[发明专利]一种捕获轨迹实验方法

说明书

本发明涉及一种捕获轨迹实验方法，包括获得外挂物无载机干扰下的气动系数，并获得外挂物有载机影响下的气动系数，从而得到载机干扰量；获得外挂物的真实攻角；根据外挂物的真实攻角，内插或者外插得到外挂物真实攻角下的气动系数；根据载机干扰量和外挂物真实攻角下的气动系数，转换得到外挂物的气动力；根据此气动力连同外挂物的质量、重心及惯性矩等，获得△t时间后外挂物下一个运动位置的运动参数，利用运动参数解算相应的气动参数；重复上述过程，即可得到外挂物的整个投放轨迹数据。本发明的方法既考虑外挂物法向速度引起的附加攻角，又可以保证外挂物和载机的相对姿态角，从而使得得到外挂物投放过程中各时刻的位移和姿态角保证准确。

技术领域

本发明涉及航空航天风洞试验领域，具体涉及一种捕获轨迹实验方法。

背景技术

捕获轨迹实验是将载机模型(下面均称为载机)支撑在支架上，外挂物模型(下面均称为外挂物)通过六分量测力天平支撑在具有六个自由度的运动机构上。实验时，首先使载机位于某一要求的姿态并在给定的外挂物分离时的初始位置下，由六分量天平测得外挂物的气动力，将此气动力连同外挂物的质量、重心及惯性矩等带入飞行力学运动方程，计算机即可算出△t时间后外挂物下一个运动位置的运动参数，利用运动参数解算相应的气动参数；重复上述过程，即可得到外挂物的整个轨迹数据。

外挂物运动的过程中，都存在一法向速度，这会引起外挂物有一附加攻角，若想用六分量天平测得包含这一附加攻角的外挂物气动力，则外挂物相对载机的姿态角需做相应的调整来实现外挂物的附加攻角的出现，而载机和外挂物相对姿态角的变化，会导致载机对外挂物的影响量不准确，即外挂物的受力不准确，这样飞行力学运动方程求解的外挂物各个时刻的角速度和线速度不准确，所以时间积分得到外挂物各个时刻的位移和姿态角也不准确。

发明内容：

本发明针对捕获轨迹实验中为考虑外挂物法向速度引起附加攻角，使得外挂物和载机的相对姿态角发生变化，最终载机对外挂物的影响量不准确导致利用飞行力学运动方程求解的外挂物轨迹不准确这一问题，提供一种新的捕获轨迹实验方法，既考虑外挂物法向速度引起的附加攻角又可以保证外挂物和载机的相对姿态角，从而使得得到外挂物投放过程中各时刻的位移和姿态角保证准确。

本发明的上述目的是利用以下的技术方案实现的：

一种捕获轨迹实验方法，包括以下步骤：

第一步，通过风洞实验获得外挂物无载机干扰下的气动系数，得到外挂物无载机干扰下的自由流数据；

第二步，载机支撑在支架上，外挂物位于相对于载机分离时的初始位置下，通过六分量测力天平支撑在具有六个自由度的运动机构上；

第三步，吹风获得外挂物有载机影响下的气动系数；

第四步，将步骤三获得的气动系数减去步骤一获得的气动系数，得到载机干扰量；

第五步，将外挂物具有的法向速度等效为相应的攻角增量；

第六步，将外挂物相对来流的攻角加上步骤五获得的攻角增量，获得外挂物的真实攻角；

第七步，根据获得的外挂物的真实攻角，由自由流数据内插或者外插得到外挂物真实攻角下的气动系数；

第八步，将步骤四的载机干扰量加上第七步得到的外挂物真实攻角下的气动系数，将获得的气动系数转换为气动力，从而得到外挂物的受力情况；

第九步，根据步骤八的气动力，以及外挂物的质量、重心及惯性矩，依据飞行力学运动方程，可获得△t时间后外挂物下一个运动位置的运动参数，利用运动参数转换获得相应的气动参数；

第十步，六个自由度的运动机构根据步骤九获得的△t时间后外挂物的位置及姿态，将支撑的外挂物运动到相应位置和姿态；

第十一步，重复步骤三到步骤十，直到获得外挂物的整个投放轨迹。