跨介质飞行器弹道仿真分析.pdf

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1、第28卷第12期计算机仿真2011年12月文章编号：1006—9348(2011)12—0001—04跨介质飞行器弹道仿真分析王伟，张宇文，朱灼(西北工业大学航海学院，陕西西安710072)摘要：研究气／水跨介质飞行器的动态特性，跨介质飞行器是一种新型概念飞行器。为了了解跨介质飞行器的运动特点，提出建立了跨介质飞行器的运动数学模型，对弹道进行仿真研究。通过对跨介质飞行器的空间运动进行受力分析。进行跨介质飞行器三种典型弹道的仿真分析。仿真结果摹本完成了跨介质{s行器起飞巡航弹道，贴水滑行弹道以及触水滑跳弹道三种典型弹道的仿真，而且由

2、于跨介质屯行器的浸水深度较小，极大地降低了水阻力的影响，可以达到较高的航行速度，为气／水跨介质弋行研究提供了依据。关键词：跨介质飞行器；弹道特性；仿真分析中图分类号：叩60文献标识码：BSimulationandAnalysisonBallisticTrajectoryofTrans．．mediaAircraftWANGWei．ZHANGYu—wen．ZHUZhuo(CollegeofMarineEngineering，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShanxi710072，Ch

3、ina)ABSTRACT：Trans—mediaaircraftisoneoftllnewconceptaircraftswhichareputforwardinrecentyears．itisnecessarytosimulateitstrajectoryinordertocomprehendmovingcharacteristicsoftrans—mediaaircraft．Inthispa-per，byanalysingtheforceswhicha『eactedontheaircraftwhenitmOVes，amathe

4、maticalmodelofspacemovementoftrans—mediaaircraftWasestablished．Onthisbasis，thesimulationsofthreetypicaltrajectorieswerecompleted．Thesimulationresultsachievethesimulationofthetrana—mediaaircraft’stypicaltrajectorieswhichincludetake—o矗cruiseballistictrajectory，hitthewat

5、erslidandtouchthewaterdancingballistic—slip．Furthermore，itcanmoveathighspeedbecausetheunderwaterpartofaircraftisverysmallandthismakesfewwaterresistance．KEYWORDS：Trans—mediaaircraft；Characteroftrajectory；Simulationandanalysisl引言跨介质ls行器是一种在气／水两相界面利用空气动力与水动力相互作用飞行的，介于飞机、

6、舰船和滑艇之间的一种新型高速飞行器，具有运载效率高，适航能力强等特点。军事上可用于执行运送武器装备、快速布雷、扫雷、海E巡航等任务，在执行侦察任务时可以有效躲避敌方雷达探测；民用上可以进行海上资源勘探、搜索救援等。跨介质飞行器较强的功能正是基于其多样化的弹道以及良好的环境适应能力。目前国内尚未对这种新型飞行器进行系统的弹道仿真分析，因此对跨介质飞行器各种弹道的研究就显得尤为必要。针对以上问题，本文研究的目的就是通过建立跨介质飞行器的六自由度运动数学模型，对飞行器的各种典型弹道进行仿真收稿日期：2010一12一19修回日期：2011

7、—01—10研究，从而对跨介质飞行器的总体设计以及弹道优化提供有意义的参考。㈢=c：㈢㈩围1地面坐标系与体坐标系謦圳r～㈦l警渤毫“吨=前、F——作用在龟行器f-．f19全部外力；盯——作_Efj在飞行器上的全部外力矩。J￡t{1F包括流体粘性位置力，流体粘性阻尼力，浮力，重力，推力以及水动力，具体计算形式如下：1)流体粘件位置力与粘性阻恺力的计算在参考文献[5]中有洋细的介坌}f。2)浮力飞行器的浮力B=pgV(3)浮力的方向沿地而坐标系的0。y。轴的方向，在体坐标系的各分茸为：睁【；】=【点o】隆[；】=[蒜-Gsin0了J]

8、(4)(5)在体坐(6)『：：：]：『～Gc。o。s。0。。(。y。,s。i。ni。‘p，++z,。co。si。。o。)，]。，，l肼。jlG(L。。。日一t。。。和。。妒)J4)推力T沿飞行器纵轴轴线方向。5)水动力飞行器在接触到水面时会受到水的