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雷伞系统稳定特性及控制技术研究

程文鑫 张峻峰 汪帅 刘坚

程文鑫, 张峻峰, 汪帅, 等. 雷伞系统稳定特性及控制技术研究[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(3): 488-494 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0021
引用本文: 程文鑫, 张峻峰, 汪帅, 等. 雷伞系统稳定特性及控制技术研究[J]. 水下无人系统学报, 2023, 31(3): 488-494 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0021
CHENG Wenxin, ZHANG Junfeng, WANG Shuai, LIU Jian. Stability Characteristics and Control Technology of Torpedo-Parachute System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(3): 488-494. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0021
Citation: CHENG Wenxin, ZHANG Junfeng, WANG Shuai, LIU Jian. Stability Characteristics and Control Technology of Torpedo-Parachute System[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2023, 31(3): 488-494. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0021

雷伞系统稳定特性及控制技术研究

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2023-0021
详细信息
    作者简介:

    程文鑫(1977-), 男, 博士, 高级工程师, 主要研究方向为装备系统综合保障设计、分析与评价

  • 中图分类号: TJ63

Stability Characteristics and Control Technology of Torpedo-Parachute System

  • 摘要: 随着火箭助飞鱼雷入水速度越来越高, 鱼雷入水安全性对入水姿态变化越来越敏感, 而在雷伞系统降落过程中, 极易出现圆锥摆运动, 导致鱼雷入水时攻角过大, 巨大的击水载荷会使鱼雷结构发生破坏。为提高鱼雷入水安全性, 需采取一定的稳定控制措施, 有效减小鱼雷入水前攻角。文章结合雷伞系统多体运动仿真模型和基于脉冲姿控发动机的姿态控制策略开展雷伞系统姿态控制技术研究, 对鱼雷入水前的雷伞弹道和带伞姿控过程进行了仿真, 仿真结果表明, 当降落伞锥摆频率与鱼雷摆动频率接近时鱼雷才会出现明显的锥摆运动, 而通过引入姿控过程破坏鱼雷自身锥摆频率可以显著减小降落伞锥摆对鱼雷的影响, 使得在一定条件下带伞姿控可以取得很好的姿态控制效果。

     

  • 图  1  雷伞系统模型

    Figure  1.  Torpedo-parachute system model

    图  2  标准雷伞弹道下鱼雷姿态角变化曲线

    Figure  2.  Attitude angles curves of torpedo under standard torpedo-parachute trajectory

    图  3  降落伞姿态角随时间变化曲线

    Figure  3.  Attitude angles of the parachute versus time

    图  4  周期力干扰作用下降落伞姿态角变化曲线

    Figure  4.  Attitude angles of the parachute with periodic force fluctuations

    图  5  周期力干扰作用下鱼雷姿态角变化曲线

    Figure  5.  Attitude angles of the torpedo with periodic force fluctuations

    图  6  姿控作用下鱼雷姿态角变化曲线

    Figure  6.  Attitude angles of torpedo with attitude control

    图  7  降落伞周期力干扰作用下鱼雷姿控情况

    Figure  7.  Torpedo attitude control results with periodic parachute force fluctuations

    表  1  连接绳索材料特性

    Table  1.   Material properties of the connecting rope

    绳索原长/m刚度系数/(N/m)阻尼系数/(N/(m·s−1))
    1.05000500
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-07
  • 修回日期:  2023-04-18
  • 录用日期:  2023-05-17
  • 网络出版日期:  2023-05-24

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