發(fā)布時(shí)間：2024-06-03 05:53

　　隨著各種新型彈箭的出現(xiàn)以及作戰(zhàn)任務(wù)的擴(kuò)大,許多彈箭都處于大攻角、非線性氣動(dòng)力的飛行狀態(tài)。本文為了分析非線性氣動(dòng)力對(duì)彈箭飛行穩(wěn)定性的影響,建立了第二彈軸坐標(biāo)系下的非線性角運(yùn)動(dòng)模型,并分析其運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。 本文從理論分析和數(shù)值模擬兩個(gè)方面對(duì)彈箭運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了研究。首先根據(jù)非線性氣動(dòng)力代數(shù)模型,在第二彈軸坐標(biāo)系下,利用復(fù)攻角定義建立彈箭角運(yùn)動(dòng)方程。運(yùn)用分岔分析方法分別討論不同氣動(dòng)力類(lèi)型對(duì)彈箭運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響。然后根據(jù)攻角運(yùn)動(dòng)方程,利用龍格庫(kù)塔數(shù)值計(jì)算方法編程計(jì)算不同氣動(dòng)力條件下彈箭穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)果表明幾何非線性H*對(duì)彈箭平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性的影響不大；當(dāng)H0>0時(shí),彈箭只作零攻角運(yùn)動(dòng)。對(duì)于非旋轉(zhuǎn)彈箭,在H0<0時(shí),氣動(dòng)參數(shù)H2,M*,M2滿足一定取值范圍時(shí),彈箭才有可能產(chǎn)生極限圓錐運(yùn)動(dòng)或者極限平面運(yùn)動(dòng)。對(duì)于高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈,本文主要分析馬格努斯力矩對(duì)彈箭運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響,結(jié)果表明只有在非線性馬格努斯力矩滿足一定條件下,旋轉(zhuǎn)彈箭才會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的極限圓運(yùn)動(dòng)。氣動(dòng)參數(shù)與彈體參數(shù)主要決定極限圓運(yùn)動(dòng)的振幅大小和攻角收斂快慢。因此合理地設(shè)計(jì)氣動(dòng)參數(shù)和發(fā)射起始條件可以有效抑制彈箭的極限圓錐運(yùn)動(dòng)和極限平面運(yùn)...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非線性氣動(dòng)力模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 彈箭角運(yùn)動(dòng)模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 非線性動(dòng)力學(xué)分析方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 彈箭非線性氣動(dòng)力模型
    2.1 引言
    2.2 非線性代數(shù)模型
    2.3 積分模型
    2.4 微分模型
        2.4.1 狀態(tài)空間模型
        2.4.2 氣動(dòng)力系數(shù)差分方程模型
    2.5 本章小結(jié)
3 彈箭角運(yùn)動(dòng)模型
    3.1 坐標(biāo)系的建立
        3.1.1 常用坐標(biāo)系定義及其坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.1.2 坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度
    3.2 復(fù)攻角的定義
    3.3 彈箭運(yùn)動(dòng)方程
        3.3.1 彈箭質(zhì)心運(yùn)動(dòng)方程組
        3.3.2 彈箭繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)方程
        3.3.3 速度方程
    3.4 作用在彈箭上氣動(dòng)力和力矩
    3.5 彈箭角運(yùn)動(dòng)模型
        3.5.1 非線性代數(shù)模型下的角運(yùn)動(dòng)模型
        3.5.2 積分模型下的角運(yùn)動(dòng)模型
        3.5.3 狀態(tài)空間模型下彈箭角運(yùn)動(dòng)方程
        3.5.4 氣動(dòng)力系數(shù)差分方程模型下彈箭角運(yùn)動(dòng)方程
    3.6 本章小結(jié)
4 分岔分析與突變理論方法
    4.1 引言
    4.2 分岔分析與突變理論概述
    4.3 平衡解和周期解穩(wěn)定性判據(jù)
    4.4 分岔的類(lèi)別
    4.5 平衡曲面和分岔曲線的計(jì)算
    4.6 分岔問(wèn)題的研究方法
    4.7 本章小結(jié)
5 非旋轉(zhuǎn)尾翼穩(wěn)定彈箭的角運(yùn)動(dòng)分析
    5.1 氣動(dòng)力線性項(xiàng)(H₀,M₀)下的彈箭零攻角運(yùn)動(dòng)及其數(shù)值驗(yàn)證
    5.2 氣動(dòng)力非線性項(xiàng)對(duì)彈箭角運(yùn)動(dòng)的影響
        5.2.1 非線性項(xiàng)(H₂)對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)和極限平面運(yùn)動(dòng)的影響
        5.2.2 非線性項(xiàng)(M~*)對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)和極限平面運(yùn)動(dòng)的影響
        5.2.3 非線性項(xiàng)(M₀,M₂)對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)和極限平面運(yùn)動(dòng)的影響
        5.2.4 氣動(dòng)力非線性項(xiàng)下的彈箭零攻角運(yùn)動(dòng)
    5.3 非旋轉(zhuǎn)尾翼穩(wěn)定彈極限圓錐運(yùn)動(dòng)和極限平面運(yùn)動(dòng)的數(shù)值仿真
    5.4 本章小結(jié)
6 高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈箭的角運(yùn)動(dòng)分析
    6.1 氣動(dòng)力線性項(xiàng)(T₀,H₀,M₀)下的彈箭零攻角運(yùn)動(dòng)及其數(shù)值驗(yàn)證
    6.2 馬格努斯力矩產(chǎn)生的極限圓錐運(yùn)動(dòng)
        6.2.1 馬格努斯力矩線性項(xiàng)(T₀)對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)的影響
        6.2.2 馬格努斯力矩非線性項(xiàng)(T₂)對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)的影響
    6.3 彈箭轉(zhuǎn)速對(duì)彈箭極限圓錐運(yùn)動(dòng)的影響
    6.4 高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈極限圓錐運(yùn)動(dòng)的數(shù)值仿真
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
    7.1 總結(jié)
    7.2 尚待進(jìn)一步研究的問(wèn)題
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號(hào)：3988276