[发明专利]飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置

说明书

技术领域

本发明涉及仿真技术，具体涉及一种飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置。 

背景技术

飞行器的设计、试制阶段需要进行大量的各种试验，以检验各机构方案及整体布局的合理性，检验整机及主要元件的性能参数、机构的工作可靠性等，进行方案比较从而得到最优方案。飞行器动力学仿真要求保证惯量和质量特性，试验中要将环境因素考虑在内，这样一来，在进行控制仿真和机组动力学试验时必然会产生一些相互矛盾的要求。在地面上模拟空间失重环境下飞行器的运动过程，最大的影响因素是地球重力，重量方向的模拟仿真是该领域仿真的难点。经文献检索，王书廷在论文“卫星及气浮台质量特性的在线辨识算法研究”(见哈尔滨工业大学硕士毕业论文，2006年)中研究了气浮台的质量特性，但没有给出重力方向质量特性模拟的实施方法。廖鹤，赵艳彬，孙克新，王本利在论文“质量特性调整机构在航天器中的应用”(见《航天器环境工程》，2009年，第26卷，第2期，页码：168-172)中给出了一种航天器的质量特性调整机构，但该机构不适用于航天器地面仿真系统的应用，不能完成重力方向质量特性的模拟。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种原理简单、成本低、操作方便、便于工程实施的飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置。 

本发明的目的是这样实现的： 

一种飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置，包括竖梁、横梁、比例杠杆轮单元、配重体、气浮滑轨和重力方向试验单元，水平地面上安装有竖梁，竖梁上安装有横梁，比例杠杆轮单元包括大轮和小轮，横梁穿过大轮和小轮的圆心后将大轮与小轮相对固定，小轮连接重力方向试验单元，大轮连接配重体，用配重体抵消试验单元的重力，模拟重力方向的失重状态；重力方向试验单元和配重体的重力方向均采用气浮滑轨导向，模拟重力方向的无摩擦特性。 

本发明飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置，原理简单、方便 实用、便于工程实施，并且可以实现重量方向的全质量特性模拟。 

附图说明

图1为杠杆机构运动特性计算示意图； 

图2为飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置示意图； 

其中1、竖梁，2、配重体，3、横梁，4、大轮，5、小轮，6、气浮滑轨，7、重力方向试验单元。 

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明作进一步说明。 

实施例1： 

结合图1，本发明飞行器地面仿真系统重力方向质量特性模拟装置及方法，完全匹配原理如下： 

如图1(a)所示，设转角θ为系统的广义坐标，则列写两吊重动能为： 

T1=0.5m1(Rθ·)2]]>

T2=0.5m2(rθ·)2]]>

系统势能为： 

V＝m₁gRθ-m₂grθ 

系统的拉格朗日函数为：