在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸运动的稳定条件

本文应用椭圆积分求解在非线性恢复力矩作用下尾翼式弹丸平面运动的攻角微分方程,给出了六种稳定周期运动条件,分析了非线性恢复力矩对尾翼式弹丸运动的影响,最后从理论上对迫击炮弹发生近弹的原因作了初步的讨论。     

炮弹非线性运动稳定性的李雅普诺夫第二方法

应用李雅普诺夫第二方法导出自旋炮弹等轴对称抛射体在具有任意形式的非线性静力矩作用下运动稳定性的充分条件，并给出三次方静力矩系统和线性定常系统的运动稳定分析。     

基于章动运动理论的火箭弹锥形运动稳定性分析

基于自旋弹体短周期力矩投影的动力学方程,建立了以弹体摆动章动角和进动角为变量的弹体锥形运动的非线性数学模型,通过引入广义章动角及进动角速率,使难以用解析手段处理的非线性模型转换成可解析的一般模型。根据线性化模型分析了弹体章动及进动运动的相互关系,给出了自旋弹体章动运动稳定性条件。对非线性模型,研究了章进动运动对弹体锥形运动极限环的作用,给出了弹体锥形运动稳定时自旋弹体章动角度及进动角速度应满足的解析关系。     

运载火箭无滚控装置的制导控制技术研究

取消滚控装置可简化火箭系统方案,增加质量比,提高火箭运载能力,有效降低成本.分析运载火箭的惯性耦合和运动耦合机理,给出无滚动控制状态下,滚动角的非线性运动方程与相平面分析结果.对无滚控装置的火箭,通过解耦制导控制技术实现姿态稳定和制导目标.以无滚控装置的单推力矢量喷管固体火箭为背景,通过六自由度仿真分析,验证了解耦制导控制技术的可行性.     

在弹道直线段上仅考虑非线性静力矩时弹丸的非线性运动

本文在仅考虑正弦静力矩和三次方静力矩的特殊情况下导出了在弹道直线段上弹丸非线性运动的解析解,得出了运动稳定的条件,分析了弹轴运动的规律,并将非线性运动与线性运动作了对比。从中可以看出非线性运动的几个主要特点,即线性运动攻角可用圆函数表示而非线性运动攻角必须用椭圆函数表示,非线性运动的稳定性和周期与起始条件有关,并且存在极限运动。     

弹箭非线性角运动周期解稳定性分析

为了分析和计算弹箭非线性角运动周期解的稳定性,推导了弹箭的非线性角运动方程组。以某型火箭弹高原试验为例,计算了立方马格努斯力矩系数取不同值时的角运动相图和庞加莱截面图; 通过Poincare映射计算了线性马格努斯力矩系数作为分岔参数时的分岔图; 利用推广的打靶法计算了角运动周期解的幅值和周期,结合Floquet理论分析了周期解的稳定性。结果表明,在高空低密度的情况下,考虑非线性马格努斯力矩系数后,当马格努斯力矩系数达到一定范围时,火箭弹角运动由零平衡位置分岔出稳定的周期运动。     

非线性力矩作用下气动偏心弹丸强迫圆锥运动稳定性条件

为了指导无伞末敏弹等气动非对称弹丸的结构设计和气动设计,建立了气动偏心弹丸在三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的攻角方程,运用平均法求解了方程的近似解析解及其线性变分方程。在此基础上,根据Hurwitz判别准则,得到了气动偏心弹丸做强迫圆锥运动的渐近稳定条件,分析了该条件的物理意义,并应用数值计算算例对该条件进行了验证。结果表明,当自转角速度和气动偏心角满足一定的约束条件时,三次方非线性静力矩和二次方非线性赤道阻尼力矩作用下的弹丸可以实现固定攻角的稳定强迫圆锥运动。     

尾翼弹平面非线性运动的极限环

本文研究了具有小阻尼和弱非线性静力矩的尾翼弹的平面非线性运动。用稳定的极限环解释了某些尾翼弹可以产生自激振动;用不稳定的极限环探讨了某些尾翼弹掉弹的原因。为了减小自振的影响和消除偶然掉弹,应增大阻尼力矩和升力的非线性部分,减小阻力的非线性部分。     

旋转尾翼弹箭极限圆锥运动稳定判据

为获得旋转尾翼弹箭极限圆锥运动稳定判据,针对现有理论方法的不足,提出了改进理论模型。该模型通过对弹箭在准圆运动状态下的振幅平面方程进行泰勒展开,从而充分考虑幅值变化对振幅平面方程中根号项取值的影响;在此基础上,根据不同参数取值情况,对其非零奇点的存在性和稳定性进行分析,导出了弹箭在非线性静力矩和非线性马格努斯力矩作用下形成稳定极限圆锥运动的解析判据,并给出两条仅与攻角方程初始参数相关的综合判据条件J₁>0和J₂>0;以某型旋转尾翼弹箭气动及结构特征参数为例,对所得理论判据进行了验证。研究结果表明,给出的稳定极限圆锥运动形成判据,与现有理论结果相比,更为全面且明确,利用所得判据条件,可方便准确地对弹箭极限圆锥运动特性进行分析判断。     

转速闭锁对远程弹箭的影响

针对远程弹箭研制过程出现的飞行不稳定现象,研究了远程弹箭诱导滚转力矩与诱导侧向力矩的形成机理,推导了在诱导滚转力矩与诱导侧向力矩作用下转速闭锁与似月运动的形成条件,对转速闭锁的形成进行了数值仿真验证.结果表明,转速闭锁的存在使火箭无法达到设计转速,使远程弹箭做较长时间的大振幅锥形运动,全弹道阻力增大、射程减小,严重时会造成飞行失稳.通过减小诱导滚转力矩和发射初始扰动、适当增大导转力矩等方法可对其进行抑制.     

炮弹非线性运动稳定性的劳斯-霍维茨方法

应用劳期－霍维茨方法，导出自旋炮弹等轴对称抛射体有非线性运动微分方程组的第一近似方程组平凡解渐近稳定的充分与必要条件，从而得到相应的自旋炮弹等轴对称抛射体在具有任意形式的非线性俯仰，阻尼和马格努斯力矩作用下攻角运动微分方程组平凡解渐近稳定的充分条件。     

基于复合形法的火箭发射装置俯仰机构优化设计

伺服电动缸式俯仰机构是一种连杆机构,该型机构优化设计计算要求解强非线性方程组,导致数值计算量大,实际应用较困难,有必要对俯仰机构优化设计方法进行研究。以某火箭发射装置俯仰机构为研究对象,基于伺服电动缸和连杆机构工作原理推导出俯仰机构运动数学模型,得到影响电机输出力矩大小的主要因素。基于MATLAB平台,采用复合形法的优化求解方法对俯仰机构运动数学方程直接求解,实现了连杆机构优化布局,获得俯仰电机力矩最优解。     

非对称赤道阻尼力矩对远程火箭弹道的影响

针对远程火箭试验射程与计算射程不相符的问题,提出了大攻角下应考虑赤道阻尼力矩章动阻尼与进动阻尼特性的不同,推导了这种不同与攻角的关系,用奇点理论与振幅平面方程推导了在这种非对称赤道阻尼力矩作用下产生极限圆锥运动的条件,通过数值计算进行了验证.结果表明,大攻角下非对称赤道阻尼力矩能产生极限圆锥运动,可造成远程火箭攻角长时间不衰减从而增大阻力、减小射程.     

迫击炮炮弹近弹判别准则

本文给出了追击炮炮弹在线性偏航力矩和非线性赤道阻尼力矩作用下产生近弹的判别准则,该结论也适用其它类型不旋转或转速较低的尾翼式弹箭的稳定性分析。     

战术导弹 推力矢量控制系统述评

本文对英国现有的战术导弹固体火箭发动机推力矢量控制的技术现状进行了评述。对各种推力矢量控制方法,给出了性能数据,并就有关它们的尺寸、有效的控制力矩、促动功率和反应时间适应一般导弹的能力,进行了比较。本文特别强调的方法是扰流片和球窝旋转喷管。本文也探讨了推力矢量控制同导弹滚动稳定的关联,以及把它们同空气动力面结合起来的简易性。     

陀螺力矩的力学实质及陀螺效应对弹丸运动规律的影响

提出了旋转稳定炮弹陀螺力矩的统一表达式，论述了其力学实质，分析了陀螺效应对弹丸运动规律的影响，讨论了传统的陀螺力矩与本文的陀螺力矩的差别及其引起的弹丸运动规律的差异。指出这种差异在大射角时是显著的，应加以考虑。     

固定鸭舵修正弹非线性与非定常气动数值模拟

为准确获得某固定鸭舵修正弹的气动特性,利用CFD数值计算方法对该弹的流场进行数值模拟,采用密度基隐格式与滑移网格技术,计算弹丸在静态、转动和慢圆运动下各项力和力矩的气动系数。仿真结果表明:该弹的升力系数与俯仰力矩系数的非线性气动特性与一般旋转稳定弹不同,俯仰力矩系数非线性项在亚声速区域为正值,超声速区域为负值; 该弹修正组件所受导转力矩系数在跨声速段随攻角的变化较为剧烈,在非跨声速段的变化较为平缓; 全弹的升力和俯仰力矩与修正组件滚转角、全弹进动角和进动速率都有关。     

对弹丸膛内运动状态及其处理方法的讨论

本文给出了弹丸在膛内运动状态的判据,讨论了在各种运动状态下对弹丸运动的处理方法;导得了各种运动状态下弹丸前定心部所受炮膛接触力及其力矩的表达式。     

火箭游动发动机伺服控制中的摩擦阻尼特性研究

分析了火箭游动发动机摩擦阻尼特性对伺服控制稳定性的影响。通过伺服控制模型仿真分析,说明了等效游动发动机特性的二阶振荡环节阻尼比大小对伺服控制回路稳定裕度的显著影响。试验研究确认了某游动发动机摇摆轴摩擦力矩对稳定性的影响,得到了摩擦力矩与等效二阶环节阻尼比之间的定量关系。研究结果对于火箭游动发动机的装配力矩的量化控制和伺服机构的控制算法设计有指导意义。     

静不稳定尾翼式火箭的随机风偏与零风偏原理

本文推导了静不稳定非制导尾翼式火箭的随机风偏公式,并给出用数字计算机计算的便于工程使用的特征函数表。从风偏形成的基本概念出发,本文还提出了人为地使折叠尾翼在火箭飞离发射器后一段时间再张开,从而使风偏为零的原理。