一种飞行器投放分离气动力辨识修正方法

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1、航空学报Dec．252016V01．37No．S1$24．$31ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaISSN1000．6893CN11-1929／V=====================================；========一http：#hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．on一种飞行器投放分离气动力辨识修正方法曾晓彬*，彭钧，乐川成都飞机设计研究所，成都610091摘要：空中投放发射的大翼面飞行器的分离轨迹与姿态受载机干

2、扰流场影响更加明显，对分离时干扰气动数据库的准确性提出了更高要求。针对投放分离干扰气动力特点，提出了一种简化的差量气动力模型，并给出了一套飞行数据处理与参数预估计的方法。分离段飞行数据的辨识结果与六自由度飞行动力学仿真结果说明了提出的差量气动模型与相关数据处理方法的有效性。用辨识结果对气动数据库进行修正提高了数据库的准确度，可提高分离安全飞行仿真分析的精度。关键词：投放分离；气动力模型；试飞数据处理；气动力辨识；气动数据库修正中图分类号：V211．4文献标识码：A文章编号：1000—6893(2

3、016)S1一$24-08飞机在投放副油箱、炸弹等外挂物时，这些投放物在离开飞机的初期，处于飞机的干扰流场之中，它们的运动轨迹与姿态对保证飞机安全十分重要[1]。对于飞机投放炸弹等常规外挂物，分离时只需确保飞机安全即可，而对于空中投放发射的飞行器与载机的分离，既要确保载机安全，又要保证飞行器安全可控。尤其对于外挂飞行器翼面大、质量轻等情形，分离运动轨迹与姿态变化受载机干扰流场影响更加明显，对飞行安全与飞行任务成败影响更大。这就对飞行器分离的干扰气动力数据准确性提出了更高的要求。风洞试验是飞行器研

4、制中气动数据的最主要来源，但受条件的限制风洞试验不能完全满足所有相似性要求，支架干扰、洞壁干扰、支架振动等不可避免，无法完全模拟真实飞行状态[2]。在飞行试验获得真实飞行数据后，利用系统辨识理论和技术，对飞行试验测量数据进行气动参数辨识是气动研究的另一个重要手段，在国内外都受到了广泛的重视。辨识得到的是飞行器在真实飞行过程中的气动参数，对于检验地面试验及理论计算结果，为飞行器控制系统提供准确的气动数学模型，分析飞行器气动特性和飞行品质，具有重要的意义‘3’4]。与常规风洞试验相比，投放分离气动试

5、验需要考虑模型之间的分离间距，模型尺度更小，多个模型的支架、洞壁干扰更复杂，试验误差更大。因此对投放分离段飞行数据进行气动力辨识并对气动数据库进行修正可提高数据库准确度，从而提高分离轨迹的预测精度，对分离安全分析具有重要意义。蔡金狮和汪清对飞行器气动力参数辨识的基本原理与方法做了详细的介绍[4]。崔平远等用极大似然法研究了闭环飞行状态下进行参数辨识所存在的问题，分析了传感器的非线性因素对气动参数辨识的影响[5]。和争春和何开锋提出了采用辨识技术得到反作用控制系统(RCS)控制力矩的收稿日期：20

6、16—06—16；退修日期：2016—07—17；录用日期：2016—08—02；网络出版时间：2016—08—0808：41网络出版地址：WWW．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20160808．0841．004．html*通讯作者．Tel．：028—66339279E-mail：zengxiaobin040520@qq．corn皲用格武I曾晓{够，彭钧．乐埘．一种飞行器投放分离气动力辨识修正方法￡J．．航空学报．2016，37(SI)：S24·$31．ZENGX

7、B·PENGJ，YUEC．AnaerodynamicidentificationandcorrectionmethodforvehicleinreleaseseparationEJ]．ActaAeronauticaetAstro-nauticaSinica，2016，37(SI)：S24-S37．竺堕堂：竺!二翌!堡堡墨苎坌塑皇兰垄竺堡丝兰童童竺===============================================================；======——————

8、————————————————————一一思路‘6

9、。王海涛等针对大型降落伞气动力参数辨识的特点提出了利用遗传算法和少量观测信息对降落伞全张满后运动形式稳定时气动参数进行辨识的方法建立了相关模型[7]。本文主要分析了飞行器投放分离干扰气动力及干扰气动力数据库建模的特点，提出了一种差量气动力模型，对飞行数据进行必要的预处理与预估计，将气动力参数的辨识转化为参数优化问题，对投放分离段飞行数据进行了辨识，并对辨识结果进行了分析。1投放分离干扰气动力在载机干扰下，飞行器所受的总气动力与飞行马赫数、姿态