内装式空中发射运载火箭的动力学模型

摘要

针对类似于内装式空中发射多体系统及重装空投系统的变拓扑结构刚-柔耦合多体系统,为建立形式统一的动力学模型,并避免单一建模方法的冗余建模过程,提出基于等效刚化的建模方法。在建模过程中,截断在系统工作过程中拓扑结构发生变化的铰。包含柔性体的子系统采用等效刚化的建模方法,其他子系统可根据需要选择合适的建模方法。在计算过程中,根据约束力计算算法及矢量力学理论可将约束力与状态方程独立求解。以内装式空中发射系统的动力学模型建立为例子,验证了基于等效刚化的建模方法的有效性和正确性,并分阶段建立了空中发射系统的动力学模型。与其他建模方法相比,上述理论得到的动力学模型在不同阶段具有统一的形式,建模过程简单且程序化。等效刚化的建模方法及其相关理论可应用于类似的刚-柔耦合多体系统。