì)散布取樣技術(shù)，提出對(duì)飛行器拋撒海量箔條及形成箔條云有限分組隨機(jī)統(tǒng)計(jì)模擬方法；采用所建立空氣動(dòng)力學(xué)理論與計(jì)算技術(shù)，提出可有效模擬稀薄流到連續(xù)流不同高度、馬赫數(shù)、攻角與側(cè)滑角及極高長(zhǎng)細(xì)比箔條氣動(dòng)特性計(jì)算方法；研制飛行力學(xué)數(shù)值方法，計(jì)算確定任意時(shí)刻箔條個(gè)體團(tuán)空間位置、速度；應(yīng)用所發(fā)展隨機(jī)動(dòng)力學(xué)加權(quán)技術(shù)及概率統(tǒng)計(jì)分布原理，進(jìn)行箔條云整體性能分析，建立箔條云跨流域飛行整體運(yùn)動(dòng)性能與覆蓋范圍統(tǒng)計(jì)模擬方法。對(duì)飛行器拋撒海量箔條形成箔條云跨流域飛行氣動(dòng)特性計(jì)算分析，模擬仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)測(cè)試相吻合，證實(shí)所建立箔條及箔條云跨流域整體氣動(dòng)特性計(jì)算分析方法的工程實(shí)用與可靠性。

但上述計(jì)算方法針對(duì)的是一次釋放箔條云的情況，而在實(shí)際使用中，飛行器上升段拋撒數(shù)億箔條是按釋放速度最快到最慢分批分次進(jìn)行的，如實(shí)際案例中有數(shù)億根箔條在飛行器上升段分八批次球形均勻分層各相同性爆炸釋放，拋撒速度由第一層釋放速度值為14m/s遞減到最后一層釋放速度為0.5m/s。按照論文所指出的方法，如果要計(jì)算多批拋撒箔條的情況，只能采用多次手動(dòng)輸入?yún)?shù)、多次模擬計(jì)算、后期手動(dòng)整合的方式進(jìn)行模擬，在運(yùn)算時(shí)間及自動(dòng)化方面會(huì)產(chǎn)生不利影響，甚至?xí)驗(yàn)榧尤肓耸謩?dòng)操作因素而帶來(lái)人工誤操作的隱患與低效不實(shí)用。

因此如何實(shí)時(shí)模擬分批次釋放的箔條云氣動(dòng)特性是本專(zhuān)利研究的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)目的是解決至少上述問(wèn)題和/或缺陷，并提供至少后面將說(shuō)明的優(yōu)點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其它優(yōu)點(diǎn)，提供了一種多次拋撒箔條云氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤統(tǒng)計(jì)模擬方法，對(duì)于每批次拋撒的箔條個(gè)體形成箔條云進(jìn)行模擬，連續(xù)對(duì)N_set批次形成的箔條云進(jìn)行加權(quán)統(tǒng)計(jì)模擬，以得到對(duì)應(yīng)的N_set批次拋撒整體箔條云覆蓋范圍，經(jīng)統(tǒng)計(jì)加權(quán)得到對(duì)應(yīng)的整體箔條云加權(quán)橢球體；

基于每個(gè)箔條云加權(quán)橢球體均是由有限的組箔條個(gè)體團(tuán)所支撐，故在任意時(shí)刻均有組箔條個(gè)體團(tuán)被氣動(dòng)融合軌道再入實(shí)時(shí)跟蹤、隨機(jī)統(tǒng)計(jì)，進(jìn)而通過(guò)一次模擬實(shí)現(xiàn)對(duì)飛行器上升段多批次拋撒釋放箔條云的氣動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)性能進(jìn)行沿軌道再入計(jì)算分析。