[发明专利]使用高精准度气动力模型的捕获轨迹在线试验方法

摘要

本发明提供一种使用高精准度气动力模型的捕获轨迹在线试验方法包括：使用高精准度气动力模型的捕获轨迹在线试验流程、载机对外挂物干扰量计算方法、外挂物诱导迎角侧滑角计算方法、气动力多维插值方法、外挂物高精准度气动力模型构造方法。本方法主要特点在于求解六自由度方程时，外挂物的气动力不使用试验时直接测量的气动力，而是使用包含了诱导迎角侧滑角影响的外挂物气动力参与轨迹解算；在有载机干扰条件时姿态下的气动力减去外挂物无载机干扰条件时，姿态下的气动力。本发明有效解决了捕获轨迹试验时由于外挂物相对于载机运动不能模拟而带来的气动力失真问题，对捕获轨迹试验数据的准确度做出了重大提升。

主权项

1.一种使用高精准度气动力模型的捕获轨迹在线试验方法，首先完成初始化设置，风洞流场建立，六自由度支撑外挂物模型到达初始位置，其特征在于，然后按如下步骤试验：(1)分别获取以下数据：外挂物相对载机：俯仰角位移θ、偏航角位移Ψ、滚转角位移Ф、轴向线速度U、侧向线速度V、法向线速度W和自由来流速度UA，然后分别测量外挂物的如下气动力系数：轴向气动力系数CA、侧向气动力系数CY、法向气动力系数CL、滚转气动力矩系数CK、俯仰气动力矩系数Cm和偏航气动力矩系数Cn，(2)不考虑外挂物诱导迎角侧滑角，计算未计及速度差时外挂物的静态迎角α1和未计及速度差时外挂物的静态侧滑角β1：式中UAe，VAe，WAe系自由来流速度矢量在外挂物体轴系下的投影；(3)使用步骤1中的数据，计算计及速度差时外挂物的迎角α2和计及速度差时外挂物的侧滑角β2：式中Ue，Ve，We系外挂物相对于载机的速度矢量在外挂物体轴系下的投影；(4)使用α1、β1和外挂物小模型自由流数据集，二维插值计算出无载机干扰的外挂物气动力系数：轴向气动力系数CA1，侧向气动力系数CY1，法向气动力系数CL1，滚转气动力矩系数CK1，俯仰气动力矩系数Cm1，偏航气动力矩系数Cn1；(5)使用载机干扰下的外挂物气动力系数CA，CY，CL，CK，Cm，Cn减去步骤4得到的无干扰的外挂物的气动力系数CA1，CY1，CL1，CK1，Cm1，Cn1，得到载机对外挂物的干扰气动力系数：ΔCA，ΔCY，ΔCL，ΔCK，ΔCm，ΔCn；(6)使用α2、β2和提前采集的外挂物大模型常规测力数据集，二维插值计算出无干扰、包含了诱导迎角侧滑角的外挂物气动力系数：CA2，CY2，CL2，CK2，Cm2，Cn2；(7)使用无干扰、包含了诱导迎角侧滑角的外挂物气动力系数：CA2，CY2，CL2，CK2，Cm2，Cn2再加上载机对外挂物的干扰气动力系数：ΔCA，ΔCY，ΔCL，ΔCK，ΔCm，ΔCn，作为外挂物真实气动力，参与分离轨迹计算，得到下一时刻的各个数据：U、V、W、P、Q、R、θ、Ψ、Ф，(8)六自由度机构按照步骤7得到的数据运动到位；(9)重复步骤(1)～(8)，直到分离轨迹满足要求，试验结束。