捕获轨迹法在××无人机投放试验中的应用

介绍一种投放外挂物脱离母机状态的风洞测力试验和飞行轨迹分析融于一体的“捕获轨迹”方法。该方法能较精确地获得外挂物在复杂干扰流场中所受的空气动力和力矩，实时地提供离机后的轨迹和姿态，预测了无人机和母机之间飞行是否相容的问题。全尺寸的飞机投放试验表明，“捕获轨迹”技术是一种精确预测外挂物分离特性的方法，解决了大展弦比无人机安全离机的关键问题。     

捕获轨迹试验的数据三维实时图形显示技术

应用微软的DirectX8．1图形接口，编制了具备多种显示方式的捕获轨迹试验（CTS）的投放物轨迹及姿态的三维实时图形显示模块。将该模块嵌入CTS数据处理程序中，可在实验过程中实时地以任意视角观察投放物相对母机的位置及姿态，并可在实验结束后逐点重现投放过程或演示投放动画。本技术的应用，增强了试验人员分析和掌握试验进程的能力，有助于提高试验效率。     

捕获轨迹系统并联机构地面标定方法

捕获轨迹系统（CTS）是一种先进的预测外挂物投放轨迹的试验系统，普遍采用六自由度（6-DoF）串联机构作为其运动机构，串联机构因惯性力大和关节累积误差大使其定位精准度不足。相比串联机构，并联机构具有惯性力小和关节误差不累积等优点。采用6-PTRT并联机构作为CTS试验系统的六自由度运动机构，在空间受限的风洞环境中对CTS并联机构进行地面标定：提出动平台位姿的测量和计算方法，建立包含直线驱动平台安装夹角修正的标定模型，并基于非线性最小二乘法辨识结构参数。辨识后CTS并联机构的位移定位准度优于0.1 mm，姿态定位准度优于0.05°，最后以CTS并联机构和常规攻角机构进行8#标模的对比风洞试验。风洞试验结果表明，CTS并联机构的风载定位准度满足测力试验精准度要求。     

大气紊流对飞机投放外挂的影响

 本文建立了在大气紊流作用下飞机或外挂的运动方程,阐述了考虑母机流场气动干扰时外挂所受的气动力和力矩的计算方法,提出了外挂投放后计算相对母机的运动轨迹和判断安全性的方法,最后以某歼击机投放机身下空副油箱为例,检验了在大气紊流场中投放该外挂的安全性。     

飞机外挂物投放安全性的参数影响分析

研究了飞机在不同飞行高度、速度和姿态下,不同外挂物质量对投放安全性的影响。采用CFD方法计算外挂物所受气动力,通过六自由度刚体动力学方程计算外挂物的投放轨迹和姿态变化。准定常方法在计算外挂物下落轨迹的每个步长内,认为外挂物和载机都处在定常流场中,载机在投放过程中保持原有运动状态。通过算例给出了典型外挂物在不同速度、高度、姿态下投放的运动轨迹,分析了对安全投放有重要影响的因素,提出了减少外挂物投放风险的建议。     

基于Tcl/tk语言的外挂投放并行数值模拟流程集成方案

用Tcl/Tk脚本语言将非结构网格自动生成,欧拉方程并行求解和六自由度运动方程求解等环节集成为一个完整的外挂投放模拟系统,并针对AEDC弹翼分离算例,模拟并预测了外挂投放的流场和导弹投放后的弹道轨迹。数值试验结果证明了此集成方案的可行性。     

基于双闭环速度控制的捕获轨迹系统

中国现有高速风洞捕获轨迹（CTS）试验采用闭环形式的位置控制方式,外挂物模型处于间歇式运动模式,导致试验效率较低和可能出现“假碰撞”。鉴于此,提出了一种双闭环速度控制策略,通过建立外挂物模型的气动力/力矩误差控制环,动态产生最优速度变换尺度,在试验过程中始终以外挂物模型运动速度为控制目标,实现了CTS试验速度控制方式。地面仿真和风洞试验结果表明：双闭环速度控制策略原理正确,获得的轨迹与位置控制方式具有较好的一致性,而且克服了可能出现的“假碰撞”现象,试验时间缩短一半,数据重复性好,获得的轨迹数据信息大幅增加。证明该双闭环速度控制策略具有广阔的应用前景。     

载机投放外挂物低速风洞模拟技术

本文介绍在低速风洞中进行载机投放外挂风洞试验模拟原理,模型设计,试验方法和结果处理,并讨论载机行飞高度,飞行速度和飞行姿态角诸参数对外挂物安全投放及其下落轨迹的影响。     

用单台摄影机测试外挂物投放

本文叙述了用单台摄影机解决计算外挂物投放运动中的分析问题，虽然这项技术是为飞行试验中发射／投放飞机外挂物而开发的，但也能用于需要分析六个自由度运动的任何领域。最近新改进的软件，首次用于一系列的飞行试验和风洞试验，大大缩短了分析时间，有效地提高了数据质量。文中介绍了使用单台摄影机进行解析测量的方法，该法用于Ｆ／Ａ－１８和Ｔ－４５飞机投放试验的测量结果，一种有效而简便的胶卷数据平滑程序，当前要做的工作     

飞机外挂物投放风洞与飞行相关性研究思路探讨

从飞机外挂物投放风洞试验现状出发,综合分析动力相似法、捕获轨迹法和网格法3种方法的不同特点及其影响真实模拟的因素,探讨飞机外挂物投放与飞行相关性修正体系研究思路,为飞机外挂物投放设计研究提供参考。     

外挂物投放技术的数值模拟

应用Icemcfd和Cart3d软件对飞机投放外挂物的流场进行了数值模拟：对欧拉方程用有限体积法进行离散，运用自动及人工干预网格细化、多重网格技术的加速收敛、自动位置和网格更新的六自由度投掷分析，得到外挂物的分离轨迹。计算结果与AEDC的试验结果作对比，两者吻合较好。     

1.2米高速风洞外挂物可控轨迹系统中的测,控,处系统

气动中心１．２米高速风洞外挂物可控轨迹系统中测，控，处系统是一个由电子计算机闭环控制以获得外挂物由其母机上分离的轨迹的大系统，已多次成功有竽测定外挂物分离轨迹的试验，表明其操作方便，控制灵活和可靠，精度高，抗干扰能力强，适用于进行各种外挂物的可控轨迹试验。     

人员离机轨迹数值模拟及快速预测研究

离机轨迹研究在分析外挂物分离、导弹投放以及人员空中脱离过程等方面有着重要的参考意义。运用动态嵌套网格技术,通过CFD方法来模拟人员空中离机后的运动轨迹。提出一套基于本征正交分解(POD)方法的人员离机轨迹快速预测算法。将CFD数值模拟得出的离机轨迹作为样本,以飞行马赫数和攻角双参数变化为例,详细介绍POD方法预测离机轨迹的实现步骤。结果表明:POD方法相对于CFD方法可以大大减少计算时间,并且POD预测结果与CFD方法得到的结果吻合较好,为离机轨迹预测在工程应用上提供了一种快速简便的方法。     

高速风洞品字形低阻弹外挂测力试验研究

在ＦＬ－２４风洞中，采用８台天平分别对母机，六枚“品”字形低阻弹及其外挂组合本同时进行了外挂测力试验，结果表明，各外挂物受机翼下洗流影响，其法向力，俯仰力矩特性与其单个外挂物在自由流中呈现的特性大不相同，翼下挂低阻弹及其挂架受侧洗流影响较大，零侧滑角时产季了横向气动特性，处于机翼复杂流场下的外挂物，除滚转力矩量值不大外侧向力和偏航力矩量值分别与法向力和俯仰力矩量值相当。     

1.2m高速风洞CTS装置新控制系统及其应用研究

为了满足当前目益增多的外挂物捕获轨迹试验的需要，急需提高1.2m高速风洞CTS装置原控制系统的可靠性和稳定性。采用以工控机为核心，以5650伺服控制器和PDC伺服驱动单元为主要模块的控制系统，代替了原来以单板机为核心的控制系统，并已成功地应用到多项型号分离轨迹试验中，风洞试验表明，新的控制系统有其突出的特点，其稳定性，可靠性，位置控制能力和试验效率均有较大的提高。     

基于动态嵌套网格的飞行器外挂物投放的数值模拟

运用Euler方程和六自由度动力学方程数值模拟了外挂物投放的气动特性与运行姿态和轨迹。为了模拟外挂物从飞行器分离后的绕流特性和相对运动，采用了动态嵌套网格技术，并发展了一种洞边界建立和外边点的插值单元搜寻蛇行法，提高了计算效率。通过算例，证明了本文方法的有效性和合理性。     

FL—2风洞外挂物可控轨迹实验技术研究

本文在比较了各种外挂物试验技术的优、缺点后，介绍了FL-2风洞外挂物可控轨迹实验系统的设计特点。     

飞机外挂物发射／投放运动的数值仿真方法

外挂物发射／投放分离安全性问题属于飞机／外挂物相容性问题中飞行力学部分的一个主要方面，数值仿真是解决这一问题的重要手段。其原理是先建立起飞机／外挂物的空间六自由度动力学和运动学模型后，再建立两者的相对运动学关系式和安全分离判据，依照判据就可进行安全性判断，最后，结合示例介绍了这种方法在工程实践中的应用。     

外挂物在飞机上悬挂的气动相关性研究

悬挂外挂物的气动相关性问题包括确定外挂物对飞机气动特性的影响;确定处于主机干扰流场中外挂物的气动特性;确定带外挂物飞机的颤振特性及确定外挂物安全投放条件等。本文试图通过歼×飞机2000多次风洞试验及其它试验和必要的计算分析对外挂物悬挂的气动相关性问题进行综合性研究和评述并给出一些结果,对一些研究方法进行了一般性讨论     

飞机发射及投放外挂物过程的数值模拟系统——China-SSP(2)

我国自行研制的飞机纵向飞行外挂物发射及投放过程的数值模拟系统主要由3个独立的子系统和总控程序组成,各个子系统在总控程序的控制下协调地反复加载运行。各个子系统之间的数据通过数据文件传输。此外,还配有前、后置处理功能,可提供数据、曲线、屏幕动态显示等。AERA子系统采用面元法计算飞机的气动特性及外挂物所在处的非均匀流场。AERS子系统采用面元法与工程估算相结合计算非均匀流场中外挂物的气动特性。FLIM子系统计算外挂物分离前的平衡条件及飞机和外挂物的轨迹、姿态(包括它们之间的相对轨迹和姿态),并进行安全性判断。整个…