CN117094243A - 一种内埋武器投放安全性判定方法、系统、设备及介质 - Google Patents

一种内埋武器投放安全性判定方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明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、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。

Description

一种内埋武器投放安全性判定方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明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、系统、设备及介质。
背景技术
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。
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。
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。
发明内容
本发明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。
本发明具体实现内容如下：
一种内埋武器投放安全性判定方法，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。
为了更好地实现本发明，进一步地，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。
为了更好地实现本发明，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。
为了更好地实现本发明，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。
为了更好地实现本发明，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。
为了更好地实现本发明，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。
基于上述提出的内埋武器投放安全性判定方法，为了更好地实现本发明，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；
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；
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，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；
所述特征单元，用于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；
所述约束单元，用于提取边界数据，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；
所述判断单元，用于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。
基于上述提出的内埋武器投放安全性判定方法，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器上存储有计算机程序；当所述计算机程序在所述处理器上运行时，实现上述的内埋武器投放安全性判定方法。
基于上述提出的内埋武器投放安全性判定方法，为了更好地实现本发明，进一步地，提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令；当所述计算机指令在上述的电子设备上执行时，实现上述的内埋武器投放安全性判定方法。
本发明具有以下有益效果：
本发明基于CFD技术获取内埋武器投放过程中的质心位移和弹体姿态角，计入了投放过程中内埋武器受到的动态气动力和气动力矩的影响，构建内埋武器表面特征点位移并结合投放安全性限制边界，实现了有效、定量判定内埋武器投放的安全性，且具有更高的精准度。
附图说明
图1为本发明提供的内埋武器投放安全性判定方法的流程示意框图。
图2为本发明实施例提供的模型示意图。
图3为本发明实施例提供的包含载机的背景网格的模型网格示意图。
图4为本发明实施例提供的包含内埋武器的运动域网格的模型网格示意图。
图5为本发明提供的内埋武器投放过程中气动力变化曲线示意图。
图6为本发明提供的内埋武器投放过程中气动力矩变化曲线示意图。
图7为本发明提供的内埋武器投放过程中质心位移变化曲线示意图。
图8为本发明提供的内埋武器投放过程中和姿态角变化曲线示意图。
图9为本发明提供的内埋武器特征点示意图。
图10为本发明提供的内埋武器投放过程中特征点位移变化曲线和投放限制边界曲线示意图。
其中，1、特征点1，2、特征点2，3、特征点3，4、特征点4，5、特征点5，6、特征点6，7、特征点7，8、特征点8，9、特征点9，10、特征点10。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；也可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本实施例提出一种内埋武器投放安全性判定方法，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。
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。
步骤S13：根据所述内埋武器投放模型，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。
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。
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。
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。
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。
工作原理：本实施例基于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。
实施例2：
本实施例在上述实施例1的基础上，如图1所示，以一个具体的实施例进行说明。
步骤a：建立CFD计算的全局坐标系，以载机机头为原点，x轴方向为沿机体轴向向后，y轴垂直载机对称面指向右，z轴垂直于xy平面指向上。基于嵌套网格思想，分别对载机和内埋武器进行网格生成前处理，用于CFD计算求解，其中包含载机的流场网格定义为背景网格，包含内埋武器的流场网格定义为运动域网格，在背景网格中针对内埋武器的可能运动轨迹区域进行网格加密，网格加密以运动域外边界网格单元尺度大小为基准；
步骤b：采用基于动态嵌套网格技术的CFD求解器计算获取内埋武器在投放过程中的气动力和气动力矩，输入条件包括载机的飞行状态、内埋武器的质量特性、投放初始条件；
步骤c：根据内埋武器受到的气动力和气动力矩求解六自由度刚体动力学方程计算得到内埋武器的姿态角(θ，ψ)和质心在x轴、y轴、z轴方向上的位移数据(xg,yg,zg)；
步骤d：建立以内埋武器质心为坐标原点的局部坐标系，坐标轴方向与全局坐标系一致，选取内埋武器几何表面特征点N(N＝1,2,3……)，确定特征点N在局部坐标系中的位移坐标(xN,b,yN,b,zN,b)；
步骤e：构建特征矩阵M，特征矩阵由坐标系间的旋转变换关系推导得出，基于特征矩阵计算各特征点在投放过程中的全局坐标系中的坐标，计算公式为式(1)；
其中
步骤f：提取内埋弹舱舱壁以及舱门边界数据，构建投放安全性约束边界；
步骤g：根据内埋武器与安全性边界的位置关系，确定基准安全距离δ；
步骤h：结合特征点位移变化数据和安全性边界数据，绘制投放安全性边界下特征点位移轨迹曲线，计算投放过程中内埋武器与边界的最小距离d，进行内埋武器投放安全性判定，若d≥δ，则判定投放过程安全。
工作原理：本实施例通过构建特征矩阵实现了内埋武器质心与武器表面特征点的位移变换，并结合安全性约束边界提出了一种基于CFD的内埋武器投放安全性判定的方法，该方法简单、直观，可以在工程应用中有效实现内埋武器安全性的定量判定，有助于内埋武器投放分离的设计研究。
本实施例的其他部分与上述实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在上述实施例1-实施例2任一项的基础上，如图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，以无人机内埋弹舱挂载内埋武器为例进行详细说明。
步骤a：以无人机内埋弹舱挂载内埋武器为研究对象，如图2所示，建立CFD计算的全局坐标系，以载机机头为原点，x轴方向为沿机体轴向向后，y轴垂直载机对称面指向右，z轴垂直于xy平面指向上。采用网格生成软件Pointwise分别生成包含载机的背景网格和包含内埋武器的运动域网格，背景网格在内埋武器可能的轨迹区域进行加密，加密区域网格大小与运动域网格边界单元尺度相当，如图3、图4所示。
步骤b：采用基于动态嵌套网格的CFD求解器，计算得到内埋武器下落过程中的气动力(Fx，Fy，Fz)和气动力矩(Mx，My，Mz)，气动力和气动力矩曲线如图4所示，初始计算条件：载机飞行状态为飞行马赫数Ma＝0.8，飞行高度H＝10km，迎角α＝0°，侧滑角β＝0°，内埋武器的投放初始条件为投放方式为重力释放，仿真时长0.5s，内埋武器初始俯仰角0°，质量m＝273kg，转动惯量Ixx＝12.2kg·m-3，Iyy＝219.1kg·m-3，Izz＝219.1kg·m-3，初始质心位置(5.390，0，-0.650)。其中，图5中纵坐标Force表示内埋武器受到的气动力，横坐标表示时间，曲线Force-x表示x方向的气动力，曲线Force-y表示y方向的气动力，曲线Force-z表示z方向的气动力；图6中纵坐标moment表示内埋武器受到的气动力矩，横坐标表示时间，曲线moment-x表示绕局部坐标系x轴的气动力矩，曲线moment-y表示绕局部坐标系y轴的气动力矩，曲线moment-z表示绕局部坐标系z轴的气动力矩。
步骤c：根据内埋武器受到的气动力(Fx，Fy，Fz)和气动力矩(Mx，My，Mz)求解六自由度刚体动力学方程计算得到内埋武器的姿态角(θ，ψ)和质心位移数据(xg,yg,zg)，如图6、图7所示。其中，图7中纵坐标displacement表示内埋武器的位移，横坐标表示时间，曲线x表示x向位移，曲线y表示y向位移，曲线z表示z向位移；图8中纵坐标angle表示内埋武器的姿态角，横坐标表示时间，曲线angle-x表示内埋武器绕局部坐标系x轴的变化角度，曲线angle-y表示绕局部坐标系y轴的变化角度，曲线angle-z表示绕局部坐标系z轴的变化角度。
步骤d：建立内埋武器局部坐标系，以内埋武器质心为坐标原点，坐标轴方向与全局坐标系一致，选取内埋武器几何表面10个特征点N(N＝1,2,3……10)，特征点分布如图6所示，特征点N在局部坐标系中的位移坐标(xN,b,yN,b,zN,b)(N＝1,2,3……10)，坐标值如表1；图6中1表示特征点1，2表示特征点2，3表示特征点3，4表示特征点4，5表示特征点5，6表示特征点6，7表示特征点7，8表示特征点8，9表示特征点9，10表示特征点10。
表1坐标值对应表
步骤e：构建特征矩阵M，基于特征矩阵计算各特征点N在投放过程中在全局坐标系中的坐标(xN、yN、zN)，计算公式为式(2)，各特征点位移变化曲线如图7所示。
其中：
步骤f：内埋弹舱为矩形舱，长L＝4.25m，宽W＝0.7m，深D＝0.6m，舱门打开时开度105°，根据内埋弹舱及舱门打开状态模型，提取边界数据，矩形弹舱沿着x轴方向的弹舱及舱门构成的限制边界截面形状相同，如图10所示；其中，图10中纵坐标Z表示全局坐标系中Z方向的坐标，横坐标Y表示全局坐标系中Y方向的坐标，曲线1表示特征点1的全局坐标变化曲线，曲线2表示特征点2的全局坐标变化曲线，曲线3表示特征点3的全局坐标变化曲线，曲线4表示特征点4的全局坐标变化曲线，曲线5表示特征点5的全局坐标变化曲线，曲线6表示特征点6的全局坐标变化曲线，曲线7表示特征点7的全局坐标变化曲线，曲线8表示特征点8的全局坐标变化曲线，曲线9表示特征点9的全局坐标变化曲线，曲线10表示特征点10的全局坐标变化曲线。
步骤g：根据内埋武器在弹舱中的安装位置和舱门打开状态位置，x向最小距离为0.99m，y向最小距离为0.146m，z向最小距离为0.1m，安全距离按最小间距10％，再考虑10％计算误差确定，确定的基准安全距离δx＝0.198m，δy＝0.029m，δz＝0.02m；
步骤h：投放安全限制边界下特征点位移轨迹曲线如，计算投放过程中内埋武器与限制边界最小距离dx＝0.97m，dy＝0.055m，dz＝0.1m，进行内埋武器投放安全性判定有dx＞δx，dy＞δy，dz＞δz，得出该实施例中内埋武器投放过程安全。
本实施例的其他部分与上述实施例1-实施例2任一项相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在上述实施例1-实施例3任一项的基础上，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；
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；
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，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；
所述特征单元，用于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；
所述约束单元，用于提取边界数据，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；
所述判断单元，用于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。
本实施例还提出一种电子设备，包括存储器和处理器；所述存储器上存储有计算机程序；当所述计算机程序在所述处理器上运行时，实现上述的内埋武器投放安全性判定方法。
本实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令；当所述计算机指令在上述的电子设备上执行时，实现上述的内埋武器投放安全性判定方法。
本实施例的其他部分与上述实施例1-实施例3任一项相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

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、初始投放条件。
5.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。
6.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。
7.一种内埋武器投放安全性判定系统，其特征在于，包括生成单元、计算单元、特征单元、约束单元、判断单元；
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；
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，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；
所述特征单元，用于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；
所述约束单元，用于提取边界数据，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；
所述判断单元，用于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。
8.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器；所述存储器上存储有计算机程序；当所述计算机程序在所述处理器上运行时，实现如权利要求1-6任一项所述的内埋武器投放安全性判定方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机指令；当所述计算机指令在如权利要求8所述的电子设备上执行时，实现如权利要求1-6任一项所述的内埋武器投放安全性判定方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118013893A (zh) * 2024-04-08 2024-05-10 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 用于变体飞行器的变体抛离安全分离条件判定方法及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140141019A (ko) * 2013-05-31 2014-12-10 한국항공우주산업 주식회사 항공기의 무장 안전 분리 확인 방법
CN204037911U (zh) * 2014-06-13 2014-12-24 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种变深度投放武器舱外形
RU2663764C1 (ru) * 2017-04-26 2018-08-09 Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Способ стрельбы управляемым снарядом и реализующая его система высокоточного оружия
CN111967136A (zh) * 2020-07-15 2020-11-20 中国航天空气动力技术研究院 内埋武器机弹分离相容性的工程评估方法
CN113919064A (zh) * 2021-09-29 2022-01-11 中国航天空气动力技术研究院 并联级间分离安全性判定方法、电子设备及介质
CN114486159A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 中国航天空气动力技术研究院 内埋武器机弹分离相容性前缘锯齿扰流板控制及验证方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140141019A (ko) * 2013-05-31 2014-12-10 한국항공우주산업 주식회사 항공기의 무장 안전 분리 확인 방법
CN204037911U (zh) * 2014-06-13 2014-12-24 陕西飞机工业（集团）有限公司 一种变深度投放武器舱外形
RU2663764C1 (ru) * 2017-04-26 2018-08-09 Акционерное общество "Российский институт радионавигации и времени" Способ стрельбы управляемым снарядом и реализующая его система высокоточного оружия
CN111967136A (zh) * 2020-07-15 2020-11-20 中国航天空气动力技术研究院 内埋武器机弹分离相容性的工程评估方法
CN113919064A (zh) * 2021-09-29 2022-01-11 中国航天空气动力技术研究院 并联级间分离安全性判定方法、电子设备及介质
CN114486159A (zh) * 2021-12-30 2022-05-13 中国航天空气动力技术研究院 内埋武器机弹分离相容性前缘锯齿扰流板控制及验证方法

Non-Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LIN YE; SONG BIFENG; HUANG LIKENG: "Seizure Reliability Analysis of the Interior Weapon Cabin\'s Door", 2011 THIRD INTERNATIONAL CONFERENCE ON MEASURING TECHNOLOGY AND MECHATRONICS AUTOMATION, 28 February 2011 (2011-02-28) *
周雪红;杜海文;陈中起;: "反辐射导弹武器发射区优化计算", 弹箭与制导学报, no. 06, 15 December 2009 (2009-12-15) *
宋威;鲁伟;蒋增辉;白鹏;: "内埋武器高速风洞弹射投放模型试验关键技术研究", 力学学报, no. 06, 18 November 2018 (2018-11-18) *
张保安;: "火箭助飞鱼雷基准弹道设计探讨", 鱼雷技术, no. 05, 15 October 2007 (2007-10-15) *
张培红;王明;邓有奇;陈喜兰;: "武器分离及舱门开启过程数值模拟研究", 空气动力学学报, no. 03, 15 June 2013 (2013-06-15) *
王慧哲;李响;王晓鹏;郭宇恒;: "机载导弹安全分离评估方法研究", 上海航天, no. 05, 25 October 2017 (2017-10-25) *
许晓平;周洲;范锐军;王军利;: "基于动态嵌套网格技术的机载武器投放研究", 兵工学报, no. 09, 15 September 2010 (2010-09-15) *
赵震炎, 马东立: "大气紊流对飞机投放外挂的影响", 航空学报, no. 03, 25 March 1991 (1991-03-25) *
郑书娥;廖志忠;: "空空导弹机弹分离安全性研究", 四川兵工学报, no. 05, 25 May 2015 (2015-05-25) *
郭少杰;王斌;周培培;时晓天;: "隐身无人机内埋武器分离安全性数值研究", 机械科学与技术, no. 1, 15 September 2017 (2017-09-15) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN118013893A (zh) * 2024-04-08 2024-05-10 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 用于变体飞行器的变体抛离安全分离条件判定方法及系统

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