[发明专利]机弹分离投放试验垂直加速度模拟不足修正方法及装置

说明书

一种机弹分离投放试验垂直加速度模拟不足修正方法及装置，包括：通过图像识别，获得载弹的运动特性随时间的变化曲线；根据载弹的运动特性随时间的变化曲线，采用气动参数辨识方法得到载弹在载机干扰流场中的气动系数；利用载弹自由流气动系数、载弹在载机干扰流场中的气动系数，对载弹的干扰气动力进行建模；利用载弹全尺寸的动力学参数，基于载弹的干扰气动力模型，进行载弹的运动学仿真，通过运动学仿真获得全尺寸载弹的运动特性。本发明方法能够实现对风洞模型投放试验中由于垂直加速度模拟不足导致的机弹分离运动特性模拟不准进行有效修正。

技术领域

本发明涉及一种机弹分离投放试验垂直加速度模拟不足修正方法及装置，即一种机弹分离模型投放试验垂直加速度模拟不足修正方法、修正装置，属于试验空气动力学领域。

背景技术

机弹分离问题是机载武器(也称为载弹)面临的一个重要问题，载弹在载机的干扰流场中会出现不可控的运动特性，极端情况会出现机弹相碰，危机机弹安全的现象，所以载弹在设计阶段必须开展机弹安全性考核试验，机弹分离模型投放试验是在风洞中进行机弹分离安全性考核的一种有效手段。

在风洞中进行机弹分离模型投放试验，需要进行载弹的动力学相似设计，高速风洞中由于需要模拟气动的压缩效应，马赫数相似是动力学相似必须要保证的基本条件，所以高速风洞中动力学相似设计比低速风洞要复杂的多，由于风洞试验模型的缩比效应，很难做到完全的动力学相似。目前，在高速风洞中普遍采用的是“轻模型法”动力学相似设计方法，该方法在法实际应用中较容易实现，但是存在垂直加速度模拟不足，对载弹下落的位移模拟不准确，使载弹在下落过程中受到的气动干扰模拟不真实，会导致姿态角不准确等问题，需要对得到的试验结果进行修正。常规的修正方法有试验中修正及试验后的公式修正，试验中修正方法存在难以实现或者修正效果不好等问题，而试验后的公式修正，只是对下落的位移进行了不足量的叠加，没有考虑在机弹分离过程中会出现“气动-运动-气动-运动”的耦合作用，载弹与载机分离过程中受到的气动干扰效应随下落位移变化，下落位移会影响载弹受到的气动干扰力/力矩特性，而载弹的气动力/力矩又会影响载弹的运动姿态。在风洞模型投放试验中，由于垂直加速度模拟不足导致的下落位移减小会对载弹受到的干扰气动力/力矩产生影响，不但影响载弹的下落位移还会影响载弹的姿态，所以试验后只对垂直位移进行补偿的方法不能对载弹的位置和姿态进行准确的修正。所以，需要建立一种能考虑下落位移不足对干扰气动力影响，并进行下落位移以及干扰气动力综合差量进行修正的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决了垂直加速度模拟不足导致的机弹分离运动特性模拟不准问题。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：

一种机弹分离投放试验垂直加速度模拟不足修正方法，包括：

通过图像识别，获得载弹的运动特性随时间的变化曲线；

根据载弹的运动特性随时间的变化曲线，采用气动参数辨识方法得到载弹在载机干扰流场中的气动系数；

利用载弹自由流气动系数、载弹在载机干扰流场中的气动系数，对载弹的干扰气动力进行建模；

利用载弹全尺寸的动力学参数，基于载弹的干扰气动力模型，进行载弹的运动学仿真，通过运动学仿真获得全尺寸载弹的运动特性。

优选的，所述采用气动参数辨识方法得到载弹在载机干扰流场中的气动系数，气动参数辨识时载弹动力学参数是风洞试验时使用的载弹的动力学相似参数，辨识后得到载弹气动参数是气动力系数随下落位移、姿态角变化的数据。

优选的，采用自由流气动力模型和气动力的扰动量模型，对载弹的干扰气动力进行建模。

优选的，载弹的干扰气动力模型为：

C＝C_f(α,β)+C_i(r,Ω)