基于偏差模型的導彈發(fā)射動力學仿真

康 甜 賀衛(wèi)亮

(北京航空航天大學 宇航學院，北京 100191)

導彈發(fā)射動力學研究的重點是分析各種干擾因素對初始擾動的影響.初始擾動是由發(fā)射裝置和導彈的剛度、發(fā)動機推力偏心、結構安裝誤差、導軌長度、導軌導向面的平直度、定向器的結構型式、發(fā)射間隔次序、燃氣流沖擊和載體運動等因素共同決定的.

以往文獻關于發(fā)射動力學初始擾動的分析，通常是直接建立含干擾影響的實際彈道的動力學和運動學方程［1－5］，在進行不同對象、同類問題的分析計算時需要重新推導相應的方程.

本文提出一種建立導彈發(fā)射動力學仿真系統(tǒng)的新思路，將導彈相對于標準受力狀態(tài)的力和力矩偏差從動力學方程中分離出來，根據偏差的來源分別建立相應的偏差模型.各項偏差力和標準力疊加即為導彈實際受力，然后將合力、合力矩直接應用于六自由度運動方程，求解導彈的運動狀態(tài).針對某艦載傾斜發(fā)射導彈，仿真分析了推力偏心、導軌不平度、船速和船體縱搖等干擾因素對初始擾動的影響.并通過統(tǒng)計方法，進行了5 000次數值打靶模擬分析.

1 動力學模型

導彈的運動狀態(tài)是由導彈所受外力決定的.干擾因素的存在會直接影響導彈受力，引起力和力矩的偏差，進而導致運動狀態(tài)的改變.傳統(tǒng)的發(fā)射動力學仿真是直接將干擾項代入運動學或動力學方程中來建立數學模型的.仿真對象改變，就需要重新建立相應的動力學和運動學方程……