本文對現(xiàn)有穩(wěn)態(tài)掃描技術進行改進,提出了采用兩片小展弦比尾翼作為末敏彈氣動機構實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)掃描運動的技術方案。該方案利用尾翼產生非對稱的氣動力形成旋轉運動實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)掃描。本文采用理論分析、數值計算和試驗研究相結合的方法,對雙翼末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性、氣動特性以及掃描運動穩(wěn)定性進行了系統(tǒng)的研究,為無傘末敏彈結構設計和氣動外形改進提供了理論依據和技術支持。本文的主要研究內容包括以下幾個方面：1)雙翼末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性研究全面考慮了彈丸質量、空氣動力等非對稱因素,建立了大攻角狀態(tài)下雙翼末敏彈運動模型。進一步就雙翼末敏彈彈體、兩片尾翼分別進行受力分析,采用多剛體運動理論,建立了符合實際運動過程的雙翼末敏彈大攻角非線性多剛體運動模型。針對雙翼末敏彈運動姿態(tài)變化大的特點,采用不會出現(xiàn)退化的四元數法描述末敏彈的轉動運動。編制了適合計算機求解的程序,獲得了雙翼末敏彈的運動參數,理論上分析了雙翼末敏彈運動特性,為雙翼末敏彈物理模型的設計和運動穩(wěn)定性研究奠定了理論基礎。結果表明,多剛體系統(tǒng)模型可以很好地描述雙翼末敏彈的穩(wěn)態(tài)掃描運動。2)尾翼結構參數對雙翼末敏彈運動特性影響的試驗研究依據無傘末敏彈氣動外形設計原... 

【文章頁數】：147 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
圖表目錄
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 末敏彈及穩(wěn)態(tài)掃描技術發(fā)展綜述
        1.2.1 末敏彈發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.2 穩(wěn)態(tài)掃描技術研究現(xiàn)狀
    1.3 研究目的與意義
    1.4 研究方法
        1.4.1 運動特性研究方法
        1.4.2 氣動特性研究方法
        1.4.3 運動穩(wěn)定性研究方法
    1.5 論文主要研究內容及結構
2 雙翼末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描運動特性
    2.1 雙翼末敏彈單剛體運動模型
        2.1.1 坐標系建立及坐標變換
        2.1.2 雙翼末敏彈運動模型
    2.2 四元數表示的轉動運動方程
        2.2.1 四元數法的引出
        2.2.2 四元數坐標變換
        2.2.3 四元數表示的剛體運動方程
        2.2.4 用四元數表示的彈體運動方程
        2.2.5 四元數與歐拉角的轉換
    2.3 雙翼末敏彈掃描參數與運動參數間的關系
        2.3.1 掃描角
        2.3.2 掃描頻率
        2.3.3 掃描軌跡
        2.3.4 末敏彈的掃描覆蓋區(qū)和掃描間隔
    2.4 雙翼末敏彈多剛體運動模型
        2.4.1 坐標系的建立和坐標變換
        2.4.2 參數符號約定及參數間關系
        2.4.3 末敏彈系統(tǒng)受力分析
        2.4.4 末敏彈系統(tǒng)微分方程的建立
    2.5 雙翼末敏彈掃描運動仿真
        2.5.1 雙翼末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描參數
        2.5.2 雙翼末敏彈穩(wěn)態(tài)掃描軌跡
    2.6 本章小結
3 雙翼末敏彈飛行試驗
    3.1 自由飛行試驗設計
        3.1.1 雙翼末敏彈模型的提出
        3.1.2 試驗環(huán)境及測試條件
    3.2 末敏彈自由飛行試驗彈道參數辨識
        3.2.1 阻力系數辨識基本原理
        3.2.2 基于圖像提取的試驗數據處理
        3.2.3 誤差分析
    3.3 姿態(tài)測量原理與姿態(tài)參數解算方法
        3.3.1 姿態(tài)解算模型
        3.3.2 姿態(tài)測量處理系統(tǒng)的誤差分析與補償
    3.4 不同尾翼結構末敏彈模型自由飛行試驗
        3.4.1 試驗末敏彈模型及結構
        3.4.2 試驗末敏彈運動特性
        3.4.3 試驗末敏彈運動姿態(tài)
    3.5 不同尾翼面積末敏彈試驗
        3.5.1 尾翼面積對S-S形尾翼末敏彈運動特性影響
        3.5.2 尾翼面積對S-C形尾翼末敏彈運動特性影響
    3.6 不同尾翼彎折角末敏彈模型試驗
        3.6.1 不同尾翼彎折角組合模型
        3.6.2 不同彎折角組合末敏彈運動特性
        3.6.3 彎折角組合對試驗末敏彈運動姿態(tài)影響
    3.7 本章小結
4 雙翼末敏彈氣動特性數值計算
    4.1 計算流體力學簡介
    4.2 基于FLUENT的末敏彈流場計算
        4.2.1 氣動外形
        4.2.2 網格劃分
        4.2.3 計算方法
    4.3 典型雙翼末敏彈外形氣動特性
        4.3.1 平板尾翼末敏彈氣動特性
        4.3.2 S-C形尾翼末敏彈氣動特性
        4.3.3 S-S尾翼末敏彈氣動特性
    4.4 尾翼結構參數對氣動特性影響
        4.4.1 尾翼彎折角對氣動特性影響
        4.4.2 尾翼尺寸對氣動特性影響
    4.5 本章小結
5 雙翼末敏彈運動穩(wěn)定性研究
    5.1 末敏彈擾動運動方程
        5.1.1 作用于尾翼上的力
        5.1.2 末敏彈轉動運動方程
    5.2 奇點理論
        5.2.1 奇點的定義
        5.2.2 奇點的分類與穩(wěn)定性判別準則
    5.3 穩(wěn)定性判據
    5.4 穩(wěn)定區(qū)間
    5.5 穩(wěn)定性影響因素
    5.6 本章小結
6 結束語
    6.1 全文總結
    6.2 論文創(chuàng)新點
    6.3 有待進一步研究的問題
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3666084