[发明专利]火箭橇滑车系统试验气动特性修正方法

说明书

本发明公开了一种火箭橇滑车试验系统中气动特性的计算方法，所述计算方法，一方面通过对火箭橇滑车系统试验数据与火箭橇滑车系统流场数值模拟结果进行量化分析，确定火箭橇滑车试验中非定常运动特性对被测物体或系统(如阻力伞系统等)气动性能计算的影响；另一方面，计算火箭橇滑车尾流对被测物体或系统(如阻力伞系统等)气动性能计算结果的影响。揭示火箭橇滑车试验中气动特性实验值与设计值的差异机理，特别是阻力伞阻力特性的差异机理，建立了适用于火箭橇滑车试验条件的气动性能计算方法、解决了工程实际问题，具有重要的现实意义。

技术领域

本发明涉及火箭橇滑车系统试验数据处理领域，涉及到火箭橇滑车系统试验气动特性修正计算方法，具体涉及火箭橇滑车试验中的阻力伞及降落伞及其数据处理领域，涉及到一种火箭橇滑车-阻力伞系统试验数据分析及阻力伞气动及阻力特征计算方法。

背景技术

火箭橇滑车系统是指由助推火箭推动火箭橇沿滑轨运动，从而牵引试验件(如阻力伞等)，用以测试试验件工作性能的试验装置。火箭橇滑车系统的主要构成部件是火箭橇滑车和试验件，其中，试验件通常是一种气动减速装置，如阻力伞，它辅助高速飞行器着陆，主要应用于飞机、飞船等飞行器中。

阻力伞工作性能的研究方法主要包括理论方法、试验方法以及数值方法。其中，试验方法又包含风洞试验、火箭橇滑车试验、飞机试验和空投试验等。由于构成阻力伞的材料具有非线性的力学特性，一般情况下阻力伞的运动过程也具有非线性的特点。因此，深入的理论分析目前仍非常困难，进展缓慢。

风洞试验一直是阻力伞结构和气动性能分析的重要手段，其实现过程相对简单，数据采集方便，但试验速度、洞壁干扰以及试验段的尺寸均对阻力伞的性能测试有限制。飞机试验能够为阻力伞提供更符合实际应用的试验条件，由于阻力伞主要是应用于飞机。因此，飞机试验数据可以更直观地反映阻力伞的阻力性能。但飞机试验对试验数据采集技术要求更高，试验周期长、风险大、费用高。

火箭橇兴起于二十世纪中后期，采用小型火箭推进作为动力，在专用轨道上运行，牵引被试件，以模拟被试件飞行状态。同时通过光学、电子以及遥感等测试手段，获得被试件运行全过程中的一系列性能参数。火箭橇试验的突出优点是对试验速度和被试件的尺寸限制少。在阻力伞工作性能研究中，只有全尺寸、贴近真实飞行状态的试验才最有价值。火箭橇滑车试验能够较好的满足阻力伞工作性能测试要求。通过火箭橇滑车试验可以测试分析阻力伞近地运动全过程(拉直、充气、张满以及抛伞)的工作性能，包括阻力性能和结构强度等。因此，火箭橇试验成为阻力伞工作性能测试的重要手段。

国际上，火箭橇滑车试验受到美俄等航空航天科技强国的高度重视。美国海军从1945年到1959年，共建有十条不同长度的火箭橇试验滑轨，美国空军在从1950年到1968年，共建有六条不同长度的火箭橇试验滑轨，美国陆军从1953年到1957年共建有四条不同长度的火箭橇试验滑轨。美国霍洛曼空军基地的高精度火箭橇试验轨道(Holloman High SpeedTest Track,HHSTT)是美国最具代表性的火箭橇试验场地，长达15480m，试验最大马赫数为8.5。国内，火箭橇试验滑轨建设晚，导致火箭橇试验应用时间迟，二十世纪九十年代才建成第一条火箭橇滑轨，比国内阻力伞研究晚了四十多年。但发展速度很快，先后建成了三条滑轨。

我国阻力伞方面的火箭橇试验属于较新的研究方法。由于国际上火箭橇滑车试验技术交流受到限制，为了满足我国航空发展和国防建设的需要，我国对火箭橇滑车-阻力伞系统试验的投入不断加大。同时，试验技术和分析手段也不断提高。其中，试验数据的分析处理和阻力伞阻力性能的计算是火箭橇-阻力伞系统研究的关键。

现有的阻力伞研究理论和分析方法，因为没有考虑实验中火箭橇滑车系统运动的非定常特性等因数，并不能准确客观的评估火箭橇试验中试验件的气动性能，给出准确的试验数据分析结果，仍有许多技术环节需要深入研究。另一方面，在火箭橇滑车系统试验中，火箭橇滑车在气动结构、质量、减速特性和尾流场特性等方面与飞机工况存在差异。如果简单地直接处理火箭橇试验数据，得到的试验件的气动性能数据与飞机试验数据或设计值存在差异，不能正确评估设计性能。