一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法技术

本发明专利技术公开一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，属于飞行器气动分析和多体飞行器分离动力学技术领域，该方法由构型分析、单体分离包线确定、组合体巡航曲线确定、典型方向受力分析、影响区域确定、走廊确定、走廊修正的七个步骤组成。本发明专利技术的方法突破了组合体分离问题传统解决方法的局限，即通过大量无差别仿真建立数据库的时空复杂性。采用气动仿真和理论分析的手段，快速确定组合体飞行器任意飞行状态分离过程的适宜分离轨迹的包络范围，从而给出组合体飞行器的分离策略。略。略。

【技术实现步骤摘要】
一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法


[0001]本专利技术涉及到飞行器气动分析和多体飞行器分离动力学
，尤其是一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法。

技术介绍

[0002]伴随着航空航天技术的发展，在近十年来，新概念飞行器层出不穷。为了满足特定的某种任务需求，我们对飞行器的气动性能、飞行性能或稳定性和操纵性提出了越来越多的新要求。除了对传统飞行器的性能进行针对性的改造外，一系列专门用于特定飞行任务需要的飞行器应运而生。组合体飞行器作为一种通过组合的思想，同时充分发挥整体和分体性能的新概念飞行器，日益收到重视和青睐。对于组合体飞行器而言，其分离过程作为其任务过程中一个必不可少的、关键的必经之路。因其完成情况将直接决定了后续主体和单体能否继续完成各自的任务，因而这一流程受到了相当程度的重视，在此基础上甚至发展出了一种新的学科
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多体飞行器分离动力学，专门用于解决多体飞行器分离的问题。而如何更全面地确定单体分离的轨迹和姿态变化，给出适宜的分离策略，则成为了该学科研究的关键因素。r/>[0003]目本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：步骤一、构型分析；步骤二、单体分离包线确定；步骤三、组合体巡航曲线确定；步骤四、典型方向受力分析；步骤五、影响区域确定；步骤六、走廊确定；步骤七、走廊修正。2.根据权利要求1所述的一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的步骤一具体为：1.1、结合任务指标对组合体飞行高度、飞行速度及相应流体参数进行初选，初步确定取值范围；1.2、在初选工况下，对已知的组合体飞行器气动构型进行流体动力学仿真，确定组合体飞行器巡航攻角；1.3、对组合体飞行器总体结构强度和发动机性能进行理论分析；1.4、将上述分析结果转化为单体分离时需满足的升力条件。3.根据权利要求2所述的一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的步骤二具体为：2.1、基于步骤一中初选的飞行参数，从取值范围中任取一点作为选定初始点，对单体飞行器气动构形进行流体动力学仿真得到该点的气动力数值；2.2、以初始点流体参数为已知条件，对单体飞行器气动构形进行理论计算，迭代计算格式如下：保持高度不变，将速度视为未知数，根据下述公式即可求得当前高度下为满足升力条件所需的速度；其中，ρ0为初始点气流密度，v0为初始点气流速度，ρ为待求点气流密度，v为待求点气流速度，L0为初始点升力，L为待求点升力；保持速度为上述迭代的结果，在保持升力不变的前提下，按照等间距的原则调整输入高度，将新高度对应速度视为未知数，根据下述公式即可求得新状态下的速度；其中，ρ
yz
为已知点气流密度，v
yz
为已知点气流速度，ρ
wz
为未知点气流密度，v
wz
为未知点气流速度；以输入速度为横坐标、以输入高度为纵坐标，将步骤二中所获得的点作为一系列样本点，将相邻点逐点连接，所形成的曲线即为所需的组合体飞行器单体分离包线，被该曲线半包围的区域即为单体适宜分离区域。
4.根据权利要求3所述的一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的步骤三具体为：3.1、基于步骤二中得到的单体分离包线，将单体分离包线上的各点流体参数作为初始条件，对组合体飞行器进行流体动力学仿真，输出各状态下组合体飞行器的升力；3.2、对经过仿真所有点所得到的组合体飞行器升力进行整理，所得升力的上下限即为组合体重量的取值范围；结合任务指标初步估算组合体内部结构，并确定组合体重量。3.3、选择步骤二中的初始点，对组合体飞行器进行流体动力学仿真，得到该点的气动力数值；3.4、将步骤二单体安全分离时的升力条件调整为组合体飞行器巡航状态下升力等于重力，重复步骤二的步骤，将所得到的一系列离散点相邻点逐点连接，即可得到组合体巡航曲线。5.根据权利要求4所述的一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的步骤四具体为：4.1、基于步骤三中得到的组合体巡航曲线，从曲线上选取某个待分析的巡航点，采用该点的流体参数作为后续气动仿真分析的初始参数；4.2、以待分析的单体与相邻单体/主体交界面的翼型气动中心作为分离点，以该点为坐标原点，以组合体飞行速度方向为x轴，以组合体展向方向为y轴，根据右手定则确定z轴，建立空间直角坐标系，该坐标系将空间等分为八个卦限；4.3、根据划分情况知，XOZ平面将空间等分成两部分，取与组合体不相交的半空间作为后续的研究对象；4.4、在代求的半空间中，以分离点为原点，选择x轴、y轴、z轴、XOZ角平分线、YOZ角平分线、半空间体对角线作为典型方向；沿其中任一方向上，采用等距划分或指数划分的方式确定一系列离散点，进行六自由度受力分析，将得到的气动力变化情况作图表示；其中的y轴为朝向半空间一侧。6.根据权利要求5所述的一种并联构型组合体飞行器单体分离策略快速生成方法，其特征在于，所述的步骤五具体为：5.1、基于步骤四中各个方向受力情况的分析结果，从中选择升力、阻力和俯仰力矩变化情况作为判断标准，即第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾山，潘一华，张青松，陈金宝，张金城，蔡成志，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：