[發明專利]內埋武器機彈分離相容初始投放條件快速預估方法

有效

• 申請號: 202111651683.3
• 申請日: 2021-12-30
• 公開（公告）號: CN114486158B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發明（設計）人: 宋威
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

本發明公開了一種針對空腔?細長體的內埋武器機彈分離相容初始投放條件快速預估方法，主要步驟包括，首先基于細長體小擾動理論得到導彈在艙外運動的氣動升力和力矩參數表達式，并建立內埋導彈機彈分離的運動方程；然后對內埋導彈機彈分離運動方程進行簡化處理，推導出導彈垂直位移和俯仰角的近似解；最后提出內埋導彈機彈分離相容的判定準則，并給出內埋導彈機彈分離的初始投放俯仰角速度和垂直速度的評估表達式。本發明所發展的快速評估方法可為內埋導彈機彈分離初始階段的數值模擬和風洞實驗等工作提供參考，避免盲目輸入初始投放條件，對內埋武器機彈分離動力學領域相關研究具有一定價值。

技術領域

本發明涉及一種細長旋成體布局的內埋武器機彈分離相容初始投放條件快速預估方法，可粗略地指導初始階段的數值模擬和風洞實驗等工作，屬于內埋武器機彈分離動力學研究領域。

背景技術

新一代先進有人或無人戰斗機一般會配置內埋式武器(多為細長旋成體布局的空空導彈)，這不僅能提高空氣動力學效率(如減小外掛武器帶來的氣動阻力增加和雷達散射面積等)，而且能提高戰斗機的機動性能、巡航速度和生存能力。

內埋武器釋放時可看成典型的空腔流動，研究表明，空腔流動具有邊界層分離與再附、剪切層不穩定、激波與激波干擾等非定常流動現象，這些復雜的流動現象嚴重影響著內埋武器投放分離的相容特性。

內埋武器從艙內的投放分離是個瞬態過程，合理的初始投放條件(主要為初始垂直速度和俯仰角速度)是決定機彈分離過程能否相容的關鍵參數。在數值模擬或風洞實驗的前期準備工作中，初始投放條件一般是未知的，且是必須輸入的參數，這就可能導致科研人員盲目地輸入初始投放條件進行數值計算或風洞實驗，不僅浪費時間，還增加科研成本。

從檢索的文獻來看，國內外學者對細長體旋成體布局的內埋武器機彈分離相容初始投放條件的評估方法研究尚未開展過。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種針對空腔-細長體模型的內埋武器機彈分離相容初始投放條件快速預估方法，主要步驟包括，首先基于細長體小擾動理論得到導彈在艙外運動的氣動升力和力矩參數表達式，并建立內埋導彈機彈分離運動方程；然后對內埋導彈機彈分離運動方程進行簡化處理，推導出導彈垂直位移和俯仰角的近似解；最后提出內埋導彈機彈分離相容的判定準則，并給出內埋導彈機彈分離的初始投放俯仰角速度和垂直速度的評估表達式。本發明快速評估方法可為內埋導彈機彈分離初始階段的數值模擬和風洞實驗等工作提供參考，避免盲目輸入初始投放條件，對內埋武器機彈分離動力學領域相關研究具有深遠意義。

為實現上述發明目的，本發明提供如下技術方案：

一種內埋武器機彈分離相容初始投放條件快速預估方法，包括如下步驟：

S1基于內埋導彈在完全穿越武器艙口剪切層并在艙外自由流場中運動時的氣動升力和俯仰力矩建立內埋導彈機彈分離運動方程；

S2對內埋導彈機彈分離運動方程進行簡化并求解，得到內埋導彈機彈分離后垂直位移和俯仰角隨時間變化表達式；

S3建立內埋導彈機彈分離相容的判定準則，根據內埋導彈機彈分離后垂直位移和俯仰角隨時間變化表達式以及內埋導彈機彈分離相容的判定準則得到內埋導彈機彈分離的初始投放俯仰角速度和垂直速度的評估表達式。

進一步的，所述步驟S1中，內埋導彈機彈分離運動方程如下：