1.一種導彈分布機載載荷確定方法,其特征在于,該方法包括以下步驟:
(1)建立所需坐標系:
建立機身坐標系:按照飛機研制單位的定義執(zhí)行,坐標原點位于飛機尖點,x軸沿機身軸線,向后為正;y軸在飛機對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則;
建立全機坐標系:原點位于飛機重心,x軸沿機身軸線,向前為正;y軸在飛機對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則,飛機的過載系數(shù)與坐標軸正向一致,飛機的角速度和角加速度符合右手法則;
建立導彈坐標系:原點位于導彈尖點,x軸沿彈身軸線,向后為正;y軸在導彈對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則;
(2)建立導彈分布載荷計算模型:
將導彈整個結構沿x軸方向分成s個計算截面,包括各對接面、主要受力面,分布到各截面的質量分別記為mi,i=1,2,3,...,s,對應的軸向坐標為xi,i=1,2,3,...,s;
(3)確定計算原始參數(shù)數(shù)值:
相對機身坐標系,全機重心位置為x0,y0,z0;相對機身坐標系,彈頭定位尺寸為xi0,yi0,zi0;相對全機坐標系,全機飛行過載為nx,ny,nz;相對全機坐標系,繞全機的角速度為wx,wy,wz;相對全機坐標系,繞全機的角加速度為wxd,wyd,wzd;導彈安裝角度θ;
(4)確定導彈各截面位置:
在機身坐標系內,導彈第i截面位置為
xii=xi0+xi*cos(-θ),
yii=y(tǒng)i0+xi*sin(-θ),
zii=zi0;
(5)確定導彈各截面附加過載:
相對全機坐標系,導彈第i截面在全機坐標系下附加過載為
Δnxi=(-(yii-y0)*wzd+(xii-x0)*wz2-(zii-z0)*wyd+(xii-x0)*wy2)/g0,
Δnyi=(-(xii-x0)*wzd-(yii-y0)*wz2+(zii-z0)*wxd-(yii-y0)*wx2)/g0,
Δnzi=((xii-x0)*wyd+(zii-z0)*wy2+(yii-y0)*wx2+(zii-z0)*wx2)/g0,
其中,g0為重力加速度;
(6)確定導彈各截面在全機坐標系下的過載:
相對全機坐標系,導彈上第i截面過載值(nxi',nyi',nzi')為:
nxi'=nx+Δnxi,
nyi'=ny+Δnyi,
nzi'=nz+Δnzi;
(7)確定導彈各截面在導彈坐標系下的過載:
相對導彈坐標系,導彈第i截面的過載為
nxi=-(nxi'×cos(-θ)-nyi'×sin(-θ)),
nyi=nxi'×sin(-θ)+nyi'×cos(-θ),
nzi=-nzi';
(8)確定導彈與懸掛裝置間支反力的作用位置:
xx為在導彈坐標系下導彈x向支反力點的坐標,xyj,xzj為在導彈坐標系下導彈y向和z向第j個承受支反力點的坐標;
(9)確定導彈各截面載荷:
首先由靜力平衡原理求出導彈與懸掛裝置間的作用力Ry1,Ry2,Rz1,Rz2,Rx,再由導彈內力確定方法確定導彈XY平面內剪力為
n=1,2,3,...,s,
導彈XZ平面內剪力為
n=1,2,3,...,s,
導彈軸力為
n=1,2,3,...,s,
導彈XY平面內彎矩為
n=2,3,...,s,
導彈XZ平面內彎矩為
n=2,3,...,s,
其中,My1=Mz1=0,Xi,Yi,Zi為在導彈坐標系下導彈第i截面x向、y向和z向氣動力,Rx為在導彈坐標系下導彈x向支反力,Ryj,Rzj為在導彈坐標系下導彈y向和z向第j個支反力,Δ(xn-xx),Δ(xn-xyj),Δ(xn-xzj)為單位階躍函數(shù),當xn≥xyj時,Δ(xn-xyj)=1,當xn≥xzj時,Δ(xn-xzj)=1,當xn≥xx時,Δ(xn-xx)=1,當xn<xyj時,Δ(xn-xyj)=0,當xn<xzj時,Δ(xn-xzj)=0,當xn<xx時,Δ(xn-xx)=0。
2.一種導彈分布機載載荷確定系統(tǒng),其特征在于,該方法包括以下模塊:
所需坐標系建立模塊,用于建立機身坐標系:按照飛機研制單位的定義執(zhí)行,坐標原點位于飛機尖點,x軸沿機身軸線,向后為正;y軸在飛機對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則;
用于建立全機坐標系:原點位于飛機重心,x軸沿機身軸線,向前為正;y軸在飛機對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則,飛機的過載系數(shù)與坐標軸正向一致,飛機的角速度和角加速度符合右手法則;
用于建立導彈坐標系:原點位于導彈尖點,x軸沿彈身軸線,向后為正;y軸在導彈對稱面內,向上為正;z軸與x、y軸遵守右手定則;
導彈分布載荷計算模型建立模塊,用于將導彈整個結構沿x軸方向分成s個計算截面,包括各對接面、主要受力面,分布到各截面的質量分別記為mi,i=1,2,3,...,s,對應的軸向坐標為xi,i=1,2,3,...,s;
原始參數(shù)數(shù)值計算模塊,用于計算得到,相對機身坐標系,全機重心位置為x0,y0,z0;相對機身坐標系,彈頭定位尺寸為xi0,yi0,zi0;相對全機坐標系,全機飛行過載為nx,ny,nz;相對全機坐標系,繞全機的角速度為wx,wy,wz;相對全機坐標系,繞全機的角加速度為wxd,wyd,wzd;導彈安裝角度θ;
導彈各截面位置確定模塊,用于確定在機身坐標系內,導彈第i截面位置為
xii=xi0+xi*cos(-θ),
yii=y(tǒng)i0+xi*sin(-θ),
zii=zi0;
導彈各截面附加過載確定模塊,用于確定相對全機坐標系,導彈第i截面在全機坐標系下附加過載為
Δnxi=(-(yii-y0)*wzd+(xii-x0)*wz2-(zii-z0)*wyd+(xii-x0)*wy2)/g0,
Δnyi=(-(xii-x0)*wzd-(yii-y0)*wz2+(zii-z0)*wxd-(yii-y0)*wx2)/g0,
Δnzi=((xii-x0)*wyd+(zii-z0)*wy2+(yii-y0)*wx2+(zii-z0)*wx2)/g0,
其中,g0為重力加速度;
導彈各截面在全機坐標系下的過載確定模塊,用于確定相對全機坐標系,導彈上第i截面過載值(nxi',nyi',nzi')為:
nxi'=nx+Δnxi,
nyi'=ny+Δnyi,
nzi'=nz+Δnzi;
導彈各截面在導彈坐標系下的過載確定模塊,用于確定相對導彈坐標系,導彈第i截面的過載為
nxi=-(nxi'×cos(-θ)-nyi'×sin(-θ)),
nyi=nxi'×sin(-θ)+nyi'×cos(-θ),
nzi=-nzi';
導彈與懸掛裝置間支反力的作用位置確定模塊,用于確定xx為在導彈坐標系下導彈x向支反力點的坐標,xyj,xzj為在導彈坐標系下導彈y向和z向第j個承受支反力點的坐標;
導彈各截面載荷確定模塊,用于確定由靜力平衡原理求出導彈與懸掛裝置間的作用力Ry1,Ry2,Rz1,Rz2,Rx,再由導彈內力確定方法確定導彈XY平面內剪力為
n=1,2,3,...,s,
導彈XZ平面內剪力為
n=1,2,3,...,s,
導彈軸力為
n=1,2,3,...,s,
導彈XY平面內彎矩為
n=2,3,...,s,
導彈XZ平面內彎矩為
n=2,3,...,s,
其中,My1=Mz1=0,Xi,Yi,Zi為在導彈坐標系下導彈第i截面x向、y向和z向氣動力,Rx為在導彈坐標系下導彈x向支反力,Ryj,Rzj為在導彈坐標系下導彈y向和z向第j個支反力,Δ(xn-xx),Δ(xn-xyj),Δ(xn-xzj)為單位階躍函數(shù),當xn≥xyj時,Δ(xn-xyj)=1,當xn≥xzj時,Δ(xn-xzj)=1,當xn≥xx時,Δ(xn-xx)=1,當xn<xyj時,Δ(xn-xyj)=0,當xn<xzj時,Δ(xn-xzj)=0,當xn<xx時,Δ(xn-xx)=0。