CN114510774A - 飞行器多体分离参数评估方法、电子设备及介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种飞行器多体分离参数评估方法、电子设备及介质。该方法可以包括:针对研究工况进行数值模拟,确定多个典型分离工况;通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数;根据分离瞬态参数,分别通过数值模拟、非定常风洞试验与CTS试验模拟对应的典型分离工况的分离参数;针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数。本发明通过多种研究手段相结合的一体化评估,获得更加准确的分离体气动力数据和分离体轨迹、姿态参数,对多体分离问题整体预测能力和研究准确度均获得了大大的提升。
Description
技术领域
本发明涉及飞行器多体分离问题研究领域,更具体地,涉及一种飞行器多体分离参数评估方法、电子设备及介质。
背景技术
飞行器作为运输搭载平台,由任务决定了必须具备运输、投放、抛撒等功能,因而面临飞行器与搭载物、助推器、整流罩等的分离问题。对飞行器来说,任何一种多体分离均要确保分离可靠,又要考虑分离过程中各分离体的姿态控制及姿态变化,避免分离体之间发生碰撞,实现后续飞行安全起控。分离碰撞已成为国外大量飞行试验失利的主要诱因之一。
高速飞行器多体分离问题种类较多,通常遇到的多体分离问题包括:飞机外挂物投放、内埋武器投放、子母弹/重块抛撒分离、级间分离、头罩分离、以及导弹壳片分离等问题。各种多体分离问题由于分离形式的不同而各自具有不同的特点,影响分离安全性的因素也不相同。
多体分离问题过程中,由于分离体彼此之间非常靠近,分离过程特别是在高速流动下,在极短的时间内,各分离体之间的相对运动(相对速度、姿态、距离)产生急剧变化,由此分离瞬态气动力也剧烈的变化,作用在各个分离体上的气动力与分离体运动之间的相互影响,相互耦合将更加强烈[1],作用在分离体上的气动力也具有明显的非定常特性。
多体分离问题的研究手段主要有网格测力、CTS试验、风洞模型自由飞试验、风洞投放模型试验、数值模拟,以及飞行试验等,其中CTS试验、风洞模型自由飞试验、风洞投放模型试验、数值模拟,是研究飞行器多体分离运动轨迹和分离安全的常用手段。这几种研究手段各有其特点和优势。其中,CTS试验属于准定常手段,风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验属于非定常研究手段,数值模拟则较为灵活,准定常和非定常计算均可。而对于多体分离问题研究的特点来说,风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验特点较为相似,二者的区别主要在于母弹(机)是否固持,因此而这主要是针对不同的分离问题的优势应用领域有所不同,其他主要特点,如均能实现对分离瞬态气动力的模拟,以及分离运动轨迹的模拟与实物均较为接近,但由运动轨迹辨识出的气动力精度较差等共同特点;CTS试验与数值模拟则在上述两个问题较为相似,且均与风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验特点区别较为明显,也即二者无法实现对分离瞬态的气动力进行模拟,且由于二者均是通过先得到模型分离运动过程中的气动力参数进而获得运动轨迹,因此其气动力精度均较高而运动轨迹精度稍差。同时,对多体分离问题研究结果英系那个最大的一个问题是,由于数值模拟和CTS试验的实际初始分离参数大于名义初始分离参数,而风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验的初始分离参数语飞行状态是相同的(也即实际初始分离参数即是名义初始分离参数),因此数值模拟和CTS试验给出的结果相较实际飞行状态是偏乐观的结果,而风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验给出的结果则是与实际飞行状态保持相似的结果。
由于几种研究手段在上述这些特点上的不同之处,使得每种手段各有其优缺点,适用每种研究手段在多体分离问题的研究上均会存在一定不足。因此,有必要开发一种多种研究手段相结合的飞行器多体分离参数一体化评估方法、电子设备及介质。
公开于本发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解,而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明提出了一种飞行器多体分离参数评估方法、电子设备及介质,其能够通过多种研究手段相结合的一体化评估,获得更加准确的分离体气动力数据和分离体轨迹、姿态参数,对多体分离问题整体预测能力和研究准确度均获得了大大的提升。
第一方面,本公开实施例提供了一种飞行器多体分离参数评估方法,包括:
针对研究工况进行数值模拟,确定多个典型分离工况;
通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数;
根据所述分离瞬态参数,分别通过数值模拟、非定常风洞试验与CTS试验模拟对应的典型分离工况的分离参数;
针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数。
优选地,所述分离参数包括分离特性与分离的危险边界。
优选地,所述分离特性包括各分离体的分离轨迹及姿态。
优选地,通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数包括:
读取所述非定常风洞试验中的图像画面,确定设定时间内分离体模型轨迹和姿态的变化量,进而获得在该时间内分离体模型的分离瞬态参数。
优选地,所述分离瞬态参数包括分离初始瞬间的姿态、线速度、角速度。
优选地,非定常风洞试验为风洞模型自由飞试验或风洞投放模型试验。
优选地,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数包括:
若三种模拟手段对应的分离参数的误差在设定阈值内,则取三组分离参数的平均数为所述最终的分离参数。
优选地,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数还包括:
若三种模拟手段对应的分离参数存在差异,则在三组中取两组更为接近的分离参数的平均数为所述最终的分离参数。
作为本公开实施例的一种具体实现方式,
第二方面,本公开实施例还提供了一种电子设备,该电子设备包括:
存储器,存储有可执行指令;
处理器,所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令,以实现所述的飞行器多体分离参数评估方法。
第三方面,本公开实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现所述的飞行器多体分离参数评估方法。
其有益效果在于:采用本发明的结合多种研究手段的一体化评估飞行器多体分离问题的方法,与单独使用每个单独方法相比,可以实现充分而有效的利用每种手段的优点,避开各自的不足,获得更加准确的分离体气动力数据和分离体轨迹、姿态参数,对多体分离问题整体预测能力和研究准确度均获得了大大的提升。
本发明的方法和装置具有其它的特性和优点,这些特性和优点从并入本文中的附图和随后的具体实施方式中将是显而易见的,或者将在并入本文中的附图和随后的具体实施方式中进行详细陈述,这些附图和具体实施方式共同用于解释本发明的特定原理。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,其中,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1示出了根据本发明的一个实施例的飞行器多体分离参数评估方法的步骤的流程图。
具体实施方式
下面将更详细地描述本发明的优选实施方式。虽然以下描述了本发明的优选实施方式,然而应该理解,可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。
实施例1
图1示出了根据本发明的一个实施例的飞行器多体分离参数评估方法的步骤的流程图。
如图1所示,该飞行器多体分离参数评估方法包括:步骤101,针对研究工况进行数值模拟,确定多个典型分离工况;步骤102,通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数;步骤103,根据分离瞬态参数,分别通过数值模拟、非定常风洞试验与CTS试验模拟对应的典型分离工况的分离参数;步骤104,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数。
在一个示例中,分离参数包括分离特性与分离的危险边界。
在一个示例中,分离特性包括各分离体的分离轨迹及姿态。
在一个示例中,通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数包括:
读取非定常风洞试验中的图像画面,确定设定时间内分离体模型轨迹和姿态的变化量,进而获得在该时间内分离体模型的分离瞬态参数。
在一个示例中,分离瞬态参数包括分离初始瞬间的姿态、线速度、角速度。
在一个示例中,非定常风洞试验为风洞模型自由飞试验或风洞投放模型试验。
在一个示例中,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数包括:
若三种模拟手段对应的分离参数的误差在设定阈值内,则取三组分离参数的平均数为最终的分离参数。
在一个示例中,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数还包括:
若三种模拟手段对应的分离参数存在差异,则在三组中取两组更为接近的分离参数的平均数为最终的分离参数。
具体地,针对研究工况进行数值模拟,确定多个典型分离工况,获得典型工况的分离特性,并找到分离的危险边界。
采用非定常风洞试验对数值模拟得到的典型工况进行试验,尤其是验证分离的危险边界,非定常风洞试验包括风洞模型自由飞试验和风洞投放模型试验,具体采用风洞模型自由飞试验技术还是采用风洞投放模型试验技术,根据该多体分离问题的类型和特点确定。
通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数,包括分离初始瞬间的姿态、线速度、角速度等;各个典型分离工况的分离瞬态参数是通过读取非定常风洞试验中,高速摄像机记录的图像画面,读取初始分离时刻一定数量的记录图像中,分离体模型轨迹和姿态的变化量,进而获得在该时间段内分离体模型的线速度、角速度等量。
根据分离瞬态参数,分别通过数值模拟、非定常风洞试验与CTS试验模拟对应的典型分离工况的分离参数,包括分离特性与分离的危险边界;针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数,若三种模拟手段对应的分离参数的误差在设定阈值内,则取三组分离参数的平均数为最终的分离参数;若三种模拟手段对应的分离参数存在差异,则在三组中取两组更为接近的分离参数的平均数为最终的分离参数,另一结果则作为参考结论。
通过对三种方法各自的研究结果之间的对比互校,可以发现每个方法各自的不足之处,从而采取相应的措施来改进和提升其不足,从而促进每种研究手段的研究水平和能力的提升,这不但可进一步提高一体化评估方法的整体预测能力和研究准确性,也可使每种研究手段本身的研究水平和能力获得提升。
实施例2
本公开提供一种电子设备包括,该电子设备包括:存储器,存储有可执行指令;处理器,处理器运行存储器中的可执行指令,以实现上述飞行器多体分离参数评估方法。
根据本公开实施例的电子设备包括存储器和处理器。
该存储器用于存储非暂时性计算机可读指令。具体地,存储器可以包括一个或多个计算机程序产品,该计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质,例如易失性存储器和/或非易失性存储器。该易失性存储器例如可以包括随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。该非易失性存储器例如可以包括只读存储器(ROM)、硬盘、闪存等。
该处理器可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元,并且可以控制电子设备中的其它组件以执行期望的功能。在本公开的一个实施例中,该处理器用于运行该存储器中存储的该计算机可读指令。
本领域技术人员应能理解,为了解决如何获得良好用户体验效果的技术问题,本实施例中也可以包括诸如通信总线、接口等公知的结构,这些公知的结构也应包含在本公开的保护范围之内。
有关本实施例的详细说明可以参考前述各实施例中的相应说明,在此不再赘述。
实施例3
本公开实施例提供一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现所述的飞行器多体分离参数评估方法。
根据本公开实施例的计算机可读存储介质,其上存储有非暂时性计算机可读指令。当该非暂时性计算机可读指令由处理器运行时,执行前述的本公开各实施例方法的全部或部分步骤。
上述计算机可读存储介质包括但不限于:光存储介质(例如:CD-ROM和DVD)、磁光存储介质(例如:MO)、磁存储介质(例如:磁带或移动硬盘)、具有内置的可重写非易失性存储器的媒体(例如:存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如:ROM盒)。
本领域技术人员应理解,上面对本发明的实施例的描述的目的仅为了示例性地说明本发明的实施例的有益效果,并不意在将本发明的实施例限制于所给出的任何示例。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种飞行器多体分离参数评估方法,其特征在于,包括:
针对研究工况进行数值模拟,确定多个典型分离工况;
通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数;
根据所述分离瞬态参数,分别通过数值模拟、非定常风洞试验与CTS试验模拟对应的典型分离工况的分离参数;
针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数。
2.根据权利要求1所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,所述分离参数包括分离特性与分离的危险边界。
3.根据权利要求2所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,所述分离特性包括各分离体的分离轨迹及姿态。
4.根据权利要求1所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,通过非定常风洞试验,确定每个典型分离工况的分离瞬态参数包括:
读取所述非定常风洞试验中的图像画面,确定设定时间内分离体模型轨迹和姿态的变化量,进而获得在该时间内分离体模型的分离瞬态参数。
5.根据权利要求4所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,所述分离瞬态参数包括分离初始瞬间的姿态、线速度、角速度。
6.根据权利要求1所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,非定常风洞试验为风洞模型自由飞试验或风洞投放模型试验。
7.根据权利要求1所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数包括:
若三种模拟手段对应的分离参数的误差在设定阈值内,则取三组分离参数的平均数为所述最终的分离参数。
8.根据权利要求1所述的飞行器多体分离参数评估方法,其中,针对三种模拟手段获取的对应典型分离工况的分离参数进行对比互校,确定最终的分离参数还包括:
若三种模拟手段对应的分离参数存在差异,则在三组中取两组更为接近的分离参数的平均数为所述最终的分离参数。
9.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:
存储器,存储有可执行指令;
处理器,所述处理器运行所述存储器中的所述可执行指令,以实现权利要求1-8中任一项所述的飞行器多体分离参数评估方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,该计算机可读存储介质存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-8中任一项所述的飞行器多体分离参数评估方法。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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