旋转充液系统飞行不稳定机制及其仿真建模研究

针对旋转充液系统飞行不稳定机制及其仿真建模，首先对系统内部液体复杂流动进行数值模拟，计算液体反作用力矩。其中发现惯性波破裂时，压力变化的功率谱呈现出概周期和宽谱特征。充液陀螺试验也测得了压力脉动现象。应用系统仿真思想，在一体化建模平台上建立了旋转充液系统飞行运动六自由度仿真模型。仿真实验表明了系统角运动的非线性特征，并在一定条件下出现了飞行不稳定。进一步对章动角运动的参数激励振动进行非线性分析，结论是当液体惯性波频率分别与系统进动频率和章动频率耦合时，其章动角变化特为周期性谐波、调制波、亚谐波以及混沌式振荡。同时还研究了不完全起旋时充液陀螺稳定性，提出了改进自由液面求解的浮标接力数值方法。