【技术实现步骤摘要】
本申请涉及航天，尤其涉及一种基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法。
技术介绍
1、运载火箭海上发射是一种新型、高效、灵活、经济的发射模式，可以机动选择发射点和航落区，能够满足各种轨道的有效载荷发射需求；同时，海上发射发射场、总发射成本均能得到有效降低，可快速形成发射能力；开展运载火箭技术海上发射的研究，具有重要的技术创新作用与市场开拓意义。
2、运载火箭在海上发射时，由于发射船受风浪影响会有横摇、纵摇等运动，会导致火箭起飞段的漂移量较陆射更为明显，且海上发射火箭的发射支持系统更为复杂，漂移量大小将直接影响火箭起飞阶段的安全性，因此根据发射船的水动力参数研究火箭发射起飞段的火箭漂移大小，并最终确定发射边界条件是火箭海上发射安全性分析的重要工作。
3、发射船在锚泊状态下存在横摇、纵摇等复杂运动，两个方向运动的周期、幅值和相位相关性较弱，且各种运动耦合叠加，会对运载火箭起飞后的漂移量建模计算带来困难。而现有的起飞偏移量的计算方法通常较为复杂，无法简化发射船复杂水动力特性对建模难度的影响，计算难度大。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，能够通过横向和纵向独立分析简化模型复杂性，降低计算复杂度，以及能够保证起飞偏移量的计算结果包络发射船的综合运动影响。
2、为达到上述目的，本申请提供一种基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，包括如下步骤：s1：将箭体设置于发射船上，且在
3、如上的，其中，根据横摇方向的边界条件获取横摇最小距离ds1的子步骤如下：s31：根据横摇方向的边界条件，计算在第一时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；根据横摇方向的边界条件，计算在第二时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；根据横摇方向的边界条件，计算在第三时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；其中，第一时刻表示横摇方向在y轴水平位置且x轴往左侧倾斜为0的时刻；第二时刻表示横摇方向在x轴左侧倾斜至0.5×a1的时刻；第三时刻表示横摇方向在x轴左侧倾斜至横摇方向的边界条件中的晃动角度幅值a1中的最大倾角的时刻；s32：计算第一时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；计算第二时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；计算第三时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移，其中，扶护点m为扶护装置的左侧的上端与箭体的接触点；s33：计算第一时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第一距离；计算第二时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第二距离；计算第三时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第三距离；将第一距离、第二距离和第三距离中的最小值作为横摇最小距离ds1。
4、如上的，其中，根据纵摇方向的边界条件获取纵摇最小距离ds2的子步骤如下：s41：根据纵摇方向的边界条件，计算第四时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；根据纵摇方向的边界条件，计算第五时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；根据纵摇方向的边界条件，计算第六时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；根据纵摇方向的边界条件，计算第七时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数；其中，第四时刻表示纵摇方向在箭体的纵摇角度为0°，箭体的质心沿x轴往上的时间为0s的时刻；第五时刻表示纵摇方向在箭体的纵摇角度为纵摇方向的边界条件中的晃动角度幅值a2，箭体的质心沿x轴到达最高点的时间为0.25×t2的时刻，t2为纵摇方向的边界条件中的晃动周期；第六时刻表示纵摇方向在箭体的纵摇角度为0°，箭体的质心沿x轴往下的时间为0.5×t2的时刻；第七时刻表示纵摇方向在箭体的纵摇角度为-a2，箭体的质心沿x轴到达最低点的时间为0.75×t2的时刻；s42：计算第四时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；计算第五时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；计算第六时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；计算第七时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移；其中，扶护点m为扶护装置的左侧的上端与箭体的接触点；s43：计算第四时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第四距离；计算第五时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第五距离；计算第六时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发射坐标系下的位移之间的第六距离；计算第七时刻的箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数和对应的扶护装置打开过程中扶护点m在发本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据横摇方向的边界条件获取横摇最小距离Ds1的子步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据纵摇方向的边界条件获取纵摇最小距离Ds2的子步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据纵摇方向的边界条件计算点火后箭体的起飞时间tq的子步骤如下：
5.根据权利要求4所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，纵摇方向箭体产生垂直方向的加速度aci的表达式为：
6.根据权利要求4所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据点火后箭体的起飞时间tq对因为纵摇方向箭体产生垂直方向的加速度引起箭体点火推重比平衡的时间加长进行补偿，获得综合最小距离的子步骤如下：
7.根据权利要求
8.根据权利要求6所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，第一补偿后时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点M在发射坐标系下的位移为其中，为在第一补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的X轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Y轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Z轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体点火后的时间；第二补偿后时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点M在发射坐标系下的位移为其中，为在第二补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的X轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Y轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Z轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体点火后的时间；第三补偿后时刻的横摇方向对应的扶护装置打开过程中扶护点M在发射坐标系下的位移为其中，为在第三补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的X轴方向的位移；为在第三补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Y轴方向的位移；为在第三补偿后时刻时，箭体点火后扶护装置的扶护点M在发射坐标系下的Z轴方向的位移；为在第三补偿后时刻时，箭体点火后的时间。
9.根据权利要求1所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，漂移量安全性设计要求至少包括：第一安全阈值、第二安全阈值和第三安全阈值；
10.根据权利要求9所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，第三安全阈值为50mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据横摇方向的边界条件获取横摇最小距离ds1的子步骤如下：
3.根据权利要求2所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据纵摇方向的边界条件获取纵摇最小距离ds2的子步骤如下：
4.根据权利要求3所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据纵摇方向的边界条件计算点火后箭体的起飞时间tq的子步骤如下：
5.根据权利要求4所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，纵摇方向箭体产生垂直方向的加速度aci的表达式为：
6.根据权利要求4所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，根据点火后箭体的起飞时间tq对因为纵摇方向箭体产生垂直方向的加速度引起箭体点火推重比平衡的时间加长进行补偿，获得综合最小距离的子步骤如下：
7.根据权利要求6所述的基于水动力参数辨识的火箭海上发射起飞漂移量分析方法，其特征在于，在第一补偿后时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数为其中，为在第一补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的x轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的y轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的z轴方向的位移；为在第一补偿后时刻时，箭体点火后的时间；在第二补偿后时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数为其中，为在第二补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的x轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的y轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体质心在发射坐标系下的z轴方向的位移；为在第二补偿后时刻时，箭体点火后的时间；在第三补偿后时刻时箭体点火起飞过程在发射坐标系下的起飞漂移量曲线函数为其中...
【专利技术属性】
技术研发人员：王盛，韩冠超，韩壮，张志博，胡军辉，
申请(专利权)人：北京中科宇航技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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