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

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 非線性氣動力模型研究現(xiàn)狀
        1.2.2 彈箭角運動模型研究現(xiàn)狀
        1.2.3 非線性動力學(xué)分析方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容
2 彈箭非線性氣動力模型
    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 氣動力系數(shù)差分方程模型
    2.5 本章小結(jié)
3 彈箭角運動模型
    3.1 坐標系的建立
        3.1.1 常用坐標系定義及其坐標系轉(zhuǎn)換關(guān)系
        3.1.2 坐標系的轉(zhuǎn)動角速度
    3.2 復(fù)攻角的定義
    3.3 彈箭運動方程
        3.3.1 彈箭質(zhì)心運動方程組
        3.3.2 彈箭繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動方程
        3.3.3 速度方程
    3.4 作用在彈箭上氣動力和力矩
    3.5 彈箭角運動模型
        3.5.1 非線性代數(shù)模型下的角運動模型
        3.5.2 積分模型下的角運動模型
        3.5.3 狀態(tài)空間模型下彈箭角運動方程
        3.5.4 氣動力系數(shù)差分方程模型下彈箭角運動方程
    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 分岔的類別
    4.5 平衡曲面和分岔曲線的計算
    4.6 分岔問題的研究方法
    4.7 本章小結(jié)
5 非旋轉(zhuǎn)尾翼穩(wěn)定彈箭的角運動分析
    5.1 氣動力線性項(H₀,M₀)下的彈箭零攻角運動及其數(shù)值驗證
    5.2 氣動力非線性項對彈箭角運動的影響
        5.2.1 非線性項(H₂)對彈箭極限圓錐運動和極限平面運動的影響
        5.2.2 非線性項(M~*)對彈箭極限圓錐運動和極限平面運動的影響
        5.2.3 非線性項(M₀,M₂)對彈箭極限圓錐運動和極限平面運動的影響
        5.2.4 氣動力非線性項下的彈箭零攻角運動
    5.3 非旋轉(zhuǎn)尾翼穩(wěn)定彈極限圓錐運動和極限平面運動的數(shù)值仿真
    5.4 本章小結(jié)
6 高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈箭的角運動分析
    6.1 氣動力線性項(T₀,H₀,M₀)下的彈箭零攻角運動及其數(shù)值驗證
    6.2 馬格努斯力矩產(chǎn)生的極限圓錐運動
        6.2.1 馬格努斯力矩線性項(T₀)對彈箭極限圓錐運動的影響
        6.2.2 馬格努斯力矩非線性項(T₂)對彈箭極限圓錐運動的影響
    6.3 彈箭轉(zhuǎn)速對彈箭極限圓錐運動的影響
    6.4 高速旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定彈極限圓錐運動的數(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 尚待進一步研究的問題
致謝
參考文獻



本文編號：3988276