[发明专利]一种利用喷流进行高空飞行器姿态控制的方法

权利要求书

1.一种利用喷流进行高空飞行器姿态控制的方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1：基于第一飞行器的外形形状参数和尺寸参数、第一来流参数和第一喷流参数，生成第一物理空间网格；

步骤2：基于所述第一物理空间网格、所述第一来流参数和所述第一喷流参数，模拟得到所述第一飞行器周围的流场变量分布信息；

步骤3：基于所述流场变量分布信息获得空间流场温度分布信息，基于所述空间流场温度分布信息确定所述第一飞行器喷流出口下游温度最低点对应的第一位置，并记录所述第一位置的宏观速度值；

步骤4：基于所述第一来流参数生成第一速度空间网格；

步骤5：基于所述宏观速度值对所述的速度空间网格中的局部网格进行加密获得第二速度空间网格；

步骤6：基于所述第一物理空间网格和所述第一速度空间网格，进行喷流关闭状态下所述第一飞行器周围流场的数值模拟，获得喷流关闭状态下所述第一飞行器所受力和力矩；

步骤7：基于所述第一物理空间网格和所述第二速度空间网格，进行喷流开启状态下所述第一飞行器周围流场的数值模拟，获得喷流开启状态下所述第一飞行器所受力和力矩；

步骤8：获得真空条件下喷流反作用力和力矩，基于所述和所述计算得到喷流干扰力，基于所述和所述计算得到喷流干扰力矩，基于所述和所述计算获得力放大因子，基于所述和所述计算获得力矩放大因子；

步骤9：改变所述第一来流参数和所述第一喷流参数，重复所述步骤1至所述步骤8，汇总获得所有力放大因子和力矩放大因子，得到力放大因子集合和力矩放大因子集合；

步骤10：将所述力放大因子集合和所述力矩放大因子集合输入所述第一飞行器的机载控制设备，所述机载控制设备基于所述力放大因子集合和所述力矩放大因子集合对所述第一飞行器的姿态进行控制。

2.根据权利要求1所述的利用喷流进行高空飞行器姿态控制的方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：基于所述第一物理空间网格、所述第一来流参数和所述第一喷流参数，采用NS解算器进行模拟得到所述第一飞行器周围的流场变量分布信息。

3.根据权利要求1所述的利用喷流进行高空飞行器姿态控制的方法，其特征在于，所述宏观速度值为V_h，V_h=（U_Tmax，V_Tmax，W_Tmax），其中，U_Tmax为x方向上的速度分量，V_Tmax为y方向上的速度分量，W_Tmax为z方向上的速度分量。

4.根据权利要求3所述的利用喷流进行高空飞行器姿态控制的方法，其特征在于，所述第一速度空间网格内每一维度上的网格节点数为4N+1，N为自然数，所述第一速度空间网格由若干个子网格块组成，以（I，J，K）标记每一个子网格块，其中，I为三维速度空间u方向上网格分组编号，J为三维速度空间v方向上网格分组编号，K为三维速度空间w方向上网格分组编号。