課程設(shè)計(jì)要求

1、假設(shè)條件：所有方程均建立在縱平面內(nèi)，并且直考慮水平方向，垂直方向沒有風(fēng)存在。（一）魚雷與降落傘運(yùn)動(dòng)學(xué)方程魚雷質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)方程： ！為魚雷質(zhì)心速度，變量，可以賦予初值；為魚累速度與地面左邊系ox軸夾角，變量，可以賦予初值 （1） ！ vw1為水平方向風(fēng)速，方向分為正負(fù)兩種 ！為魚雷俯仰角，雷體與ox軸夾角，變量，可以賦予初值，初值與相同，本假設(shè)不考慮偏航角和橫滾角。降落傘質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)方程 ！為降落傘質(zhì)心速度，變量，可以賦予初值，初值與魚雷相同；為降落傘速度與地面ox軸夾角，變量，可以賦予初值，初值與魚雷相同。 （2） ！ ！為降落傘質(zhì)心與B點(diǎn)連線與水平夾角，變量，初值與相同魚雷與降落傘采用單點(diǎn)連接，

2、連接點(diǎn)B的速度為vB, vB與魚雷對(duì)稱軸的夾角為，與降落傘對(duì)稱軸的夾角為，則 ！為魚雷攻角，即魚雷質(zhì)心速度與雷體之間夾角 ！ 為魚雷質(zhì)心到連接點(diǎn)B的距離，取定值，為1.4m； （3）降落傘質(zhì)心的速度為，其相對(duì)于降落傘軸線的攻角為，則計(jì)算公式如下 ！為降落傘質(zhì)心到連接點(diǎn)B的距離，取定值，為1.4m （4）降落傘氣動(dòng)中心的速度vAp,其相對(duì)于降落傘對(duì)稱軸的夾角，其計(jì)算公式如下： ！為降落傘氣動(dòng)中心到連接點(diǎn)B的距離，為定值，取1.3m （5）以上各式，彈傘系統(tǒng)中的速度均為相對(duì)于空氣的速度，Vw1為風(fēng)場(chǎng)的水平分量（二）魚雷與降落傘的動(dòng)力學(xué)方程根據(jù)彈傘空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的受力，可以分別得到魚雷和降落傘的動(dòng)力學(xué)方

3、程為： （6）！為魚雷質(zhì)量，定值，為215kg；Gt為魚雷重力，2107N；為魚雷所受空氣阻力，；為FB與魚雷中軸線的夾角；為FB與降落傘中軸線的夾角；為魚雷所受空氣升力，認(rèn)為是0；Jt為魚雷轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，131kgm2；Mt為魚雷空氣俯仰力矩，；mp為降落傘質(zhì)量，定值，為12kg；Gp為降落傘重量117N；RDp為降落傘受空氣阻力，；Mp為降落傘空氣俯仰力矩，RLP為降落傘升力，認(rèn)為是0；Jp為降落傘轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為6250kgm2只需要求得FB即可得到魚雷和降落傘的彈道諸元解析解。B點(diǎn)的坐標(biāo)可由魚雷質(zhì)心Ot和降落傘的質(zhì)心Op表示，具體表達(dá)為 （7）由幾何關(guān)系得： （8） 將式（7）中的兩個(gè)方程分別

4、對(duì)時(shí)間t求兩次導(dǎo)數(shù)后，將（1）（2）（6）彈道諸元的微分表達(dá)式帶入到所得微分方程中，聯(lián)立（1）（5）及（8），求出FB（三）以上為基本方程，下面為要求： 1、目標(biāo)：采用MATLAB/simulink對(duì)高速空投彈道進(jìn)行仿真，建立外界因素影響的空投彈道系統(tǒng)仿真模型。以空投魚雷為例，分析空投高度、空投速度以及風(fēng)對(duì)魚雷空投彈道的影響，給出高速空投彈道的規(guī)律。2、具體要求：初始條件：空投高度分別選為150m，200m，250m，300m；魚頭投放初速度分別為60m/s,80m/s,100m/s,120m/s;定長(zhǎng)風(fēng)速分別為5m/s.10m/s,15m/s，20m/s風(fēng)速只考慮水平方向，垂直方向風(fēng)速為0；

5、魚雷投放傾斜角為75°，60°，45°，30°。另外：初始條件時(shí)，魚雷與降落傘初始值相同，初始時(shí)，降落傘質(zhì)心為（0，0），降落傘質(zhì)心與魚雷質(zhì)心2.8m。得到不同高度、不同投放初速度、不同風(fēng)速和不同初始傾角下的（1）姿態(tài)數(shù)據(jù)變化表格（2）彈道曲線圖（xy平面）；（3）速度、俯仰角曲線，攻角隨時(shí)間的變化。（4）水平方向射程增減值，入水速度和入水姿態(tài)參數(shù)。注：請(qǐng)講數(shù)據(jù)圖標(biāo)和程序（程序請(qǐng)注明備注）一并發(fā)我附部分可能用的著的信息； ； 備注：為魚雷俯仰角；為魚雷偏航角；為橫滾角;x0,y0,z0為魚雷相對(duì)于地面坐標(biāo)系的位置，速度分量為 ,; 為魚雷攻角，為魚雷側(cè)滑

6、角；為魚雷彈道傾角，為彈道偏角，為彈道傾斜角；v為魚雷相對(duì)于地面坐標(biāo)系的速度（3）關(guān)于風(fēng)速： 設(shè)風(fēng)速在大地坐標(biāo)系中的三分量為Wgx,Wgy,Wgz,不考慮風(fēng)的垂直分量，則令Wgy=0. 由于風(fēng)的影響，產(chǎn)生的附加攻角和附加側(cè)滑角為 參考數(shù)據(jù)：某熱動(dòng)力魚雷數(shù)據(jù)匯總：（一）流體 動(dòng)力參數(shù)符號(hào)注視數(shù)值CXS以最大橫截面S為特征面積的阻力因數(shù)0.141魚雷橫滾力矩因數(shù)對(duì)側(cè)滑角的位置導(dǎo)數(shù)0.00152魚雷橫滾力矩因數(shù)對(duì)垂直舵角r的位置導(dǎo)數(shù)-0.000319魚雷橫滾力矩因數(shù)對(duì)差動(dòng)舵角d的位置導(dǎo)數(shù)-0.0812魚雷橫滾力矩對(duì)角速度r的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)-0.0044魚雷橫滾力矩角速度y旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)0.0008升力因數(shù)對(duì)攻角

7、的位置導(dǎo)數(shù)2.32升力因數(shù)對(duì)水平舵角的位置導(dǎo)數(shù)0.51升力因數(shù)對(duì)角速度的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)1.17偏航力矩對(duì)側(cè)滑角的位置導(dǎo)數(shù)0.69偏航力矩因數(shù)對(duì)垂直舵角的位置因數(shù)-0.11偏航力矩因數(shù)對(duì)角速度的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)-0.61側(cè)力因數(shù)對(duì)側(cè)滑角的位置導(dǎo)數(shù)-2.32側(cè)力因數(shù)對(duì)垂直舵角的位置導(dǎo)數(shù)-0.2側(cè)力因數(shù)對(duì)角速度的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)-1.17俯仰力矩因數(shù)對(duì)攻角的位置導(dǎo)數(shù)0.69俯仰力矩因數(shù)對(duì)水平舵角的位置導(dǎo)數(shù)-0.28俯仰力矩因數(shù)對(duì)角速度的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)數(shù)-0.61K11縱向附加質(zhì)量因數(shù)0.0222K22橫向附加質(zhì)量因數(shù)1.1096K44縱向附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量因數(shù)0.1406K66橫向附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量因數(shù)3.8129K26附加靜距因數(shù)-0.363（二）總體參數(shù)符號(hào)注釋數(shù)值單位海水密度1024Kg/V魚雷體積1.4688m魚雷質(zhì)量1840KgG魚雷重力18032NL魚雷長(zhǎng)度7.738mB魚雷浮力14671NS最大橫截面積0.224Xc魚雷質(zhì)心距浮心距離，質(zhì)心在前為正0.02my