飞船返回舱俯仰振荡的动态稳定性研究

• 作者: 叶友达 张涵信 袁先旭 谢昱飞
• 来源期刊: 空气动力学学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 动稳定性 Hopf分叉 极限环 数值模拟
• 年，卷（期）: 2002,（3）
• 页码范围: 247-259
• 页数: 13页
• 分类号: V211.3
• 字数: 6345字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-1825.2002.03.001

摘要

本文研究了以平衡攻角为中心作单自由度俯仰振荡的飞船返回舱,其动态稳定形态随来流M∞的变化.设θ(t)是由平衡攻角起算的俯仰振荡角,Cm是作用在飞船返回舱上的气动俯仰力矩系数,Cμ(θ,)是机械阻尼力矩(自由飞行时为零,实验时要计入其影响),文中给出飞船返回舱在平衡攻角处的俯仰振荡动态稳定性判据,并证明λ=λ(M∞)=(Cm)/()0+Cμ(0,0)1-(Cm)/(O)0是决定动稳定形态的重要参数.如果随M∞的变化,λ(M∞)由λ＜0经过λ=0变化到λ＞0,则飞船返回舱将由稳定的点吸引子形态(即稳定在平衡攻角状态)演化为周期吸引子形态(即作周期振荡).对应于λ(M∞)=0的马赫数就是飞船返回舱的俯仰运动出现Hopf分叉的临界马赫数Mcr.本文首先分析了飞船返回舱所受动态气动俯仰力矩的依赖状态变量,然后应用非线性动力学理论对飞船返回舱的俯仰运动进行了定性理论分析;最后耦合求解俯仰振荡方程和非定常Navier-Stokes方程,数值模拟了飞船返回舱俯仰振荡随来流马赫数变化的Hopf分叉过程,验证了分析结论.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张涵信		79	1055	20.0	29.0
3	袁先旭		52	304	9.0	15.0
5	谢昱飞		29	220	9.0	14.0
9	叶友达		10	70	4.0	8.0