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题名鸭舵式双旋弹舵翼非线性控制力建模与分析
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作者
赵新新
史金光
王中原
张宁
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机构
南京理工大学能源与动力工程学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期2607-2616,共10页
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文摘
鸭舵式双旋弹通过调节前体滚转角方位进行弹道修正,建立准确的舵翼控制力模型是深入研究其弹道特性和进行弹道设计的关键。综合考虑弹体和各片舵翼之间的干扰作用,在非滚转系中利用傅里叶级数对前体纵向对称面相对复攻角平面方位改变产生的周期性效应进行变换,建立适用于该类炮弹大攻角飞行的精确舵翼控制力工程计算模型,从原理上显示其与四片舵翼结构参数、复攻角幅值和相位以及前体滚转角方位间的关系。通过计算流体力学数值方法对不同前体滚转角和复攻角下的舵翼控制力进行仿真分析。研究结果表明:受一对减旋舵和操纵舵的法向力共同影响,舵翼控制力的大小和方向变化均呈现出强非线性特征,在大攻角条件下尤其突出;在任意复攻角和前体滚转角情况下,所建模型能够准确描述鸭舵式双旋弹的舵翼控制力及各因素对它的影响,为该类炮弹的前体结构设计、弹道特性分析和弹道设计等提供了理论依据与参考。
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关键词
鸭舵式双旋弹
舵翼控制力
非线性
数值计算
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Keywords
dual-spin projectile with canards
rudder control force
non-linearity
numerical calculation
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分类号
TJ011.3
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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题名鸭舵式双旋弹非线性角运动及其分岔特性
被引量：2
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作者
赵新新
史金光
王中原
张宁
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机构
南京理工大学能源与动力工程学院
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出处
《兵工学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3067-3078,共12页
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文摘
针对鸭舵式双旋弹在飞行过程中可能出现大攻角情况,使原基于小攻角假设获得的稳定性判据等结论难以对这种状况下弹丸的飞行稳定性进行准确判断,为此对该类炮弹的非线性角运动及其分岔特性展开研究。在非滚转系中建立鸭舵式双旋弹改进的6自由度弹道方程,并在考虑几何非线性和气动非线性条件下,推导精确的广义复攻角运动方程及其状态空间模型;应用霍尔维茨方法提出该类炮弹大攻角飞行时的动态稳定性判据,并通过数值仿真计算分析不同因素对系统分岔特性和极限环半径的影响。研究结果表明:升力和马格努斯力矩的非线性项以及飞行速度是影响系统分岔特性的主要因素;舵片控制力和力矩以及空气密度的增大均容易使极限环半径减小;有控飞行时极限环半径可能进一步减小,但其受前体滚转角控制方位的影响不大,即前体滚转角控制方位改变对飞行稳定性影响较小。
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关键词
鸭舵式双旋弹
非线性角运动
闭轨线分岔
不稳定极限环
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Keywords
canard dual-spin projectiles
nonlinear angular motion
closed track bifurcation
unstable limit cycle
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分类号
TJ012.3
[兵器科学与技术—兵器发射理论与技术]
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