透镜飞行器击水弹跳运动数值模拟

探索跨介质飞行器水面弹跳过程中的运动特性和自由液面特性,对于跨介质飞行器的着水和弹跳复飞研究有着重要的参考价值。基于无网格粒子数值模拟方法研究透镜跨介质飞行器击水弹跳运动特性及液面变化特性,在与试验值对比的基础上,重点研究不同自旋速度、击水速度和击水角度对透镜飞行器击水弹跳运动特性及自由液面特性的影响。研究结果表明:自旋速度是保证透镜跨介质飞行器顺利实现击水弹跳运动的必要条件,受飞行器自旋速度诱导出现的触水区马格努斯效应会导致飞行器出现侧向运动;击水弹跳过程普遍包括稳定下落、击水、弹跳至平稳飞行三个阶段,自由液面受飞行器强烈冲击出现液面破碎和液体迸溅现象;击水弹跳过程中,飞行器击水速度衰减率及砰击载荷受自旋速度影响较小,主要受击水速度与击水角度影响,击水速度与击水角度越大,速度衰减率及砰击载荷越大。

基于神经网络的跨介质飞行器水面弹跳运动参数快速预测方法

为进一步提高跨介质飞行器水面弹跳运动参数的计算效率,提出基于线性多元回归、反向传播神经网络及径向基函数神经网络的水面弹跳运动特性近似模型,对弹跳后运动参数进行快速预测。首先,建立跨介质飞行器水面弹跳数值仿真分析模型,对模型进行校验。其次,基于上述三种预测算法,以飞行器水面弹跳初始俯仰角、弹道倾角和速度作为输入值,预测其在水面弹跳运动中的末速度。结果表明:径向基函数神经网络算法对跨介质飞行器水面弹跳中的末速度预测的性能表现最优,与数值仿真速度值对比,回归系数为0.988,模型精度与速度预测结果可信性较高;速度预测值与数值计算的平均残差保持在8.39%以内,残差范围保持在±15 m/s以内,对跨介质飞行器水面弹跳运动研究具有参考价值。