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Control Authority of a Projectile Equipped With an Internal Unbalanced Part / Frost, Geoffrey in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 128 N°4 (Decembre 2006)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 1005-1012 p. Titre : Control Authority of a Projectile Equipped With an Internal Unbalanced Part Titre original : Commande d'Autorité d'une Projectile Equipée d'une Partie Non Equilibrée Interne Type de document : texte imprimé Auteurs : Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur Article en page(s) : 1005-1012 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Commande  de  déséquilibre  Mécanisme  de  masse  Orientation  radiale  Modèle  dynamique  de  vol  DEgré-de-liberté  Projectile  Inertie Index. décimale : 629.8 Résumé : A key technical challenge for smart weapon developers is the design of appropriate control mechanisms that provide sufficient control authority to enable correction of typical trajectory errors while not excessively burdening the overall weapon design. The work reported here considers a rotating mass unbalance control mechanism, created by radial orientation of an internal part. To investigate the potential of this control mechanism, a seven degree-of-freedom flight dynamic model of a projectile, equipped with an internal part is defined. Using this dynamic model it is shown that by holding the internal part fixed with respect to a nonrolling reference frame, predictable trajectory changes are generated including predictable impact point changes. As expected, when unbalance-offset distance, or mass is increased, control authority increases proportionally. This control mechanism creates impact point changes that are the same order of magnitude as dispersion caused by errors induced at launch and in flight. Control authority is significantly altered with changing projectile characteristics, such as, the mass center location, pitch inertia, yaw inertia, aerodynamic drag, and aerodynamic normal force. Un défi technique principal pour les réalisateurs futés d'arme est la conception des mécanismes appropriés de commande qui fournissent l'autorité suffisante de commande pour permettre la correction des erreurs typiques de trajectoire tout en pas excessivement chargeant la conception globale d'arme. Le travail rapporté ici considère un mécanisme de masse tournant de commande de déséquilibre, créé par orientation radiale d'une partie interne. Pour étudier le potentiel de ce mécanisme de commande, un modèle dynamique de vol de la degré-de-liberté sept d'une projectile, équipé d'une partie interne est défini. En utilisant ce modèle dynamique on lui montre qu'en jugeant la partie interne fixée en ce qui concerne une armature nonrolling de référence, des changements prévisibles de trajectoire sont produits comprenant les changements prévisibles de point d'impact. Comme prévu, quand la distance excentrée de désiquilibre, ou la masse est augmentée, augmentations d'autorité de commande proportionnellement. Ce mécanisme de commande crée les changements de point d'impact qui sont le même ordre de grandeur que la dispersion provoquée par des erreurs induites lors du lancement et en vol. L'autorité de commande est sensiblement changée avec des caractéristiques changeantes de projectile, comme, l'endroit central de masse, l'inertie de lancement, l'inertie de lacet, la drague aérodynamique, et la force normale aérodynamique. [article] Control Authority of a Projectile Equipped With an Internal Unbalanced Part = Commande d'Autorité d'une Projectile Equipée d'une Partie Non Equilibrée Interne [texte imprimé] / Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur . - 1005-1012 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N°4 (Decembre 2006) . - 1005-1012 p. Mots-clés : Commande  de  déséquilibre  Mécanisme  de  masse  Orientation  radiale  Modèle  dynamique  de  vol  DEgré-de-liberté  Projectile  Inertie Index. décimale : 629.8 Résumé : A key technical challenge for smart weapon developers is the design of appropriate control mechanisms that provide sufficient control authority to enable correction of typical trajectory errors while not excessively burdening the overall weapon design. The work reported here considers a rotating mass unbalance control mechanism, created by radial orientation of an internal part. To investigate the potential of this control mechanism, a seven degree-of-freedom flight dynamic model of a projectile, equipped with an internal part is defined. Using this dynamic model it is shown that by holding the internal part fixed with respect to a nonrolling reference frame, predictable trajectory changes are generated including predictable impact point changes. As expected, when unbalance-offset distance, or mass is increased, control authority increases proportionally. This control mechanism creates impact point changes that are the same order of magnitude as dispersion caused by errors induced at launch and in flight. Control authority is significantly altered with changing projectile characteristics, such as, the mass center location, pitch inertia, yaw inertia, aerodynamic drag, and aerodynamic normal force. Un défi technique principal pour les réalisateurs futés d'arme est la conception des mécanismes appropriés de commande qui fournissent l'autorité suffisante de commande pour permettre la correction des erreurs typiques de trajectoire tout en pas excessivement chargeant la conception globale d'arme. Le travail rapporté ici considère un mécanisme de masse tournant de commande de déséquilibre, créé par orientation radiale d'une partie interne. Pour étudier le potentiel de ce mécanisme de commande, un modèle dynamique de vol de la degré-de-liberté sept d'une projectile, équipé d'une partie interne est défini. En utilisant ce modèle dynamique on lui montre qu'en jugeant la partie interne fixée en ce qui concerne une armature nonrolling de référence, des changements prévisibles de trajectoire sont produits comprenant les changements prévisibles de point d'impact. Comme prévu, quand la distance excentrée de désiquilibre, ou la masse est augmentée, augmentations d'autorité de commande proportionnellement. Ce mécanisme de commande crée les changements de point d'impact qui sont le même ordre de grandeur que la dispersion provoquée par des erreurs induites lors du lancement et en vol. L'autorité de commande est sensiblement changée avec des caractéristiques changeantes de projectile, comme, l'endroit central de masse, l'inertie de lancement, l'inertie de lacet, la drague aérodynamique, et la force normale aérodynamique.

Simulation of a Mortar Launched, Parachute Deployed Battlefield Imaging System / Frost, Geoffrey in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004)

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 583-594 p. Titre : Simulation of a Mortar Launched, Parachute Deployed Battlefield Imaging System Titre original : Simulation d'un Mortier Lancé, Système de Formation Image de Champ de Bataille Déployé par Parachute Type de document : texte imprimé Auteurs : Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur Article en page(s) : 583-594 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Mortier  lancé  Image  par  parachute  Boite  métallique  Conage  Canalisation  verticale  Raccordement  Symétrie  Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : Flight behavior of a mortar launched, parachute deployed imaging system is examined with particular attention to characterizing the quantity and quality of recorded image data. Coverage area of the imager, blur due to motion of the imager, and view time are evaluated for different system configurations allowing important design parameters to be identified. It is shown that proper tailoring of the dynamic characteristics of the system greatly improves gathered image data quantity and quality. Coning of the canister is an important system characteristic that largely drives total ground coverage. Canister coning is influenced in a complex manner by system geometric parameters. Mounting the parachute riser to the canister in such a way that the connection is off the axis of symmetry of the canister is a powerful technique to increase coning of the canister. Likewise, increasing riser length also yields increased coning. Increasing spin rate of the canister leads to a proportional increase in image blur, which is largest toward the edge of the image. Also, increased canister weight tends to increase the descent rate, which reduces total view time. At the same time, increased descent rate increases the spin rate for cross type parachutes, leading to increased image blur. Le comportement de vol d'un mortier lancé, système de formation image déployé par parachute est examiné en se référant plus particulièrement à caractériser la quantité et la qualité des données enregistrées d'image. La région d'assurance de l'encre en poudre, brouillent en raison du mouvement de l'encre en poudre, et le temps de vue sont évalués pour différentes configurations de système permettant à des paramètres de conception importants d'être identifiés. On lui montre que la mise sur pied appropriée des caractéristiques dynamiques du système améliore considérablement la quantité et la qualité recueillies de données d'image. Le conage de la boîte métallique est une caractéristique importante de système qui conduit en grande partie l'assurance au sol totale. Le conage de boîte métallique est influencé d'une façon complexe par des paramètres géométriques de système. Le montage de la canalisation verticale de parachute à la boîte métallique de telle manière que le raccordement soit outre de l'axe de la symétrie de la boîte métallique est une technique puissante pour augmenter le conage de la boîte métallique. De même, la longueur croissante de canalisation verticale rapporte également le conage accru. Le taux croissant de rotation de la boîte métallique mène à une augmentation proportionnelle de la tache floue d'image, qui est la plus grande vers le bord de l'image. En outre, le poids accru de boîte métallique tend à augmenter le taux de descente, qui réduit le temps total de vue. En même temps, le taux accru de descente augmente le taux de rotation pour le type en travers parachutes, menant à la tache floue accrue d'image. [article] Simulation of a Mortar Launched, Parachute Deployed Battlefield Imaging System = Simulation d'un Mortier Lancé, Système de Formation Image de Champ de Bataille Déployé par Parachute [texte imprimé] / Frost, Geoffrey, Auteur ; Costello, Mark, Auteur . - 583-594 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 3 (Septembre 2004) . - 583-594 p. Mots-clés : Mortier  lancé  Image  par  parachute  Boite  métallique  Conage  Canalisation  verticale  Raccordement  Symétrie  Rotation Index. décimale : 629.8 Résumé : Flight behavior of a mortar launched, parachute deployed imaging system is examined with particular attention to characterizing the quantity and quality of recorded image data. Coverage area of the imager, blur due to motion of the imager, and view time are evaluated for different system configurations allowing important design parameters to be identified. It is shown that proper tailoring of the dynamic characteristics of the system greatly improves gathered image data quantity and quality. Coning of the canister is an important system characteristic that largely drives total ground coverage. Canister coning is influenced in a complex manner by system geometric parameters. Mounting the parachute riser to the canister in such a way that the connection is off the axis of symmetry of the canister is a powerful technique to increase coning of the canister. Likewise, increasing riser length also yields increased coning. Increasing spin rate of the canister leads to a proportional increase in image blur, which is largest toward the edge of the image. Also, increased canister weight tends to increase the descent rate, which reduces total view time. At the same time, increased descent rate increases the spin rate for cross type parachutes, leading to increased image blur. Le comportement de vol d'un mortier lancé, système de formation image déployé par parachute est examiné en se référant plus particulièrement à caractériser la quantité et la qualité des données enregistrées d'image. La région d'assurance de l'encre en poudre, brouillent en raison du mouvement de l'encre en poudre, et le temps de vue sont évalués pour différentes configurations de système permettant à des paramètres de conception importants d'être identifiés. On lui montre que la mise sur pied appropriée des caractéristiques dynamiques du système améliore considérablement la quantité et la qualité recueillies de données d'image. Le conage de la boîte métallique est une caractéristique importante de système qui conduit en grande partie l'assurance au sol totale. Le conage de boîte métallique est influencé d'une façon complexe par des paramètres géométriques de système. Le montage de la canalisation verticale de parachute à la boîte métallique de telle manière que le raccordement soit outre de l'axe de la symétrie de la boîte métallique est une technique puissante pour augmenter le conage de la boîte métallique. De même, la longueur croissante de canalisation verticale rapporte également le conage accru. Le taux croissant de rotation de la boîte métallique mène à une augmentation proportionnelle de la tache floue d'image, qui est la plus grande vers le bord de l'image. En outre, le poids accru de boîte métallique tend à augmenter le taux de descente, qui réduit le temps total de vue. En même temps, le taux accru de descente augmente le taux de rotation pour le type en travers parachutes, menant à la tache floue accrue d'image.