Моделирование разделения тел в набегающем потоке воздуха

Краткая аннотация:

Рассмотрено движение тела с отделяющимся вперед элементом. Целью работы являлось обеспечение разделения двух тел без соударения. Разделение двух тел предложенной конструкции происходит путем отброса отделяемого тела вперед относительно носителя. Отделяемое вперед тело сначала удаляется по направлению полета за счет скорости, получаемой при разделении, а затем возвращается из-за торможения его набегающим потоком, так как его баллистический коэффициент на 2 порядка больше. Данное тело при отделении от носителя может получать начальную угловую скорость . Так же в процессе отлета тело может создавать боковую силу и крутящий момент. Таким образом, за время возврата тела к носителю необходимо обеспечить отклонение в боковом направлении заданной величины. Разработана и реализована математическая модель совместного движения, включающая в себя учет влияния двух тел в зависимости от их удаления друг от друга, а также учет изменения моментных характеристик от времени. Задача моделирования разделения так же усложняется вращением тел вокруг продольной оси, а также аэродинамической неустойчивостью отделяемого тела, что, в свою очередь, требует наличия аэродинамических характеристик в диапазоне углов атаки от минус 180 до 180° для моделирования его движения. Выявлены основные факторы, определяющие траекторию отделяемого тела, способствующие увеличению бокового отклонения от носителя. Разработана методика проектирования отделяющегося тела с решением многопараметрической оптимизации. Задача оптимизации решена путем применения генетического алгоритма, основанного на принципах эволюционного отбора. Предложен способ отделения тела по углу атаки путем выдачи команды на отделение в момент времени совпадения угла атаки носителя с плоскостью отлета отделяющегося тела. Разработан способ определения угла атаки носителя с помощью датчиков угловых скоростей, защищенный патентом.