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第卷第期弹道学报. .
年月
拖缆火箭弹道计算研究
吴小平郑友祥√丘光申
面大幸磊,南京弋;也
●』摘要建立了拖缆火箭和绳索的运动方程,并进行求解,为拖缆戈箭的弹道设计提供
依
关键词’堕,丝叁重吠箭锗珲;鱼亘计
引言
拖缆火箭是以小型固体火箭做动力将绳索一端抛向指定地点,使两地通过绳索发生联
系,可用于山区架线、
运动的特点,与一般火箭刚体运动有很大差别,故在设计拖缆火箭时必须考虑它的运动规
,火箭拖动绳索一起运动并不断将绳索从贮箱中拉出,导致绳索对
火箭产生拉力以及该拉力对火箭质心产生力矩,从而影响火箭运动图为拖缆火箭外形.
图拖缆火箭
拖缆火箭运动分析
. 火箭运动
在火箭射击平面内建立直角坐标系、. 轴为水平方向,轴铝垂方向,为火箭质心
收掏日期:一—
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弹遭学报第卷
为绳索对火箭拉力作用点.、两点之间距离为. 为绳索对火箭拉力与火箭轴线间
,
火箭只受翻转力矩和拉力矩的作用,由于火箭主动段飞行中较小,
Ⅵ故飞行姿态只能是图中的一种姿态.
●
—、、
图火箭飞行姿态
当火箭姿态为图时, , . 使减小西增大,当口减到零时, ,此时
由于惯性的作用使继续减小,出现,, ,接着% 叉使“增大、减小,如此往复.
的作用始终是使减小,致使西在拉力方向线上下一定范围内波动,总的变化趋势
是减小的,所以拖缆对火箭飞行起着稳定作用.
. 绳索运动
绳索一端系于火箭固线架上,另一端为贮绳箱内的自‘由端,并在火箭飞行过程中绳索不
,故在计算火箭弹道时,
必须分析和计算被带动的绳索的运动规律及其内部张力的大小.
因绳索是柔性的,因而只承受拉力不承受压力;拖缆火箭主动段弹道近似直线,绳索在
运动面内瞬时状态曲率很小,可假定绳索不承受弯矩;绳索采用的尼龙绳,
,飞行中尼龙绳的状态
可以认为是“刚化”
指绳索静止部分与运动部分的交界点,困
在自由端处绳索状态发生突变,故根据自
由端处速度突变求出张力Ⅳ,见图.
在自由端点的运动一侧取一微元
,在时速度为,经过时间后
其速度为,且在△内视其为匀加图自由端点张力分析
速直线运动,则其位移为—/.由于绳索是连续的,所以在△内有长为的
静止绳索加入运动,其运动速度由变到,忽略段绳索的重力、空气阻力和自由
端点静止部分绳索问的摩擦力所引起的张力,则由动量定理有
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第期吴小平等拖缆火箭弹道计算研究
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式中为绳索线密度因一时, 一,而加速度是有界量,故取极限
绳索在空间的运动所受力有:火箭对绳索的拉力、绳索重力、
一个连续的“刚化”柔性体变质量系统,故必须将绳索离散成许多小段,自由端点的微元段
,并加上自由端点张力Ⅳ.
运动方程的建立
●
. 基本假设
火箭外形及质