[发明专利]近地面超声速橇箭分离的方法、装置、设备以及存储介质

说明书

本文提供了一种近地面超声速橇箭分离的方法、装置、设备以及存储介质，火箭上设置有机翼，其中方法包括：根据火箭的气动参数，依据橇箭的安全分离原则，确定所述机翼的机翼升力以及机翼初始安装位置；根据所述机翼的机翼升力，依据二维超声速小扰动理论，得到机翼初始外形参数；根据所述机翼初始外形参数以及机翼初始安装位置，建立橇/箭/翼三维模型；对所述橇/箭/翼三维模型进行动态分离仿真分析，以确定所述机翼最终外形参数以及机翼最终安装位置。在确定了机翼最终外形参数和最终安装位置之后，就能够将机翼确定下来，该确定后的机翼能够在橇箭分离的过程中给火箭提供上升力，使得近地面超声速橇箭安全分离。

技术领域

本发明涉及橇箭分离的领域，特别地，涉及一种近地面超声速橇箭分离的方法、装置、设备以及存储介质。

背景技术

电磁发射是火箭发射过程中的常用发射方法之一，其利用电磁力消除摩擦阻力和振动，并提供强大的加速能力，将火箭在近地面加速至分离速度，赋予火箭一定的初始动能。橇车与火箭组成的橇箭组合体在近地面进行高速运行的过程中存在复杂的气动问题，当运行速度达到超声速之后，橇箭组合体与地面间会出现一系列激波干涉、激波/膨胀波干扰等现象，因此，橇箭分离的过程中表现为激波主导的非定常气动力特征，并伴随地面效应的不断变化，对橇箭的安全分离造成显著影响。

对于分离方式来说，主要包括主动式分离和被动式分离。对于主动式分离来说，包括外挂/内埋弹射式分离、外挂导轨式分离和重力投放式分离等，主动式分离大多用于机载、高空、轻质或低速对象。对于被动式分离来说，包括弹丸/弹托分离、火箭级间分离和整流罩两瓣平推分离等，被动式分离主要是依靠自身部件气动力差异进行气动自由分离。

近地面超声速橇箭分离依靠电磁发射环境，在分离过程中，火箭自身离开橇车的升力不足，而常见的弹射式分离的方式需要满足足够的弹射高度、弹射速度和弹射角度才能保证橇箭安全分离，因此弹射运载火箭需要强大的弹射性能，这将会对橇车的结构强度产生巨大的影响。因此现在亟需一种适合近地面超声速橇箭分离的方法。

发明内容

本文实施例的目的在于提供一种近地面超声速橇箭分离的方法、装置、设备以及存储介质，以适合近地面超声速橇箭安全分离。

为达到上述目的，一方面，本文实施例提供了一种近地面超声速橇箭分离的方法，火箭上设置有机翼，所述方法包括：

根据火箭的气动参数，依据橇箭的安全分离原则，确定所述机翼的机翼升力以及机翼初始安装位置；

根据所述机翼的机翼升力，依据二维超声速小扰动理论，得到机翼初始外形参数；

根据所述机翼初始外形参数以及机翼初始安装位置，建立橇/箭/翼三维模型；

对所述橇/箭/翼三维模型进行动态分离仿真分析，以确定所述机翼最终外形参数以及机翼最终安装位置。

优选的，所述根据火箭的气动参数，依据橇箭的安全分离原则，确定所述机翼的机翼升力，包括：

根据火箭的气动参数，依据橇箭的安全分离原则，利用如下公式计算所述机翼的机翼升力的取值范围：

在所述取值范围内选取所述机翼的机翼升力；

其中，L为机翼的机翼升力，m为火箭的质量，G为火箭的重力加速度，L₀为火箭升力，M_z为火箭的俯仰力矩，I_zz为火箭的转动惯量，l₀为机翼压心和火箭质心的最大距离。

优选的，所述根据火箭的气动参数，依据橇箭的安全分离原则，确定所述机翼初始安装位置，包括：

利用如下公式计算所述机翼安装位置与火箭质心的距离：