[發明專利]近地面超聲速橇箭分離的方法、裝置、設備以及存儲介質

在審

• 申請號: 202011570513.8
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN114692285A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 薄靖龍;韓樹春;李少偉;羅星東;張娜;袁雅;張琨榕
• 申請（專利權）人: 中國航天科工飛航技術研究院（中國航天海鷹機電技術研究院）
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06T17/00;G06F119/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種近地面超聲速橇箭分離的方法，其特征在于，火箭上設置有機翼，所述方法包括：

根據火箭的氣動參數，依據橇箭的安全分離原則，確定所述機翼的機翼升力以及機翼初始安裝位置；

根據所述機翼的機翼升力，依據二維超聲速小擾動理論，得到機翼初始外形參數；

根據所述機翼初始外形參數以及機翼初始安裝位置，建立橇/箭/翼三維模型；

對所述橇/箭/翼三維模型進行動態分離仿真分析，以確定所述機翼最終外形參數以及機翼最終安裝位置。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據火箭的氣動參數，依據橇箭的安全分離原則，確定所述機翼的機翼升力，包括：

根據火箭的氣動參數，依據橇箭的安全分離原則，利用如下公式計算所述機翼的機翼升力的取值范圍：

在所述取值范圍內選取所述機翼的機翼升力；

其中，L為機翼的機翼升力，m為火箭的質量，G為火箭的重力加速度，L₀為火箭升力，M_z為火箭的俯仰力矩，I_zz為火箭的轉動慣量，l₀為機翼壓心和火箭質心的最大距離。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述根據火箭的氣動參數，依據橇箭的安全分離原則，確定所述機翼初始安裝位置，包括：

利用如下公式計算所述機翼安裝位置與火箭質心的距離：

根據所述機翼安裝位置與火箭質心的距離，確定所述機翼初始安裝位置；

其中，M_z為火箭的俯仰力矩，d為所述機翼安裝位置與火箭質心的距離。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據所述機翼的機翼升力，依據二維超聲速小擾動理論，得到機翼初始外形參數，包括：

根據在所述取值范圍內選取出的所述機翼的機翼升力，依據二維超聲速小擾動理論，確定機翼攻角和機翼投影面積。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述根據在所述取值范圍內選取出的所述機翼的機翼升力，依據二維超聲速小擾動理論，確定機翼攻角和機翼投影面積，包括：

所述機翼攻角和所述機翼投影面積通過如下公式確定：

其中C_L為升力系數，α為機翼攻角，S為機翼投影面積，ρ為空氣密度，V_∞為火箭分離速度，M_a為馬赫數。

6.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述對所述三維模型進行動態分離仿真分析，以確定所述機翼最終外形參數以及機翼最終安裝位置，包括：

設定分離時序；

依據所述分離時序將所述三維模型進行動態分離仿真分析，得到分析結果；

判斷所述分析結果是否滿足所述安全分離原則；

如果所述分析結果不滿足所述安全分離原則，則重新確定所述機翼攻角、機翼投影面積以及所述機翼安裝位置與火箭質心的距離，直至所述分析結果滿足所述安全分離原則；

如果所述分析結果滿足所述安全分離原則，則根據當前的所述機翼攻角、機翼投影面積確定所述機翼最終外形參數，根據所述機翼安裝位置與火箭質心的距離確定機翼最終安裝位置。

7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述安全分離原則包括：

按照危險點的平動與轉動引起的垂向位移大于設計值為安全分離原則。

8.一種近地面超聲速橇箭分離的裝置，其特征在于，所述裝置包括：

參數確定模塊：根據火箭的氣動參數，依據橇箭的安全分離原則，確定機翼的機翼升力以及機翼初始安裝位置；

外形獲取模塊：根據所述機翼的機翼升力，依據二維超聲速小擾動理論，得到機翼初始外形參數；

模型建立模塊：根據所述機翼初始外形參數以及機翼初始安裝位置，建立橇/箭/翼三維模型；

仿真分析模塊：對所述橇/箭/翼三維模型進行動態分離仿真分析，以確定所述機翼最終外形參數以及機翼最終安裝位置。