一种内埋武器投放安全性判定方法技术

本发明专利技术涉及内埋武器机弹分离动力学技术领域，具体地说，涉及一种内埋武器投放安全性判定方法

【技术实现步骤摘要】
一种内埋武器投放安全性判定方法、系统、设备及介质


[0001]本专利技术涉及内埋武器机弹分离动力学
，具体地说，涉及一种内埋武器投放安全性判定方法
、
系统
、
设备及介质
。

技术介绍

[0002]武器内埋装载因其在提高飞机隐身特性
、
机动性能以及巡航效率等方面的优势成为新型先进战斗机武器挂载方式的优选和发展趋势
。
其中内埋武器投放分离关系着载机的飞行安全和影响着武器发射品质，内埋弹舱打开后，舱内流动属典型的腔体流动，存在流动分离与再附
、
剪切层运动
、
漩涡发生与发展
、
涡脱落与破裂等复杂流动现象，导致内埋武器投放分离过程产生诸多不稳定状态，复杂流动也引起内埋武器投放安全性评估困难
。
[0003]目前，内埋武器投放分离研究主要包括风洞试验
、
飞行试验和数值模拟三种方式，对内埋武器投放安全性判定主要通过观测投放过程中武器与载机是否发生碰撞来确定
。
风洞试验研究和飞行试验研究存在着周期长，费用高的缺点，而基于高性能计算机和计算流体动力学
(CFD)
技术的数值模拟方法以其周期短
、
可全尺寸计算
、
可重复性以及初始条件易调整等优点逐渐成为内埋武器投放分离研究的重要方法
。
由于内埋武器的多样性，目前对载机与武器的安全分离仅有定性判别准则，还没有一个定量标准
。
在专利名称为“内埋武器机弹分离相容性的工程评估方法”，专利申请号为“202010681371.6”的中国专利，提出了一种内埋武器机弹分离相容性的工程评估方法，采用风洞静态测力试验或数值模拟获得的静态数据对内埋武器机弹分离相容性进行判定准确度较低，专利名称为“内埋武器机弹分离相容初始投放条件快速预估方法”，专利申请号为“202111651683.3”的中国专利，提出了细长旋成体布局的内埋武器机弹分离相容初始投放条件快速预估方法，可为内埋武器机弹分离初始阶段的数值模拟和风洞试验等工作提供参考，主要作为内埋武器机弹分离模拟的初始条件输入，不能用于内埋武器投放安全性的判定
。
[0004]目前内埋武器投放安全性主要通过对质心位移和弹体姿态角的分析来进行投放安全性判定，由于内埋武器的多样性，质心位移和弹体姿态角不能定量
、
直观的反映内埋武器投放过程的安全特性
。

技术实现思路

[0005]本专利技术基于上述质心位移和弹体姿态角不能定量
、
直观的反映内埋武器投放过程的安全特性的问题，提出一种内埋武器投放安全性判定方法
、
系统
、
设备及介质，该方法基于
CFD
技术首先建立全局坐标系生成模型嵌套网格，并计算内埋武器的气动力和气动力矩，进而计算出姿态角和质心位移；其次建立局部坐标系，确定内埋武器几何表面特征点的局部坐标，并计算全局坐标，确定出基准安全距离；最后计算投放过程中内埋武器与边界的最小距离，判断投放过程是否安全；实现了有效
、
定量判定内埋武器投放的安全性
。
[0006]本专利技术具体实现内容如下：
[0007]一种内埋武器投放安全性判定方法，具体包括以下步骤：
[0008]步骤
S1
：以载机机头为坐标原点，建立全局坐标系，并根据所述全局坐标系生成模型嵌套网格；
[0009]步骤
S2
：根据获取的初始输入参数，计算内埋武器在投放过程中的气动力和气动力矩，并根据所述气动力和所述气动力矩，计算内埋武器的姿态角和内埋武器的质心位移；
[0010]步骤
S3
：以内埋武器的质心为坐标原点，建立局部坐标系，并确定内埋武器几何表面特征点在所述局部坐标系中的局部坐标；
[0011]步骤
S4
：根据所述内埋武器的姿态角，构建特征矩阵，并根据所述特征矩阵计算所述内埋武器几何表面特征点在所述全局坐标系下的全局坐标；
[0012]步骤
S5
：提取边界数据，建立投放安全性约束边界，并根据所述内埋武器与所述安全性约束边界的位置关系，确定基准安全距离；
[0013]步骤
S6
：结合全局坐标和安全性边界，得到投放安全性边界下特征点位置轨迹曲线，计算投放过程中内埋武器与边界的最小距离，并根据所述最小距离判断投放过程是否安全
。
[0014]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述步骤
S1
具体包括以下步骤：
[0015]步骤
S11
：以载机机头为原点，以机体轴为
x
轴，以垂直载机对称面轴向为
y
轴，建立全局坐标系；
[0016]步骤
S12
：据所述全局坐标系将载机和内埋武器进行预处理，建立内埋武器投放模型；
[0017]步骤
S13
：根据所述内埋武器投放模型，生成模型嵌套网格
。
[0018]为了更好地实现本专利技术，进一步地，步骤
S12
中所述根据所述全局坐标系将载机和内埋武器进行预处理包括：将所述载机的流场网格定义为背景网格，将包含内埋武器的流场网格定义为运动域网格，并根据所述运动域网格在所述背景网格中加密所述内埋武器的运动轨迹
。
[0019]为了更好地实现本专利技术，进一步地，步骤
S2
中所述初始输入参数包括：载机飞行状态
、
内埋武器质量特性
、
初始投放条件
。
[0020]为了更好地实现本专利技术，进一步地，步骤
S5
中所述边界数据包括内埋舱舱壁边界数据和内埋舱舱门边界数据
。
[0021]为了更好地实现本专利技术，进一步地，步骤
S6
中所述根据所述最小距离判断投放过程是否安全的具体操作为：根据所述最小距离，判断所述最小距离与所述基准安全距离的关系，若所述最小距离大于等于所述基准安全距离，则判定投放过程安全，若所述最小距离小于所述基准安全距离，则判定投放过程不安全
。
[0022]基于上述提出的内埋武器投放安全性判定方法，为了更好地实现本专利技术，进一步地，提出一种内埋武器投放安全性判定系统，包括生成单元
、
计算单元
、
特征单元
、
约束单元
、
判断单元；
[0023]所述生成单元，用于以载机机头为坐标原点，建立全局坐标系，并根据所述全局坐标系生成模型嵌套网格；
[0024]所述计算单元，用于根据获取的初始输入参数，计算内埋武器在投放过程中的气动力和气动力矩，并根据所述气动力和所述气动力矩，计算内埋武器的姿态角和内埋武器的质心位移；以内埋武器的质心为坐标原点，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种内埋武器投放安全性判定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤
S1
：以载机机头为坐标原点，建立全局坐标系，并根据所述全局坐标系生成模型嵌套网格；步骤
S2
：根据获取的初始输入参数，计算内埋武器在投放过程中的气动力和气动力矩，并根据所述气动力和所述气动力矩，计算内埋武器的姿态角和内埋武器的质心位移；步骤
S3
：以内埋武器的质心为坐标原点，建立局部坐标系，并确定内埋武器几何表面特征点在所述局部坐标系中的局部坐标；步骤
S4
：根据所述内埋武器的姿态角，构建特征矩阵，并根据所述特征矩阵计算所述内埋武器几何表面特征点在所述全局坐标系下的全局坐标；步骤
S5
：提取边界数据，建立投放安全性约束边界，并根据所述内埋武器与所述安全性约束边界的位置关系，确定基准安全距离；步骤
S6
：结合全局坐标和安全性边界，得到投放安全性边界下特征点位置轨迹曲线，计算投放过程中内埋武器与边界的最小距离，并根据所述最小距离判断投放过程是否安全
。2.
根据权利要求1所述的一种内埋武器投放安全性判定方法，其特征在于，所述步骤
S1
具体包括以下步骤：步骤
S11
：以载机机头为原点，以机体轴为
x
轴，以垂直载机对称面轴向为
y
轴，建立全局坐标系；步骤
S12
：据所述全局坐标系将载机和内埋武器进行预处理，建立内埋武器投放模型；步骤
S13
：根据所述内埋武器投放模型，生成模型嵌套网格
。3.
根据权利要求2所述的一种内埋武器投放安全性判定方法，其特征在于，步骤
S12
中所述根据所述全局坐标系将载机和内埋武器进行预处理包括：将所述载机的流场网格定义为背景网格，将包含内埋武器的流场网格定义为运动域网格，并根据所述运动域网格在所述背景网格中加密所述内埋武器的运动轨迹
。4.
根据权利要求1所述的一种内埋武器投放安全性判定方法，其特征在于，步骤
S2
中所述初始输入参数包括：载机飞行状态
、
内埋武器质量特性
、...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟，徐良，王晨瑛，宋晓渴，胡骁，周溪月，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：