[发明专利]多次抛撒箔条云气动融合轨道再入实时跟踪统计模拟方法

说明书

本发明公开了一种多次抛撒箔条云气动融合轨道再入实时跟踪统计模拟方法，对于每批次抛撒的箔条个体分别进行气动融合轨道再入模拟，以得到对应的多个箔条云覆盖范围，分别经统计加权得到对应的N_set个箔条云加权球，而每个箔条云加权球是由有限的组箔条个体团所支撑，故在任意时刻均有组箔条个体团被气动融合轨道实时跟踪、随机统计，进而通过一次模拟就能对飞行器上升段多批次抛撒释放箔条云的气动特性、运动性能沿轨道再入计算确定。本发明提供一种对多批次抛撒箔条云进行气动融合轨道实时跟踪与统计模拟方法，其能采用一次模拟就能完成多批次抛撒箔条云进行气动融合轨道再入实时跟踪与统计，运算时间以及模拟周期的可控性更好。

技术领域

本发明涉及飞行器空气动力技术领域。更具体地说，本发明特别是涉及一种针对分批抛撒数亿箔条及整体箔条云气动融合轨道再入实时跟踪与统计模拟方法，从而能够实时模拟多批次抛撒的“海量”箔条云整体气动特性与沿轨道运动覆盖范围。

背景技术

数万以至数亿根质量很小的微型目标个体(箔条)从飞行器上升段某高度开始各向同性分层抛撒，由于各目标个体本身形状、质量和飞行姿态的差异，导致各目标个体所受阻力等空气动力特性差别较大，使得各目标个体飞行速度随时间不断交错变化，出现有的目标个体飞行速度快、有的目标个体飞行速度慢，导致目标个体团在空中形成上下、左右、前后杂乱无章、分布不均的一个立体空间(取名箔条云)，这个箔条云将随着目标个体飘落飞行时间的延长，其高度不断变化、飘落飞行速度不断减小、箔条云沿轨道运动覆盖范围不断扩大，待到各个目标个体飘落飞行速度趋于很小时，若干目标个体气动融合轨道再入运动覆盖范围也就逐渐趋于稳定而形成长长的形状很不规则的箔条云漂浮空中，达到对对飞行器很强跟随包络与干扰雷达等极化识别系统隐身效果。

在系统仿真学报《箔条云整体运动性能建模研究》和空气动力学学报《箔条云跨流域整体气动特性计算研究》等论文中(以后简称为论文)，研究了随机动力学理论与统计散布取样技术，提出对飞行器抛撒海量箔条及形成箔条云有限分组随机统计模拟方法；采用所建立空气动力学理论与计算技术，提出可有效模拟稀薄流到连续流不同高度、马赫数、攻角与侧滑角及极高长细比箔条气动特性计算方法；研制飞行力学数值方法，计算确定任意时刻箔条个体团空间位置、速度；应用所发展随机动力学加权技术及概率统计分布原理，进行箔条云整体性能分析，建立箔条云跨流域飞行整体运动性能与覆盖范围统计模拟方法。对飞行器抛撒海量箔条形成箔条云跨流域飞行气动特性计算分析，模拟仿真结果与实验测试相吻合，证实所建立箔条及箔条云跨流域整体气动特性计算分析方法的工程实用与可靠性。

但上述计算方法针对的是一次释放箔条云的情况，而在实际使用中，飞行器上升段抛撒数亿箔条是按释放速度最快到最慢分批分次进行的，如实际案例中有数亿根箔条在飞行器上升段分八批次球形均匀分层各相同性爆炸释放，抛撒速度由第一层释放速度值为14m/s递减到最后一层释放速度为0.5m/s。按照论文所指出的方法，如果要计算多批抛撒箔条的情况，只能采用多次手动输入参数、多次模拟计算、后期手动整合的方式进行模拟，在运算时间及自动化方面会产生不利影响，甚至会因为加入了手动操作因素而带来人工误操作的隐患与低效不实用。

因此如何实时模拟分批次释放的箔条云气动特性是本专利研究的重点。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种多次抛撒箔条云气动融合轨道再入实时跟踪统计模拟方法，对于每批次抛撒的箔条个体形成箔条云进行模拟，连续对N_set批次形成的箔条云进行加权统计模拟，以得到对应的N_set批次抛撒整体箔条云覆盖范围，经统计加权得到对应的整体箔条云加权椭球体；

基于每个箔条云加权椭球体均是由有限的组箔条个体团所支撑，故在任意时刻均有组箔条个体团被气动融合轨道再入实时跟踪、随机统计，进而通过一次模拟实现对飞行器上升段多批次抛撒释放箔条云的气动特性、运动性能进行沿轨道再入计算分析。