Балтийский Государственный технический университет «Военмех» им. Д. Ф. Устинова Кафедра А5 «Динамика полёта и управление движением летательных аппаратов» Проект компьютерной модели расчёта траектории неуправляемого летательного аппарата Преподаватель Шалыгин А. С. Студент Котева Т.В. Группа А – 581 Вариант № 5 Санкт – Петербург 2010 г

Таблица 1: Исходные данные

Калибр d, м	Общая масса mн, кг	Масса топлива ω, кг	Время горения топлива τ, с	Длина направ-ляющих S, м	Коэффициент формы i	Угол направ-ляющих	Эффективная скорость струи Ue,
0,12	40	6,5	0,65	4	1,4	450	2000

Таблица 2: Расчёт начальных соотношений

Секундный массовый расход Q,	Реактивная сила R, Н	Площадь миделя S, м2	Среднее значение коэффициента лобового сопротивления Cx
10	20000	0.0804	0.289

Таблица 3: Расчёт движения по направляющим

Скорость vд,	Время tд, с
22.7084	0.2202

Таблица 4: Расчёт активного участка

	Скорость vа,	Угол θа	Высота yа, м	Дальность xа, м	Время tа, с
Метод Рунге-Кутта	432.42	0.574	552.47	789.37	4
Метод Эйлера	448	0.575	565.39	807.67	4

Таблица 5: Расчёт пассивного участка

	Скорость vп,	Угол θп	Высота yп, м	Дальность xп, м	Время tп, с
Метод Рунге-Кутта	237.377	-0.906	0	10426.327	46,488
Метод Эйлера	240.461	-0.914	0	10884.580	47.618

Графики параметров траектории см. в приложение.

Содержание:

стр.:

1. Введение………………………………………………………………………………..4

   1. Описание выбранного прототипа снаряда……………………………...5-6

   2. Построение компьютерной модели расчёта

траектории неуправляемого ЛА (с заданными характеристиками)…………………7-24

1. Анализ и представление исходных данных……………………………..7

2. Модель динамики неуправляемого летательного аппарата……………8-10

   1. Движение летательного аппарата по направляющим………………...8-9

   2. Движение летательного аппарата на активном участке………………9

   3. Движение летательного аппарата на пассивном участке……………..9-10

      3. Алгоритмы численного интегрирования………………………………...10-13

      4. Построение модели одного шага интегрирования

методами Эйлера и Рунге – Кутта……………………………………….13

5. Расчет одного шага методом Эйлера…………………………………….13-15

6. Расчет одного шага методом Рунге – Кутта……………………………..15-22

7. Сравнение полученных значений расчёта………………………………22

8. Расчет параметров неуправляемого летательного аппарата…………...23-24

1. Расчет движения ЛА по направляющим………………………………23

2. Расчет движения ЛА на активном участке…………………………….23

3. Расчет движения ЛА на пассивном участке…………………………...23

9. Расчет движения ЛА по параболической теории……………………….23-24

3. Исследовательская часть………………………………………………………………..24-29

4. Приложения……………………………………………………………………………...30-37

5. Список используемых источников……………………………………………………..38

Введение:

Процесс создания летательного аппарата опирается на предварительно разработанный его проект, то есть на процесс проектирования. Проектирование летательного аппарата включает разработку комплекта технической документации, позволяющего осуществлять его постройку и эксплуатацию.

Автоматизированным называется проектирование, при котором отдельные преобразования описаний объекта и алгоритмы его функционирования, а также представление описаний на различных языках осуществляется путём взаимодействия человека с ЭВМ.

Проектирование летательного аппарата – процесс творческий, включающий этапы определения цели проектирования, выбор варианта решения проектной задачи, инженерный анализ, направленный на детализацию намеченных вариантов решения задачи и проверку его соответствия физическим законам и другим ограничениям, и, наконец, этап принятия решения, базирующиеся на теории принятия решений.

В основе инженерного анализа лежит моделирование, то есть исследование объекта проектирования с помощью модели, которая способна дать необходимую информацию о нём. При проектировании ЛА широко используются как физические (матерьяльно реализованные), так и математические (абстрактные) модели. Физическими моделями является маке ЛА, его продувочные модели, различные стенды и т.д. Физическое моделирование даёт наиболее полное и достоверное представление об исследуемых явлениях. Однако оно зачастую связано со значительными затратами времени и матерьяльных ресурсов и является практически единственно возможным при исследовании новых закономерностей либо непредсказуемых теоретически, либо требующих экспериментальной проверки и подтверждения каких – то гипотез.

Математическое моделирование базируется на известных закономерностях прикладных наук, используемых при проектировании и расчёте летательного аппарата. В свою очередь, его можно разделить на аналитическое и численное. Аналитическое моделирование позволяет провести исследования в наиболее общем виде и получить результаты в наглядном, удобном для анализа виде. Однако построение аналитических моделей часто связано с необходимостью существенно упрощать рассматриваемое явление, что снижает достоверность полученных результатов. Численное моделирование с помощью ЭВМ в настоящее время становится одним из основных методов исследования сложных объектов и процессов, обеспечивая высокую точность и достоверность получаемых результатов.

Курсовой проект состоит из двух частей: первая часть – выбор прототипа летательного аппарата со сходными тактико – техническими характеристиками. Вторая часть представляет собой разработку компьютерной модели исследуемого летательного аппарата, исследование динамики движения летательного аппарата на различных участках траектории методами численного интегрирования (Эйлера и Рунге – Кутта) и параболической теории.