推力和阻力作用下柔性自旋飛行器穩(wěn)定性分析
潘成龍; 榮吉利; 徐天富; 項大林 北京理工大學(xué)宇航學(xué)院; 北京100081; 中國兵器工業(yè)集團(tuán)航空彈藥研究院; 黑龍江哈爾濱150030; 北京宇航系統(tǒng)工程研究所; 北京100076
關(guān)鍵詞：自旋飛行器 timoshenko梁 橫向振動 振動響應(yīng)
摘要：針對柔性自旋飛行器動力學(xué)問題,開展了在推力和阻力作用下動力穩(wěn)定性研究。柔性自旋飛行器簡化為非均勻、自由-自由的Timoshenko回轉(zhuǎn)梁模型,基于轉(zhuǎn)子動力學(xué)理論和有限元方法,考慮陀螺效應(yīng),在瞬態(tài)坐標(biāo)系下建立了推力和阻力作用柔性自旋飛行器的橫向振動方程。在平均軸系和瞬態(tài)坐標(biāo)系下分別從自旋轉(zhuǎn)速、推力和阻力3個方面,分析了自旋飛行器動力穩(wěn)定性和橫向振動響應(yīng)效應(yīng)。研究結(jié)果表明:在瞬態(tài)坐標(biāo)系下,阻力能夠提高自旋飛行器穩(wěn)定性,自旋轉(zhuǎn)速不改變失穩(wěn)區(qū)域;與之相反,在平均軸系下,阻力能夠降低自旋飛行器穩(wěn)定性,使臨界推力和臨界轉(zhuǎn)速減小;自旋轉(zhuǎn)速能夠增大失穩(wěn)區(qū)域,使靜態(tài)失穩(wěn)變?yōu)閯討B(tài)失穩(wěn);轉(zhuǎn)動慣量和剪切效應(yīng)能降低系統(tǒng)穩(wěn)定性,相比于轉(zhuǎn)動慣量,剪切效應(yīng)影響更大,特別是對2階頻率影響。
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