弹箭转动惯量的振复摆法测量及误差分析*

弹箭转动惯量的振复摆法测量及误差分析*

徐向辉1，陈平1，唐一科1，吴海瀛2

（1重庆大学机械工程学院，重庆400044；2中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳622662）

针对具有翼、舵等结构的大型复杂结构弹箭转动惯量测量中空气阻尼影响较大、竖直装卡不便等问题，提出了振复摆测量方法。利用刀口支撑和弹簧组成的振复摆机构，实现弹箭的卧式装卡，同时，使摆动轴线远离自身坐标轴线，通过减小迎风面积而减小空气阻尼。分析了该方法的测量原理和测量误差，对标准样件进行实测。数据表明，该方法减小了大型复杂结构弹箭转动惯量测量中空气阻尼的影响。

大型复杂结构；刀口支撑；振复摆机构；卧式装卡；测量误差；空气阻尼

0　引言

转动惯量是控制飞行体轨道和运动姿态调整所必需的重要物理量，是考核各类航天产品质量的关键因素，必须被准确测量，以检验产品是否合格。扭摆法承载能力高，可以达到很高的测量精度，目前转动惯量的测量方法中最常用的是扭摆法。

在航空航天领域，部分产品外表面为非回转面，且往往具有翼、舵或太阳能电池帆板等结构，例如大型的洲际导弹、卫星等。对于此类大型复杂结构弹箭，其测量误差主要来源于空气阻尼，针对这一问题，文献［1］根据大量实验数据，推导了空气阻尼补偿算法来修正测量结果，提高了转动惯量的测量精度。文献［2］分析了异形大尺寸航天器俯仰和滚转转动惯量测量中，通过限制质心偏距和摆角来提高测量精度，未涉及空气阻尼的影响。……