針對(duì)吸氣式高超聲速飛行器推進(jìn)系統(tǒng)存在的不確定性問(wèn)題,采用隨機(jī)多項(xiàng)式展開(kāi)（PCE）和蒙特卡羅模擬（MCS）兩種方法開(kāi)展了推進(jìn)系統(tǒng)不確定性定量研究,得到了推力的概率密度函數(shù)以及置信區(qū)間,從而對(duì)推力的不確定性進(jìn)行評(píng)估。首先對(duì)一典型吸氣式高超聲速飛行器的推進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行了建模,將模型分為外壓縮段及內(nèi)流道段,考慮溢流效應(yīng)的影響,得到了氣流參數(shù)分布及推力結(jié)果。隨后考慮馬赫數(shù)、迎角及燃油當(dāng)量比的不確定性,采用PCE方法進(jìn)行不確定性分析,將得到的推力估計(jì)值、置信區(qū)間及計(jì)算效率與MCS結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:所建立的推進(jìn)系統(tǒng)模型可快速評(píng)估吸氣式高超聲速飛行器的推力特性,PCE和MCS兩種方法的推力統(tǒng)計(jì)分布結(jié)果相吻合,但PCE方法計(jì)算效率更高,可以在初步設(shè)計(jì)階段快速評(píng)估推進(jìn)系統(tǒng)的不確定性。 

【文章來(lái)源】：戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈技術(shù). 2020,(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

推進(jìn)系統(tǒng)示意圖

在使用構(gòu)建的響應(yīng)函數(shù)進(jìn)行不確定性分析前，首先討論響應(yīng)函數(shù)與隨機(jī)參數(shù)的關(guān)系，三個(gè)隨機(jī)參數(shù)的影響中，燃油當(dāng)量比為主要影響因素，與推力成正相關(guān)關(guān)系，影響機(jī)理比較清晰，不單獨(dú)列出分析。此處重點(diǎn)分析燃油當(dāng)量比不變時(shí)，推力與迎角及馬赫數(shù)的關(guān)系，如圖5所示。從圖5可以看出，燃油當(dāng)量比不變時(shí)，推力隨馬赫數(shù)增大而減小，隨迎角增大而增大。進(jìn)一步對(duì)數(shù)值的比較可以發(fā)現(xiàn):馬赫數(shù)增大時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)出口處溫度、壓力均增大，根據(jù)推力表達(dá)式中，(m·outVout-ma·V∞)占主要部分，該部分對(duì)推力的貢獻(xiàn)減小，(PoutAout-P∞Aout)的貢獻(xiàn)增大，兩者綜合使得推力減小。迎角增大時(shí)，出口參數(shù)并無(wú)顯著變化，推力增加主要源于捕獲流量的增加。

在分析了響應(yīng)函數(shù)與隨機(jī)參數(shù)的關(guān)系之后，利用構(gòu)建好的響應(yīng)函數(shù)產(chǎn)生新的統(tǒng)計(jì)樣本，進(jìn)而分析推力的分布情況。將計(jì)算結(jié)果利用核密度估計(jì)方法[14]進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得到推力的概率密度函數(shù)。樣本數(shù)量為5000時(shí)，得到概率密度函數(shù)如圖6所示。從結(jié)果可以看出，當(dāng)隨機(jī)參數(shù)滿(mǎn)足正態(tài)分布時(shí)，推力響應(yīng)也近似滿(mǎn)足正態(tài)分布。推力均值為1678.57 N,95%置信區(qū)間為[1604.85 N,1753.45 N]。4.2.2 蒙特卡羅模擬結(jié)果

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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