导弹滑行出箱过程中颤动现象的建模与分析*
2018-05-04周国峰
振动、测试与诊断 2018年2期
商 霖, 周国峰, 卢 鑫
(中国运载火箭技术研究院 北京, 100076)
引 言
导弹在滑行出箱过程中其局部在某一时段内会出现振动的突然放大,即弹体的颤动现象[1]。导弹局部的颤动不仅影响其地面发射时的出箱安全性,还影响其后续飞行的初始姿态角,特别是滑行过程中表现出的强烈的振动还会影响弹上设备的工作性能,进而诱发飞行故障。因此,有必要研究导弹滑行出箱过程中出现的颤动现象,分析其形成机理,为武器系统工程提供理论支撑和设计指导。
笔者从信号分析处理试验数据的角度出发,对导弹滑行出箱过程中采集到的振动数据进行了时域波形和频域谱分析,采用频域积分的方法[2]得到了导弹局部的相轨迹图,论述了颤动现象的形成原因,给出了消除颤动现象的初步措施。然而,文献[1]未能提炼出用于分析颤动现象的数学模型,不能对系统是否发生颤动提前预示,不能对系统颤动发生的条件进行预估,因而也无法提出明确可操作的实施方案,因此有必要在此基础上开展进一步研究。
本研究首先从导弹出箱过程的实际情况出发,考虑其运动状态和边界条件,建立了研究导弹颤动现象的动力学模型,即质量块-传输带干摩擦模型。随后利用龙格-库塔数值方法编制动力学程序计算得到导弹滑行过程中响应局部的时域波形图、相平面图和庞加莱截面图,阐明了颤动现象从形成、保持到消失的过程。同时,通过平衡点稳定性分析法可知,导弹出箱速度较低时系统的静平衡状态容易失去渐进稳定特性,进而出现滑动形式的干摩擦自激振动。……
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