推力变化对旋转导弹动稳定性的影响分析

鄢雄伟，杜 波，李绍隆，张璐华，李克勇

（1.上海机电工程研究所，上海 201109；2.海装装备项目管理中心，北京 100071）

0 引 言

根据时间尺度划分，导弹姿态变化为短周期运动，位置和速度变化是长周期运动。因此，在导弹的纵向动力学特性分析中，通常采用特征点固化系数方法，不考虑位置和速度变化的影响。这种方法在工程上得到了广泛应用，大大简化了弹体动态特性分析和控制系统设计，取得了较好的应用效果［1］。尽管如此，在旋转导弹飞行过程中，发动机推力变化会对弹体纵向动态响应产生显著的影响，使得弹体稳定性降低，甚至导致弹体出现不收敛的锥形运动［2-9］。研究推力变化对旋转导弹动稳定性的影响机理，通过分析得到稳定设计边界条件，对指导新型旋转导弹总体设计和控制系统设计具有重要意义。

相比常规侧滑转弯（skid to turn，STT）导弹，旋转导弹的典型特征是俯仰和偏航通道是强耦合的。由于弹体连续周期滚转，当弹体俯仰运动时，会产生Magnus 型面外力和面外力矩，引起偏航方向的运动。引起旋转导弹俯仰和偏航运动耦合的因素主要包括惯性耦合、气动耦合、控制耦合等［10］。俯仰与偏航运动之间的强耦合使得旋转导弹动力特性更加复杂，对外界扰动也更加敏感。在不考虑推力偏心和气动外形不对称的情况下，轴向作用力不直接影响旋转导弹纵向的交叉耦合关系，但推力快速变化过程可能会对旋转导弹的耦合动力学响应产生影响。本文针……