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《大型弹箭及航天器转动惯量测量方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、2008年第29卷第6期中北大学学报(自然科学版)Vol.29No.62008(总第122期)JOURNALOFNORTHUNIVERSITYOFCHINA(NATURALSCIENCEEDITION)(SumNo.122)文章编号:1673-3193(2008)06-0505-05大型弹箭及航天器转动惯量测量方法研究侯文(中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室,山西太原030051)摘要:为了探索提高大型弹箭及航天器转动惯量测量精度的途径,对当前国内外所采用的扭摆法、复摆法和三线摆法等惯量测量原理及它们的测量精度和误差来
2、源进行了总结、对比和分析.研究表明:由于被测体质量较大且往往具有翼或舵等结构,因此其转动惯量测量误差主要来源于摩擦阻力和空气阻力,改进测量电路及传感器无法减小这两种阻力对测量的影响;二阶线性系统形式的扭摆动力学模型无法涵盖各种阻力对于测量的影响;采用真空舱和空气轴承可以减小空气阻力和摩擦阻力,但技术难度和测量成本较高.关键词:转动惯量;测量;误差;阻力中图分类号:O313.3文献标识码:AResearchonMeasurementMethodforMomentofInertiaofLarge-ScaleProjectilesan
3、dSpacecraftsHOUWen(KeyLabofInstrumentationScienceandDynamicMeasurement,NorthUniversityofChina,MinistryofEducation,Taiyuan030051,China)Abstract:Toinvestigatetheapproachtoenhancingthemeasurementprecisionofmomentofinertiaoflarge-scaleprojectilesandspacecrafts,threemeasu
4、rementmethodspresentlyusedhomeandabroad,torsionpendulummethod,compoundpendulummethod,andthree-stringpendulummethod,werereviewed.Theprecisionsanderrorresourcesofthemethodsweresummarizedandcompared.Resultsshowthatthefrictionresistanceandair-dragarethemajorerrorresource
5、sforwingsandruddersstructureandlargemassoftestedobject.Thereislittlecontributiontoreducetheerrorsfromfrictionresistanceandair-dragbyimprovingthesensorsandelectroniccircuits.Thefrictionresistanceandair-dragcannotbeadequatelyrepresentedbydescribingthetorsionpendulumasa
6、two-orderlinearsystem.Withtheexpensivecostandcomplicatedtechnology,thevacuumcabinandgasbearingareonlyeffectivewaystoreducetheerrorscausedbythefrictionresistanceandair-drag.Keywords:momentofinertia;measurement;error;resistance转动惯量是研究和控制飞行体轨道及姿态所需的重要物理量,是各类弹丸、火箭弹、导弹、核弹
7、头、鱼雷等武器,中远程导弹、运载火箭、卫星、载人飞船等航天器及搭载设备所需的测量项目.其测量技术主要涉及兵器和航天部门,在航空、船舶和核工业等方面也有应用,是一项具有基础性、共性的技术.被测物体质量越大,其转动惯量测量精度往往越低,所以大型弹箭及航天器转动惯量的测量成为转动惯量测量领域的技术难点.分析和研究当前大型弹箭及航天器转动惯量测量的方法与技术对于提高我国在本领域的技收稿日期:2008-02-17基金项目:国家自然科学基金资助项目(50875248)作者简介:侯文(1967-),男,副教授.主要从事计量测试技术及仪器研究
8、.506中北大学学报(自然科学版)2008年第6期术水平,对于提高武器系统可靠性及精确打击能力,航天器发射、运行及成功返回有着现实的意义.1转动惯量测量方法比较对于大型弹箭及航天器而言,转动惯量测量通常采用扭摆法、复摆法和三线摆法等方法.3种方法的原理分别如图1
