飞行器转动惯量叠加

简介

在飞行器总体设计过程中会涉及到转动惯量张量叠加。对于一个固体推进剂飞行器,已知推进剂装药燃尽后的转动惯量张量(纯结构),需要计算燃烧过程中飞行器整体的转动惯量张量。

计算

以飞行器头部为转动惯量张量的参考点,x轴指向尾喷管

燃烧过程中的转动惯量张量为纯结构与推进剂的叠加
I = I 0 + I p {\bf{I}} = {{\bf{I}}0} + {{\bf{I}}{\rm{p}}} I=I0+Ip

而推进剂的转动惯量张量需要运用平行轴定理计算
I p = I x x I x y I x z I y x I y y + h 2 m p I y z I z x I z y I z z + h 2 m p \mathbf{I}_{\mathrm{p}}=\left\\begin{array}{ccc} I_{x x} \& I_{x y} \& I_{x z} \\\\ I_{y x} \& I_{y y}+h\^{2} m_{\\mathrm{p}} \& I_{y z} \\\\ I_{z x} \& I_{z y} \& I_{z z}+h\^{2} m_{\\mathrm{p}} \\end{array}\\right Ip=⎣⎡IxxIyxIzxIxyIyy+h2mpIzyIxzIyzIzz+h2mp⎦⎤

式中 m p m_p mp为当前装药质量, h h h为装药局部坐标系的原点与飞行器头部之间的距离, I x x I_xx Ixx, I x y I_xy Ixy...等为装药局部坐标系下所得的转动惯量,定义式为
I x x = ∫ ( y 2 + z 2 ) d m , I x y = − ∫ x y d m {I_{xx}} = \int {\left( {{y^2} + {z^2}} \right){\rm{d}}m,} {\rm{ }}{I_{xy}} = - \int {xy{\rm{d}}m} Ixx=∫(y2+z2)dm,Ixy=−∫xydm

一般地,由于装药的旋转对称性,非对角线元素均为0

附

质心位置的叠加如下
c = m 0 c 0 + m p c p m 0 + m p = m 0 c 0 + m p ( h + c p , l o c a l ) m 0 + m p c = {{{m_0}{c_0} + {m_{\rm{p}}}{c_{\rm{p}}}} \over {{m_0} + {m_{\rm{p}}}}} = {{{m_0}{c_0} + {m_{\rm{p}}}\left( {h + {c_{{\rm{p,local}}}}} \right)} \over {{m_0} + {m_{\rm{p}}}}} c=m0+mpm0c0+mpcp=m0+mpm0c0+mp(h+cp,local)

相关推荐
zyl76510 小时前
FlashAttention 详解:从 GPU 硬件、普通 Attention 到分块计算与 Online Softmax
算法
爱读书的小胖14 小时前
LeetCode 122:买卖股票的最佳时机 II(C)解题分析
算法
结局无敌14 小时前
React Native for OpenHarmony 实战:三方库 react-native-modal-dialog 的鸿蒙化适配指南
深度学习·算法·react native·react.js·harmonyos
OPEN-F14 小时前
ROS2系列教程:上位机建图与导航(原理综合)
算法·机器人
weixin_3077791314 小时前
C++代码实现MATLAB中的fitrtree函数功能
开发语言·c++·算法·matlab
tomwang032214 小时前
路径优化建模、优化算法分类及工程化小结
算法·数学建模·分类
小羊没烦恼!14 小时前
Ajax与JSON的一些总结
android·java·前端·数据库·mysql·算法·okhttp
2501_9269783315 小时前
人机通信协议--人和机器之间的交互想象
人工智能·经验分享·算法·ai写作
行者全栈架构师15 小时前
【鸿蒙心迹】互动卡片全链路——把核心功能放到桌面(FormKit 实战)(HarmonyOS 7.x)
前端·算法·架构
无定义_15 小时前
10.11日常训练
算法