电磁发射超高速弹丸转速闭锁分析

针对电磁轨道发射超高速弹丸由于出口扰动、气动不对称等因素引起的转速闭锁现象,从转速闭锁原理、转速闭锁建模、转速闭锁边界分析等方面开展研究,并结合试验数据对转速闭锁模型进行了验证。仿真和试验结果表明:该文建立的转速闭锁模型能够揭示电磁发射超高速弹丸的转速闭锁特性,仿真与试验结果吻合;弹丸初始扰动角速度越大,越不容易产生转速闭锁;存在一个与弹丸俯仰和偏航运动频率相对应的值,当不对称滚转舵控角度越接近这个值时,越容易发生转速闭锁。该文的仿真与分析结果为电磁轨道发射超高速弹丸的转速闭锁设计与控制奠定了理论基础。

转速闭锁对远程弹箭的影响

针对远程弹箭研制过程出现的飞行不稳定现象,研究了远程弹箭诱导滚转力矩与诱导侧向力矩的形成机理,推导了在诱导滚转力矩与诱导侧向力矩作用下转速闭锁与似月运动的形成条件,对转速闭锁的形成进行了数值仿真验证.结果表明,转速闭锁的存在使火箭无法达到设计转速,使远程弹箭做较长时间的大振幅锥形运动,全弹道阻力增大、射程减小,严重时会造成飞行失稳.通过减小诱导滚转力矩和发射初始扰动、适当增大导转力矩等方法可对其进行抑制.

某弹箭转速-攻角闭锁数值仿真及分析

为了研究转速-攻角闭锁现象的机理和规律,利用滚转角诱导侧向力矩可引起转速-攻角闭锁这一条件,建立了可描述旋转对称弹箭转速-攻角闭锁的动力学模型,并以某弹箭为例进行了数值仿真。研究了初始转速、初始总攻角、初始总攻角方向角以及其他不同参数对转速-攻角闭锁稳态值的影响。仿真结果表明,在相同参数条件下,转速-攻角闭锁状态的稳态值由初始条件决定;当在某参数条件下存在大小相等方向相反的2个稳态转速时,稳态转速会因初始条件的差异而稳定到不同方向,但稳态转速和初始转速方向相同的几率远大于两者相反的几率;在各种参数的共同作用下,为使弹箭运动收敛到稳定的闭锁状态,必须对弹箭气动参数进行合理设计。

鸭式布局双旋稳定弹强迫运动理论研究

为深入理解鸭式布局双旋稳定弹的动力学特性,对前体鸭舵周期性干扰引起的强迫运动进行了理论研究。建立一个简化七自由度飞行动力学模型,利用双旋稳定弹的横向运动方程组,在小攻角条件下推导出线性攻角运动模型,得到周期性舵控作用强迫项对应特解的具体表达式。通过对攻角快、慢圆运动角频率及强迫振幅变化特性在不同条件下的仿真分析,讨论该强迫运动的共振条件,分析舵面偏转角、舵面位置和极转动惯量比对共振幅值的影响。对大攻角条件下的前体转速闭锁问题进行初步分析,导出了该弹发生转速闭锁的稳定方位角及临界攻角表达式。

旋翼飘带稳定式子弹降落弹道特性

针对旋翼飘带稳定式子弹在降落飞行过程中的飞行不稳定现象,依据风洞实验获得的空气动力学参数及其随攻角、马赫数变化的非线性特征,进行了该子弹降落飞行的外弹道仿真研究。结果表明,该子弹在初始扰动较大的情况下,其飞行运动呈现非线性特征,自旋速度随时间变化,加速旋转和减速旋转情况都会出现,在一定的姿态和飞行速度条件下,容易发生转速闭锁。分析了转速闭锁条件下子弹可能发生的飞行不稳定特征,为该子弹的姿态控制和弹道稳定设计提供依据。