[发明专利]一种飞行器舱内压力预测方法

权利要求书

1.一种飞行器舱内压力预测方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)、假设飞行器充排气系统封闭，计算得到飞行器待测飞行段每个典型弹道点对应的舱外压力，以飞行器待测飞行段典型弹道点对应的时间t作为自变量，对其进行拟合，得到飞行器待测飞行段舱外压力函数P_e(t)；

(2)、假设飞行器舱内外相互联通，计算M个不同舱内外压力比所对应的飞行器待测飞行段每个典型弹道点下的充排气系数，以飞行器待测飞行段典型弹道点对应的时间t作为自变量，分别对不同舱内外压力比下的充排气系数进行拟合，得到不同舱内外压力比下飞行器待测飞行段充排气系数函数Cd_j(t)，j＝1～M，所述M≥3；

(3)、从飞行器待测飞行段初始弹道点开始，按照固定时间间隔Δt，对飞行器待测飞行段每个弹道点，执行如下步骤计算得到每个弹道点对应的舱内压力P_in(t_k)，t_k＝t₀+k×Δt，k＝0～N，N为弹道点数：

(3a)、令k＝0，根据飞行器待测飞行段初始弹道点处舱内压力P_in(t_k)、舱内体积V、舱内温度T_in(t_k)，计算出舱内气体的初始质量m(t_k)；

(3b)、基于一维等熵流假设，根据排气孔面积、第k个弹道点处的舱外压力P_e(t_k)、舱内压力P_in(t_k)，计算第k个弹道点的理想质量流率

当待测飞行段为再入返回阶段时，步骤(3b)中计算第k个弹道点的理想质量流率的公式为：

式中，T_in(t_k)为第k个弹道点处对应的舱内温度，A为充排气孔面积，γ为空气比热比；

当待测飞行段为起飞上升阶段时，步骤(3b)中计算第k个弹道点的理想质量流率的公式为：

式中，T_in(t_k)为第k个弹道点处对应的舱内温度，A为充排气孔面积，γ为空气比热比；

(3c)、根据步骤(2)得到的不同舱内外压力比下的充排气系数函数Cd_j(t)，j＝1～M，所述M≥3，得到第k个弹道点处的不同舱内外压力比下充排气系数，然后以舱内外压力比为自变量，对第k个弹道点处的不同舱内外压力比下充排气系数进行拟合，得到第k个弹道点处实际舱内外压力对应的充排气系数Cd(t_k)；

(3d)、采用步骤(3c)得到的第k个弹道点处实际舱内外压力对应的充排气系数Cd(t_k)修正步骤(3b)中所得到的第k个弹道点处的理想质量流率得到该第k个弹道点处的实际质量流率

(3e)、计算第k+1个弹道点与第k个弹道点时间间隔Δt内的质量流量Δm，根据该质量流量Δm，计算第k+1个弹道点处的舱内气体质量m(t_k+1)和舱内压力P_in(t_k+1)，t_k+1＝t₀+(k+1)×Δt：

P_in(t_k+1)＝(m(t_k+1)/V)R·T_in(t_k+1)

(3f)、将k加1，重复步骤(3a)～(3f)，直到获得整个待测飞行段的舱内压力。

2.根据权利要求1所述的一种飞行器舱内压力预测方法，其特征在于：步骤(3e)还可以根据计算得到的舱内压力P_in(t_k+1)和外部大气环境压力P_∞(t_k+1)，得到第k+1个弹道点处的舱内相对压力为ΔP(t_k+1)：

ΔP(t_k+1)＝P_∞(t_k+1)-P_in(t_k+1)

3.根据权利要求1所述的一种飞行器舱内压力预测方法，其特征在于：所述典型弹道点根据飞行全程的高度或者马赫数确定。