一种飞行器气动布局调整方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种飞行器气动布局调整方法、装置及电子设备，属于飞行器设计技术领域。本发明专利技术通过根据各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数，以根据上述参数将各弹道状态点划分至传统控制策略或耦合控制策略可控区域或非可控区域，并通过调整对应的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数，将位于非可控区域内的弹道状态点调整至可控区域，并根据调整后的参数调整初始的气动布局，充分利用耦合可控区间，利用了飞行器横向和航向之间的耦合效应，大大降低了对飞行器控制能力需求，充分挖掘了飞行器控制潜力以放宽控制能力设计约束，从而减小了对控制舵面的结构尺寸的要求，降低了整机重量和舵机能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种飞行器气动布局调整方法、装置及电子设备
本专利技术涉及一种飞行器气动布局调整方法、装置及电子设备，属于飞行器设计领域。
技术介绍
飞行器在设计时先由总体专业和气动专业进行总体原始数据及气动原始数据的设计，得到总体参数、气动参数及预期飞行包线等数据，然后将得到的数据提供给控制专业使控制专业根据上述参数进行控制系统设计。现有方法，在进行气动布局设计时，常采用传统静稳定性判据来初步及进行气动布局的优化调整。上述气动布局设计方法，主要适用于飞行范围较窄的飞行器，对于飞行空域、速域范围都较大的飞行器而言，采用上述方法需要兼顾全速域、全空域范围内的气动特性，尤其是大马赫数、大迎角状态，所设计飞行器的控制舵面的尺寸很大，从而增加整机重量和舵机能耗。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种飞行器气动布局调整方法及装置，本专利技术充分挖掘了飞行器控制潜力以放宽控制能力设计约束，从而减小了对控制舵面的结构尺寸的要求，降低了整机重量和舵机能耗。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供如下技术方案：一种飞行器气动布局调整方法，包括：获取飞行器初始设计参数，并根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；以所述横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数为横纵坐标，建立平面坐标系；根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为传统控制策略可控区间，第二区间为耦合控制策略可控区间，第三区间为所述传统控制策略和耦合控制策略均不可控区间；根据确定的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，确定各飞行弹道状态点所在区间；根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局。在一可选实施例中，所述的根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，包括：根据下式确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数：其中：LDCSP为横航向组合稳定性参数；ARIP为副翼-方向舵交联参数；分别为第i个弹道状态点航向稳定性导数、滚转稳定性导数、航向副翼操纵导数、滚转副翼操纵导数、航向方向舵操纵导数及滚转方向舵操纵导数；αi*为第i个弹道状态点的迎角。在一可选实施例中，所述的根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，包括：令所述平面坐标系中：-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP＜3的区域为第一区间的第一子区间；0.5≤LDCSP＜1.3且ARIP＜4的区域为第一区间的第二子区间；-0.5≤LDCSP＜0.5的区域为第二区间；-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP≥3的区域为第三区间的第一子区间；LDCSP≥0.5且ARIP≥4的区域为第三区间的第二子区间；LDCSP≥1.3且ARIP＜4的区域为第三区间的第三子区间。在一可选实施例中，所述的根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，包括：将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第一区间的各飞行弹道状态点的ARIP减小到小于3；将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第二区间的各飞行弹道状态点的LDCSP增大到大于-0.5且小于0.5；将位于所述第三区间的第二子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于0.5且大于-0.5；将位于所述第三区间的第三子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于1.3且大于0.5。在一可选实施例中，所述的根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局，包括：当LDCSP减小时，减小航向静稳定性或者增加横向静稳定性；当LDCSP增大时，增加航向静稳定性或者减小横向静稳定性；当ARIP减小时，增加航向方向舵操纵导数或减小滚转副翼操纵导数；当ARIP增大时，减小航向方向舵操纵导数或增加滚转副翼操纵导数。一种飞行器气动布局调整装置，包括：获取模块，用于获取飞行器初始设计参数，并根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；坐标建立模块，用于以所述横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数为横纵坐标，建立平面坐标系；区域划分模块，用于根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为传统控制策略可控区间，第二区间为耦合控制策略可控区间，第三区间为所述传统控制策略和耦合控制策略均不可控区间；确定模块，用于根据确定的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，确定各飞行弹道状态点所在区间；调整模块，用于根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，以根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局。在一可选实施例中，所述获取模块，用于：根据下式确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数：其中：LDCSP为横航向组合稳定性参数；ARIP为副翼-方向舵交联参数；分别为第i个弹道状态点航向稳定性导数、滚转稳定性导数、航向副翼操纵导数、滚转副翼操纵导数、航向方向舵操纵导数及滚转方向舵操纵导数；αi*为第i个弹道状态点的迎角。在一可选实施例中，所述区域划分模块，用于令所述平面坐标系中：-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP＜3的区域为第一区间的第一子区间；0.5≤LDCSP＜1.3且ARIP＜4的区域为第一区间的第二子区间；-0.5≤LDCSP＜0.5的区域为第二区间；-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP≥3的区域为第三区间的第一子区间；LDCSP≥0.5且ARIP≥4的区域为第三区间的第二子区间；LDCSP≥1.3且ARIP＜4的区域为第三区间的第三子区间。在一可选实施例中，所述调整模块，用于：将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第一区间的各飞行弹道状态点的ARIP减小到小于3；将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第二区间的各飞行弹道状态点的LDCSP增大到大于-0.5且小于0.5；将位于所述第三区间的第二子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于0.5且大于-0.5；将位于所述第三区间的第三子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于1.3且大于0.5。在一可选实施例中，所述的根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局，包括：当LDCSP减小时，减小航向静稳定性或者增加横向静稳定性；当LDCSP增大时，增加航向静稳定性或者减小横向静稳定性；当ARIP减小时，增加航向方向舵操纵导数或减小滚转副翼操纵导数；当ARIP增大时，减小航向方向舵操纵导数或增加滚转副翼操纵导数。一种电子设备，包括存储器及处理器：所述存储器用于存储一条或多条计本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行器气动布局调整方法，其特征在于，包括：获取飞行器初始设计参数，并根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数；以所述横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数为横纵坐标，建立平面坐标系；根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为传统控制策略可控区间，第二区间为耦合控制策略可控区间，第三区间为所述传统控制策略和耦合控制策略均不可控区间；根据确定的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数，确定各飞行弹道状态点所在区间；根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数；根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼‑方向舵交联参数，调整初始气动布局。

【技术特征摘要】
1.一种飞行器气动布局调整方法，其特征在于，包括：获取飞行器初始设计参数，并根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；以所述横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数为横纵坐标，建立平面坐标系；根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，所述第一区间为传统控制策略可控区间，第二区间为耦合控制策略可控区间，第三区间为所述传统控制策略和耦合控制策略均不可控区间；根据确定的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，确定各飞行弹道状态点所在区间；根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局。2.根据权利要求1所述的飞行器气动布局调整方法，其特征在于，所述的根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，包括：根据下式确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数：其中：LDCSP为横航向组合稳定性参数；ARIP为副翼-方向舵交联参数；分别为第i个弹道状态点航向稳定性导数、滚转稳定性导数、航向副翼操纵导数、滚转副翼操纵导数、航向方向舵操纵导数及滚转方向舵操纵导数；αi*为第i个弹道状态点的迎角。3.根据权利要求2所述的飞行器气动布局调整方法，其特征在于，所述的根据预设边界将所述平面坐标系划分成第一区间、第二区间和第三区间，包括：令所述平面坐标系中：-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP＜3的区域为第一区间的第一子区间；0.5≤LDCSP＜1.3且ARIP＜4的区域为第一区间的第二子区间；-0.5≤LDCSP＜0.5的区域为第二区间；-1≤LDCSP＜-0.5且ARIP≥3的区域为第三区间的第一子区间；LDCSP≥0.5且ARIP≥4的区域为第三区间的第二子区间；LDCSP≥1.3且ARIP＜4的区域为第三区间的第三子区间。4.根据权利要求3所述的飞行器气动布局调整方法，其特征在于，所述的根据位于所述第三区间内各飞行弹道状态点与所述第一区间及第二区间的位置关系，调整位于所述第三区间的各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，包括：将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第一区间的各飞行弹道状态点的ARIP减小到小于3；将位于所述第三区间的第一子区间中，且靠近所述第二区间的各飞行弹道状态点的LDCSP增大到大于-0.5且小于0.5；将位于所述第三区间的第二子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于0.5且大于-0.5；将位于所述第三区间的第三子区间中的各飞行弹道状态点的LDCSP减小到小于1.3且大于0.5。5.根据权利要求4所述的飞行器气动布局调整方法，其特征在于，所述的根据调整后的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数，调整初始气动布局，包括：当LDCSP减小时，减小航向静稳定性或者增加横向静稳定性；当LDCSP增大时，增加航向静稳定性或者减小横向静稳定性；当ARIP减小时，增加航向方向舵操纵导数或减小滚转副翼操纵导数；当ARIP增大时，减小航向方向舵操纵导数或增加滚转副翼操纵导数。6.一种飞行器气动布局调整装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取飞行器初始设计参数，并根据所述初始设计参数确定飞行器各飞行弹道状态点对应的横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数；坐标建立模块，用于以所述横航向组合稳定性参数和副翼-方向舵交联参数为横纵坐标，建立平面坐标系；区域划分模块，用于根据预设边界将所述平面坐标系划...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵干，袁利平，海尔瀚，蔡巧言，赵大海，郑宏涛，张建英，刘刚，康建斌，李洋，步召杰，石庆峰，郎鹏飞，李然，邱丰，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11