空天飞行器空中发射投放分离特性研究

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1、分类号密级注1UDC学位论文空天飞行器空中发射投放分离特性研究（题名和副题名）丁学良（作者姓名）指导教师姓名马旭飚研究员电子科技大学成都魏立新高工成都飞机设计研究所成都（职务、职称、学位、单位名称及地址）申请专业学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称软件工程提交论文日期2011.9.1论文答辩日期2011.11.23学位授予单位和日期电子科技大学答辩委员会主席评阅人2011年11月23日注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除

2、了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密

3、的学位论文在解密后应遵守此规定）签名：导师签名：日期：年月日万方数据摘要摘要随着科学技术的发展，进入空间和探索空间的需求也变得越来越强烈。空中发射可以有效地降低航天运输费用，同时具有较高的自主性和机动性。空中发射投放分离过程其本质是一个复杂的非定常多体分离过程。本文的目的就是要建立一套高效实用的外挂物飞行器在载机干扰流场下的气动力工程建模方法，并通过六自由度飞行仿真来分析投放分离特性，同时，采用数值模拟的方法对投放分离特性进行佐证，最终确定投放分离的安全边界，降低投放分离飞行试验风险。主要内容包含如下几个方面：（1）创新性的提出了一套

4、高效实用的外挂物飞行器在载机干扰流场下的气动力工程建模方法。本文根据风洞试验结果，采用增量法分离出外挂物飞行器在载机干扰流场下所受的气动干扰量数据，然后将其与无干扰下的大模型自由流数据叠加，最终得到外挂物飞行器在载机干扰流场下所受气动力合力，巧妙的避免了目前风洞试验无法模拟两个流场及外挂物飞行器试验模型尺度较小的缺陷，建立起外挂物飞行器在载机干扰流场下更为准确的气动力模型。（2）建立了基于MATLAB/Simulink平台的投放分离六自由度飞行仿真系统，对外挂物飞行器在载机干扰流场下的分离特性进行了分析。给定分离时的初始状态，采用增量

5、叠加法获得该状态下的气动力参数，根据气动力参数进行六自由度飞行仿真，给出外挂物飞行器的质心轨迹和姿态，然后估算下一个分离状态的位置，再在新的位置上重新获取气动力参数进行仿真计算，如此循环给出外挂物飞行器的分离过程轨迹。（3）针对某型外挂物飞行器进行了投放分离的数值模拟研究。采用非结构重叠网格，Euler方程准定常的方法开展了某型外挂物飞行器非定常气动力数值模拟。（4）飞行仿真结果、数值模拟结果与飞行试验结果进行了比较。结果表明两种方法得到的投放分离特性较好的贴合了飞行试验数据，验证了干扰流场下的气动力工程建模方法与飞行仿真和数值模拟结

6、果的准确性。关键词：空中发射，投放分离，气动力工程建模，飞行仿真，数值模拟I万方数据ABSTRACTABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,intospaceandexplorespacerequirementisbecomingmoreandmorestrong.Air-launchcaneffectivelyreducethespacetransportationcost,asthesametime,ithashighautonomyandmobility.Onthesep

7、arationprocessofair-launchitsessenceisacomplexunsteadymulti-bodiesseparationprocess.Thepurposeofthispaperistoestablishasetofeffectiveandpracticalaerodynamicengineeringmodelingmethodofstoreseparationinthecarrieraircraftinterferenceflow,andthroughthe6DOFflightsimulationto

8、analyzeseparationcharacteristics.Asthesametime,thenumericalsimulationresultontheseparationcharacteristicswaspr