[工程科技]第二章演示文稿续1.ppt

实际弹（箭）在质心运动时，相对运动和晃动力等影响不大，可以考虑只受到推力、空气动力和重力的作用。 但在绕质心运动时，应当考虑质心的相对运动的转动作用，以及晃动力矩、发动机惯性力矩和空气动力力矩。 * §2.2 作用在弹（箭）上的力 弹（箭）在空间飞行，改变运动速度和姿态，是外力作用的结果。 弹（箭）受外力有：重力G 空气动力R 推力P 2.2.1 推力P 变质量物体的动力学方程： ：是变化的质量 相对于 的速度。 ：是由于质量变化产生的力 0 ，系统质量增加，制动力，速度降低 0 ，系统质量减小 ，推力 ，速度增加 弹（箭）发动机 工作时 0 火箭推力: 1）由火箭发动机喷出的燃气流质量变化产 生 ，称推力动分量； 2）由发动机喷出气流压力 与当地大气压 力不等产生的，称推力静分量。 火箭推力大小与飞行速度无关，与发动机喷出的燃气速度成正比，并随火箭高度增加而增加。 推力方向：与弹（箭）纵轴重合，通过 质心，不产生力矩。 ：喷口处的横截面积。 具体表达式见书P41 式2-22,2-23. 书上两式是没有喷管摆动情况. 当有推力矢量控制时(即有喷管摆动)： 、 分别是偏航平面和俯仰平面内的偏摆角。见P42图2-14。 2.2.2 空气动力R（或气动力 ） 当弹（箭）相对于空气介质运动时 产生的压力和摩擦力称空气动力。 弹（箭）空气动力是指各部分空气 动力的总和，用R表示。 R的作用线与弹（箭）中心线的交点称压力中心（简称压心）。 R常在速度坐标系中分解成：升力 阻力 侧向力 空气动力三个分力表达式 : 动压: 相对空气速度: 火箭最大横截面积： 气动系数: ：附加攻角。 ：附加侧滑角。 ：升力系数对攻角的导数。 ：侧向力系数对侧滑角的导数。 ：马赫数, 气流速度与音速的比值。 空气动力作用于压心，通常压心不与质心重合,有力矩产生。 求力矩公式见 P46，式2-37 此式是气动力力矩相对于体坐标系的求解式。 2.2.3 重力 重力= 地心引力+地球自转产生离心力 离心加速度: 引力由引力势函数对距离求微分得到. 其他参数见书P42 勒让德多项式 带谐系数 一般地球为扁球体，求解引力矢量 见P42 2-25式. 通常将地球看成均质的球体时，引力用式2-27。 2.2.4 控制力F 控制力是弹（箭）操纵力。 弹（箭）产生控制力的方式通常有： 燃气舵偏转、摆动发动机或尾喷管。 书中是通过摆动发动机的推力矢量控制 产生控制力。 （见书P48） ：产生俯仰、偏航、滚动控制的发动机综合摆角。 控制力矩见式2-46。 2.2.6 发动机惯性力、力矩 执行机构摆动发动机喷管 ，而发动机具有质量和转动惯量，即产生惯性力和力矩。 见P52 图2-22 2.2.5 晃动力、力矩 是由于液体燃料在储箱内晃动产生的，火箭飞行时储箱晃动使液体震荡造成 . § 2.3 弹（箭）运动方程 弹（箭）运动方程组通常包括： 1) 质心运动的动力学方程-----弹（箭）质 心的加速度与作用在质心上的力的相互 关系式。 2) 绕质心运动的动力学方程---弹（箭）绕 质心的角加速度与作用的力