鴨式布局雙旋彈飛行力學特性研究.pdf

1、隨著戰(zhàn)爭形勢的發(fā)展，世界各國對彈箭武器的精確化打擊能力提出了越來越高的要求。目前導(dǎo)彈的精確化水平已經(jīng)發(fā)展成熟，可以基本滿足戰(zhàn)場需求，但造價昂貴使戰(zhàn)爭的代價過高，不能夠大量裝備。而世界各國庫存有大量的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈，對其進行低成本制導(dǎo)化改造，提高其命中精度意義重大。本文以一種鴨舵控制、雙旋結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定炮彈為研究對象，對其飛行力學特性進行研究，主要包括以下幾個方面:
　　1.由于鴨式布局雙旋彈前后體的轉(zhuǎn)動慣量的差異，造成在飛行過程中前后

2、體會出現(xiàn)差動旋轉(zhuǎn)，所以在普通旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈6D模型的基礎(chǔ)上建立了鴨式布局雙旋彈的七自由度彈道模型。首先，在滿足質(zhì)量均勻、幾何外形關(guān)于彈體縱軸對稱、前后體質(zhì)心以及全彈質(zhì)心在同一條直線上條件下建立了簡化七自由度模型;其次，考慮了三質(zhì)心不在同一直線上的一般情況，運用慣量矩陣的平行移軸定理，建立了一般的七自由度彈道模型。
　　2.設(shè)計了不同舵偏角的鴨式布局雙旋彈模型。利用計算流體動力學方法及軟件對這組模型進行亞音速、跨音速和超音速條件下的氣動

3、仿真，得到阻力系數(shù)、升力系數(shù)、俯仰力矩系數(shù)、滾轉(zhuǎn)力矩系數(shù)隨馬赫數(shù)的變化規(guī)律，并繪制成曲線，得到了不同舵偏角模型的流場分布規(guī)律，并由此對鴨式布局雙旋彈的氣動特性進行分析。
　　3.研究了鴨式布局雙旋彈在無控條件下的彈道參數(shù)變化規(guī)律;在有控條件下，研究了相同控制信號相位角不同起控時刻彈丸的彈道曲線變化規(guī)律、彈道傾角變化規(guī)律、攻角特性變化規(guī)律以及前后體滾轉(zhuǎn)角的變化規(guī)律。改變控制信號相位角，對彈丸彈道特性進行仿真，觀察相位角的改變對彈道特

4、性的影響。同時，對不同啟控時刻的修正能力進行了研究，證明了選擇合適的啟控時刻可以得到較好的修正效果。
　　4.建立了鴨式布局雙旋彈的復(fù)偏角運動方程、轉(zhuǎn)速運動微分方程以及復(fù)擺動角運動方程，由此推導(dǎo)出鴨式布局雙旋彈的簡化攻角運動方程，進而對該彈的角運動特性開展了研究。分析了鴨式布局雙旋彈的陀螺穩(wěn)定性、追隨穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性條件，通過計算機仿真對算例模型的穩(wěn)定性進行了驗證。
　　5.在七自由度彈道模型的基礎(chǔ)上，采用線性化方法，推導(dǎo)