兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (6): 1866-1876.doi: 10.12382/bgxb.2023.0057
收稿日期:
2023-02-06
上线日期:
2023-04-09
通讯作者:
基金资助:
LI Hongyun1, SHEN Qiang1,2,*(), DENG Zilong1
Received:
2023-02-06
Online:
2023-04-09
摘要:
为研究鸭式布局双旋弹受控状态下的动态响应规律,对弹丸角运动特性及转向响应特性进行理论分析。基于7自由度刚体弹道模型,求解弹丸受控状态下的攻角瞬态及稳态解析解,并推导弹丸瞬态及稳态转向响应解析表达式。研究控制指令更新周期、射角、转速及初速对转向响应特性的影响。研究结果表明:输入控制力方向对转向响应相移角影响较小;控制指令更新周期较短时,在弹道顶点相移角瞬态解与稳态解相差较大,采用瞬态解修正后弹丸横纵向耦合程度较低,随着指令更新周期的增大,转向响应相移角瞬态解逐渐趋于稳态解;相移角稳态解随转速增加而减小,随初速增加而增加。通过实验数据验证了理论的正确性。研究结果可为鸭式布局双旋弹二维修正控制系统分析设计提供理论依据。
中图分类号:
李红云, 申强, 邓子龙. 鸭式布局二维修正双旋弹角运动及转向响应特性分析[J]. 兵工学报, 2024, 45(6): 1866-1876.
LI Hongyun, SHEN Qiang, DENG Zilong. Analysis of Angular Motion and Swerving Response Characteristics of Dual-spinning Two-dimensional Correction Projectile with Canard Layout[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(6): 1866-1876.
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
m/kg | 45.50 | d/m | 0.155 |
l/m | 0.952 | lf/m | 0.560 |
/(kg·m2) | 0.163 | /(kg·m2) | 1.814 |
表1 弹丸主要参数
Table 1 Main parameters of projectile
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
m/kg | 45.50 | d/m | 0.155 |
l/m | 0.952 | lf/m | 0.560 |
/(kg·m2) | 0.163 | /(kg·m2) | 1.814 |
θ0/(°) | tc/s | v/(m·s-1) | /(r·s-1) | γc/(°) |
---|---|---|---|---|
29 | 10 | 588.3 | 255.7 | 0,90 |
29 | 340.1 | 214.1 | 0,90 | |
51 | 10 | 590.2 | 260.3 | 0,90 |
45 | 274.5 | 221.4 | 0,90 |
表2 弹丸起控点的主要弹道参数
Table 2 Main ballistic parameters of projectile starting control point
θ0/(°) | tc/s | v/(m·s-1) | /(r·s-1) | γc/(°) |
---|---|---|---|---|
29 | 10 | 588.3 | 255.7 | 0,90 |
29 | 340.1 | 214.1 | 0,90 | |
51 | 10 | 590.2 | 260.3 | 0,90 |
45 | 274.5 | 221.4 | 0,90 |
射角/(°) | 周期/s | /% | /% |
---|---|---|---|
5 | 26.1 | 4.6 | |
29 | 10 | 11.5 | 1.3 |
15 | 6.6 | 0.4 | |
12 | 33.0 | 1.4 | |
51 | 18 | 17.1 | 3.4 |
25 | 7.4 | 5.3 |
表3 不同控制周期下的弹丸耦合比
Table 3 Projectile coupling ratio at different control cycles
射角/(°) | 周期/s | /% | /% |
---|---|---|---|
5 | 26.1 | 4.6 | |
29 | 10 | 11.5 | 1.3 |
15 | 6.6 | 0.4 | |
12 | 33.0 | 1.4 | |
51 | 18 | 17.1 | 3.4 |
25 | 7.4 | 5.3 |
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
初速/(m·s-1) | 917 | 实际起控时间/s | 29 |
射角/(°) | 29 | 落点射程/m | 24620 |
滚转角/(°) | 270 | 落点横偏/m | 912 |
表4 实验初始条件
Table 4 Experimental initial conditions
参数 | 数值 | 参数 | 数值 |
---|---|---|---|
初速/(m·s-1) | 917 | 实际起控时间/s | 29 |
射角/(°) | 29 | 落点射程/m | 24620 |
滚转角/(°) | 270 | 落点横偏/m | 912 |
时间间隔/s | 相移角/(°) | 相对误差/% | |
---|---|---|---|
实验值 | 理论值 | ||
5 | 123.3 | 131.2 | 6.4 |
10 | 134.7 | 140.4 | 4.2 |
15 | 136.9 | 141.7 | 3.5 |
20 | 132.3 | 142.9 | 8.0 |
表5 理论与实验结果对比
Table 5 Comparison of theoretical and experimental results
时间间隔/s | 相移角/(°) | 相对误差/% | |
---|---|---|---|
实验值 | 理论值 | ||
5 | 123.3 | 131.2 | 6.4 |
10 | 134.7 | 140.4 | 4.2 |
15 | 136.9 | 141.7 | 3.5 |
20 | 132.3 | 142.9 | 8.0 |
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