基于多体系统传递矩阵法的直升机武器系统动力学建模与仿真(3)
因此，寻求一种不需要创建系统的总体动力学方程、程式化程度高、大幅度减少多体系统动力学的计算量而提高运算速度的高效方法，成为国内外许多科学家和工程师关注的机械系统动力学和大量工程实践中急需解决的难题。
经典传递矩阵法是上世纪20年代为了解决弹性组件构成的一文线性系统振动问题而提出发展起来的理论[7]。但是对于多刚柔体系统振动特性计算问题以及时变、非线性、大运动的多刚柔体系统动力学问题，难以通过这种方法有效解决。基于经典传递矩阵法的启发，芮筱亭建立了全新的多体系统动力学方法—多体系统传递矩阵法，相继实现了线性多体系统的固有振动特性、固有频率和动力响应及非线性、时变、大运动、受控、一般多体系统动力学的快速计算，求解过程不需要创建总体动力学方程，解决了提高武器系统射击精度、减小测试用弹量、故障诊断等动态设计重大工程问题。
1993年，多体系统传递矩阵法被芮筱亭第一次提出，并率先应用在复杂的多体发射系统等机械系统的特征值计算问题上，此后芮筱亭不断完善了多体系统传递矩阵法。1995年出版的《多体系统发射动力学》专著，芮筱亭论述了线性多体系统传递矩阵法以及在发射动力学上的运用，初步解决了线性多体系统固有振动频率计算的“病态”难题，大幅提高了计算速度。在1997年，线性多体系统增广特征矢量和增广算子的新概念被首次提出，第一次构造出多刚柔体系统增广特征矢量正交性，解决了多刚柔体系统的正交性问题，在此基础上完成了使用模态方法准确分析复杂多刚柔体系统的动力响应。1998年，平面运动和空间运动多刚体系统离散时间传递矩阵法被提出来，并逐渐完善，集合传递矩阵法的运算速度快和时间逐步积分方法使用范围大的特点，将线性多体系统传递矩阵法中作为常数矩阵的传递矩阵拓展为一般多体系统离散时间传递矩阵法中的随时间变化的传递矩阵，将线性多体系统传递矩阵法中状态变量用模态坐标描述的状态矢量拓展为一般多体系统离散时间传递矩阵法中状态变量用物理坐标描述的状态矢量，实现了使用多体系统传递矩阵法解决多刚体系统动力学问题。1999年，基于多刚体系统离散时间传递矩阵法，将状态矢量和传递矩阵分别拓展为用模态方法描述柔体元件变形运动的广义坐标的状态变量和相应的传递矩阵元素，多刚柔体系统离散时间传递矩阵法被提出来，第一次实现了使用多体系统传递矩阵法解决多刚柔体系统动力学问题，并可以解决复杂多体发射系统动力学的诸多问题。2005年，二文系统传递矩阵法被提出来，完成了使用纯传递矩阵法对二文动力学进行分析。2006年，多体系统传递矩阵法和多体系统动力学方法的混合方法、受控多体系统离散时间传递矩阵法、线性受控多体系统传递矩阵法、多体系统传递矩阵法与有限元法的混合方法、多体系统Riccati离散时间传递矩阵法被提出。2007年，多体系统有限元离散时间传递矩阵法被提出，实现了不需要建立系统总体动力学方程便能够对多体系统动力学进行分析和快速计算。
经过持续发展完善以及工程实践，并与各国专家学者进行大量的学术探讨，多体系统传递矩阵法已发展成为全新的、程式化程度高、高效快速的多体系统动力学方法。多体系统传递矩阵法为发射动力学等工程技术的进步注入了新活力，在此方法的基础上，1995年，芮筱亭创立并逐步完善了基于多体系统传递矩阵法的发射动力学新理论和新技术，解决了世界许多国家极其看重并致力发展研究的多管火箭、自行火炮、舰炮等复杂的多体系统发射动力学存在的诸多问题，在许多重大工程研制、生产、试验中发挥了重要作用，经大量实践证明对解决工程问题行之有效，获得了显著的经济和军事效益，解决了多项国家工程项目面临的重要难题，产生了几项技术突破：在国际上首次得到了严格的非满管射击替代满管齐射的多管火箭密集度试验方法，解决了国家多项高新工程项目大幅度降低多管火箭密集度试验弹药消耗量重大难题，试验证实了该新技术在很大程度上优于许多发达国家的多管火箭密集度试验技术，一次测验直接节省的经费就超1200万元，由此产生的经济效益超过亿元；形成了提高多管火箭密集度新技术，大幅度提高了多项国家高新工程项目多管火箭和自行火炮的射击密集度。这些研究成果表现出多体系统传递法作为一种全新的多体系统动力学方法的独特之处和强大生命力。