波浪扰动下的小型射导弹出水动力学建模与仿真

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1、波浪扰动下的小型潜射导弹出水动力学建模与仿真收稿日期：作者简介：张重先（1988-），男，辽宁锦州人，博士研究生，E-mail：dukebeb@163.com；张重先1（1.中国航天科工二院北京142信箱30分箱100039）摘要：出水过程是潜射导弹的特有运动过程，在此期间，导弹将受到波浪的扰动，致使导弹出水姿态及弹道发生改变。基于Morison公式，提出了一种波浪扰动作用下，考虑弹体运动与波浪耦合的导弹出水过程动力学模型，并对小型潜射导弹的出水过程进行了仿真和分析。以弹体姿态变化为例，研究了弹体运动与波浪间的耦合关系对波浪扰动作用的影响，分析了海情等级、波浪相位、出水速度、出

2、水姿态角等因素对导弹出水过程的影响。结果表明，潜射导弹的小型性和快速出水特性有利于降低波浪对导弹出水姿态的影响，对快速出水的潜射导弹，波浪扰动分析时需考虑海情等级、出水时间和波浪相位的影响，考虑弹体运动与波浪间耦合关系的出水动力学模型更加准确。关键词：潜射导弹，波浪扰动，Morison公式，动力学建模中图分类号：TJ762.4文献标志码：A文章编号：Dynamicsmodelingandsimulationofwater-exitcourseofsmallsubmarine-launchedmissileunderwavedisturbanceZHANGChongxian1(1

3、.TheSecondAcademyofCASIC,Beijing100039,China)Abstract:Water-exitcourseisuniquetosubmarine-launchedmissile.Theattitudeandtrajectoryofmissileischangedbywavedisturbanceduringthecourse.BasedonMorisonequation,dynamicsandkineticmodelofwater-exitmissileunderwavedisturbanceisbuilt,whichtakesthecoupl

4、ingbetweenwaveandmotionofmissileintoaccount..Thewater-exitmotionofsmallsubmarine-launchedmissileissimulatedandanalyzed.Furthermore,theeffectsofcouplingbetweenwaveandmotionofmissilebodytowavedisturbance,illustratedbychangeprocessofattitudeofmissile,arestudied.Theinfluencesofseacondition,wavep

5、hase,velocityandattitudeofmissiletothemotionofwater-exitcourseareanalyzed.Theresultindicatesthatthecharacteristicsofsubmarine-launched,whicharesmallsizeandfastwater-exit,reducetheimpactofwavetoattitudeofmissile.Inaddition,thewavedisturbancetohigh-speedwater-exitmissileissignificantlyaffected

6、byseacondition,durationofwater-exitcourseandwavephase.Thedynamicmodelwhichtakesthecouplingbetweenwaveandmotionofmissileintoaccountismoreaccurate.Keywords:submarine-launchedmissile;wavedisturbance;Morisonequation;dynamicsmodeling7出水阶段是潜射导弹特有的飞行阶段，是导弹依靠惯性或利用水下发动机的推力上升，直至弹身完全出水的过程。在这一阶段，导弹的姿态和弹

7、道将受到波浪的影响，从而偏离设计状态，甚至导致导弹飞行不稳定或倾覆。分析波浪对潜射导弹的出水过程的影响是潜射导弹能否成功发射的关键。目前，波浪对航行体扰动的研究主要针对舰船补给、海上吊装及海洋平台定位等方面[1]-[2]，对导弹出水的波浪扰动方面研究尚处于起步阶段。权晓波、李平金等对波浪引起的导弹横移进行了研究[3]-[4]。田兵、崔奇伟等对波浪引起的导弹出水姿态偏差进行了计算[5]-[6]。刘曜对航行体出水弹道参数进行预报[7]。目前国内外的研究主要通过CFD计算获得导弹出水过程的压力场分