可变后掠翼滑翔制导炸弹的方案弹道设计(3)
时间:2017-06-01 21:17 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
大展弦比弹翼张开机构运动分析的研究上，为了获得较高的升阻比，达到远距离滑翔飞行的目的，机载布撒器一般采用大展弦比弹翼、正常式气动布局。在挂飞状态这种弹翼折叠于布撤器背部。投放之后，弹翼自动张开、锁定，给布撤器提供升力。在总体设计中，为了确保弹翼同步张开、可靠工作，弹翼张开机构的设计、张开动力与参数的选择、张开过程的运动分析等显得尤为重要。通过对弹翼张开机构进行合理的设计，建立了弹翼张开机构的运动分析模型，并进行了各种方案的对比计算，得出若干带有规律性的结果： 1)由计算可知，增加弹簧力，可提高弹翼转动角速度，减小弹翼张开时间； 2)相对减小摇臂长度，会减小弹翼转动角速度，增加弹翼张开时间 其原因在于驱动力臂及力矩相对减小； 3) 增加推力的大小与提高弹簧系数的效果相同； 4) 存在空气阻力的情况下，弹翼转动角速度不再是单值上升；随着弹翼转动、空气阻力矩逐渐增大，与驱动力矩相互抵消，致使弹翼转速呈先升后降的规律。 这些得出的结果可以为机载布撤器弹翼张开机构提供设计依据，并为相应分析提供工程计算手段[8]。 同样，在小型折叠弹翼展开机构优化设计上以及展开过程的动力学仿真优化上，目前的文献很多是着重研究这一领域的。折叠翼能缩小导弹和发射装置的尺寸，节省储运空间，便于箱式贮装、运输和发射，增加车辆、舰艇或飞机的运载能力，提高战斗力，因而在国防上得到了广泛的应用。在折叠翼的设计过程中，不但要保证导弹能按要求打开，而且还对翼面展开到位的瞬时角速度、角加速度等有一定要求，以保证不因冲击过载太大而对导弹母体产生不利影响，因此对折叠翼展开过程进行动力学分析，确定机构展开到位，并且进一步对设计方案进行优化和改进，这对于武器型号的研制具有重要意义[10]。运用ADAMS软件建立折叠翼机构的展开动力学模型，分析折叠翼展开过程的动力学性能，探讨机构各参数对展开时间和冲击过载的影响。结构参数化后进行了设计研究，并以冲击过载最小为优化条件进行结构的优化设计。同时对折叠翼的二次减震进行了初步探讨。通过结构的分析建模进行动力学仿真分析从而得出总结出有用的结论。再在这些结论的基础上进行结构的优化设计，提升弹的性能。上面研究的结果对机构的设计和完善具有重要的指导意义，能够相对准确地预测展开机构动力学响应的趋势，为物理样机的制造奠定了基础，同时也为同类机构的设计提供了一种方便快捷的研究方法[9] 。此外，也可通过采用序列二次规划(SQP)方法来确定折叠弹翼机构的关键参数，如转动臂半径，转动臂初始位置角和系统的推力等，进而获得系统的动力学性能。由优化方法获得的系统参数，可以使系统的性能到达最优的结果，大大提高设计效率，方法对小型折叠弹翼的机构设计有一定的参考价值。 这种方法首先是进行折叠翼机构动力学分析，再建立起优化设计模型，即确定设计变量、目标函数和约束方程，从优化设计模型中得出优化设计结果。方法不再需要通过盲目的动力学仿真来确定折叠机构的设计参数，它大大提高了设计效率，并且能获得系统的最优性能，为小型折叠弹翼的机构设计与优化寻找到了一种更有效的新方法[11]。 针对多任务、可变翼导弹外形的优化设计需求，提出了一种两级优化方法来研究变形弹翼对导弹总质量和飞行性能的影响在给定的任务和基准方案下，采用遗传算法和模式搜索法混合优化策略从而完成弹翼的优化，结果显示导弹的发射质量和耗油量均有大幅度的减小，同时也能够使弹体更好的适应不同任务阶段的气动性能要求[12]。 (责任编辑：qin) |