导弹等离子体合成射流流动控制技术综述与展望

在反导技术不断发展的背景下,为提高导弹的命中率,需要对导弹的机动性、快响应性等提出更高的要求。近年来,由于响应时间短、无机械部件、工作频带宽等优势,基于等离子体合成射流激励器的主动流动控制技术成为兵器科学与技术以及航空航天领域的研究热点。该技术在导弹的快响应气动力控制、横向主流干扰控制、激波控制、激波/边界层干扰控制等流动控制领域均展现出巨大的应用前景,为减小导弹的阻力、提高导弹的机动性、快响应性等提供了技术保障。结合近二十年来国内外的相关文献资料,以及多年的研究经验,对导弹等离子体合成射流流动控制技术的原理内涵、发展状况、关键问题等进行阐述和总结,以便为相关研究人员提供帮助。

面向武器即插即用的飞机/悬挂物接口技术研究

【目的】飞机/悬挂物接口是实现武器与飞机集成的关键环节。面向武器即插即用开展飞机/悬挂物接口分析与研究,可以为飞机与悬挂物之间的接口设计提供参考。【方法】借鉴国外武器即插即用技术研究成果,分别从机械接口、电气接口、逻辑接口的角度开展接口需求分析,寻找出当前飞机/悬挂物接口设计中的薄弱环节,进行重点研究。【结果】通过研究分析,飞机与悬挂物之间的机械接口、电气接口应用基础较好,而逻辑接口却成为限制武器即插即用的瓶颈。因此,进一步提出了基于通用飞机/悬挂物接口框架(GASIF)的逻辑接口设计方法。【结论】飞机/悬挂物接口承担着连通飞机与运载悬挂物、任务悬挂物的关键作用,只有机械接口、电气接口、逻辑接口协同推进,才能实现武器即插即用的最终目标。

一种空空导弹攻击区的快速解算方法

针对传统空空导弹攻击区解算过程较慢的问题,结合变步长积分、气动系数拟合及最大最小边界快速搜索算法,建立了一种基于三自由度弹道模型的空空导弹攻击区快速解算方法。仿真结果表明,该算法在满足计算精度要求的前提下,大大提高了攻击区的解算速度,保证了机载武器系统的实时性要求,对火控系统实时解算攻击区边界具有重要的参考意义。

红外成象型空空导弹目标识别与跟踪算法研究

根据红外成象制导型空空导弹图象传感器在目标识别与跟踪过程中获得的图象序列的特点。提出了一种基于红外图像序列的弹道终端红外图象跟踪时的跟踪算法,实现了目标特征点的自动识别与跟踪。文中以最大距离法对目标图象进行分割,以机头部位为局部图象跟踪时的跟踪部位,分析了导引头投影成象模型以及弹目距离、相对速度对目标图象变化情况的影响,研究了中段形心跟踪模式与末端局部图象跟踪模式的转换时机,定义了确定目标充满视场程度以及阻塞视场与否的两个判据。最后,以实测的飞机红外图象对文中提出的算法进行了仿真,结果表明本文的算法是可行和有效的。

用附加辐射源对抗反辐射导弹的布防研究

研究附加辐射源对抗反辐射导弹(anti-radiation missiles,ARM)布防方案中有关点源间距选择的问题。从空间分辨条件和ARM几何运动分析出发,推导ARM以任意攻击角斜入射时,两点源能够安全诱偏ARM的间距的数学模型,确定了假定条件下的最佳诱偏距离。计算分析ARM分辨角、攻击角和点源间距对诱偏效果的影响。指出选择点源间距时,仅按垂直入射情况选择的间距不能完全保证辐射源的安全,应该考虑ARM斜入射的情况。

多点源诱偏系统对抗反辐射导弹效能分析

基于有源诱偏系统对抗反辐射导弹(ARM,Anti-Radiation Missile)的理论,导出诱偏误差公式,以3种典型布局方案(三点源布局1、三点源布局2及四点源布局)为例,对误差公式进行简化处理,通过数值计算得到诱偏误差曲线,分析不同布局方案下辐射源功率比对诱偏误差的影响;同时分析ARM的实际攻击过程,引入ARM机动修正,通过仿真分析得到ARM落点图和雷达保护概率曲线,对比不同布局方案下的诱偏效果,结果表明四点源布局为最优方案,对研究多点源诱偏系统对抗ARM的作战效能具有指导意义.

基于航路规划的反舰导弹发射顺序和间隔研究

在反舰导弹实际战术使用中,为提高突防概率,主要是采取数量饱和攻击的样式,且要求多枚导弹同时到达目标。目前某些反舰导弹具有航路规划功能,只要合理确定导弹的发射顺序和间隔,可以实现同时到达。本文从2条典型反舰导弹的航路入手,建立了简化的航路规划模型,对不同攻击角的航路航程飞行时间进行了仿真计算,并与直接攻击导弹的航程飞行时间进行比较和分析,得到了齐射多枚反舰导弹时进行航路规划的攻击差角、发射顺序和间隔等的具体结果,有一定的理论价值和实际使用参考价值。

电视遥控制导导弹作战效能评估与仿真

建立了电视遥控制导导弹作战效能的仿真模型,对电视遥控制导导弹进行了全弹道的三维数字仿真计算。运用蒙特卡洛法得到了毁伤概率、命中精度和达到指定毁伤概率所需导弹数等作战效能评估指标,并分析了影响其效能指标的若干因素。仿真结果表明,电视遥控制导导弹命中精度高,毁伤概率大。

基于云模型和FAHP熵权的空地弹药效能评估

准确、科学地评估空地弹药的作战效能,对武器装备的设计、研制、试验、采购、作战使用及维护具有重要的意义。充分利用云模型可将定性指标的模糊性和随机性有效结合的特点,构建了空地弹药作战效能的综合云评估模型。针对现有确定指标权重的方法存在主观性较强的不足,提出一种基于模糊层次分析法(FAHP)熵权的权重确定方法,有效利用了主观信息和客观信息。实例分析表明该模型可准确、客观、有效地评估空地弹药的作战效能。

多任务空地武器多目标协同优化任务规划算法研究

在复杂的战场作战环境中可能存在多个动态威胁,如何快速规划出最优航路是攻击任务顺利执行的关键。本文提出一种在文化算法框架下稀疏A*算法与遗传算法(Genetic Algorithm,GA)相结合的动态航路规划算法,用于多任务空地武器多目标协同任务优化中。算法基于文化算法思想框架,首先利用稀疏A*算法快速获取初始航路及航路点信息,并将获取到的信息作为知识送入信仰空间存储,指导遗传算法对种群空间个体在有效范围内优选可行航路点,从而实现最优化目标任务分配及航路获取。仿真结果表明,算法能够有效避开威胁,减少遗传算法规划整体航路的飞行距离,完成多任务空地武器多目标协同任务规划。

攻角对空空导弹与载机分离过程的影响

为了保证空空导弹与载机的安全、稳定分离,对不同攻角下空空导弹与载机的分离过程进行研究具有重要意义。基于对计算流体力学控制方程与六自由度(6DOF)外弹道运动方程的耦合求解,对不同攻角下空空导弹与载机的分离过程进行了数值计算。结果表明:攻角对分离流场、导弹气动参数及导弹的运动规律都有影响。攻角阻碍导弹与载机分离,且攻角越大阻碍能力越强,导弹俯仰越剧烈。攻角较小时(α=0o、5o),导弹能够安全稳定的与载机分离;攻角较大时(α=10o、15o、20o),导弹与载机间距较小,对导弹的安全稳定分离产生威胁。

初始投放条件对内埋式导弹分离轨迹的影响

采用有限体积法对欧拉方程进行离散,耦合求解六自由度运动方程,运用非结构动网格技术计算了导弹在三种不同初始条件下从三维开式弹穴中投放后的分离轨迹和姿态变化情况,分析了各种现象产生的原因,给出了较为理想的内埋式导弹发射方式。

空空导弹虚拟样机建模初探

虚拟样机技术是现代集成制造系统领域新兴的前沿技术,也是复杂战场环境下空空导弹性能分析和数字验证的主要技术手段。文中针对空空导弹虚拟样机建模的三个主要方面:建模原则、功能作用、关键技术展开论述,提出了层次化、模块化、标准化的建模原则,适应产品全寿命周期的功能设计及快速原型样机技术、面向对象的模型库技术等主要关键技术,最后对虚拟样机的发展趋势进行了展望。

一种改进的机载反辐射导弹作战效能评估方法

大气波导对反辐射导弹作战效能将产生一定的影响。根据机载反辐射导弹攻击水面目标的作战流程确定评估指标,基于传统的概率评估方法,引入大气波导影响因子,建立一种改进的大气波导条件下机载反辐射导弹作战效能模型。应用实例表明在大气波导条件下反辐射导弹的作战效能有所提升,符合大气波导对反辐射导弹作战能力产生有利影响的实际情况,验证了该模型的有效性和实用性,为机载反辐射导弹作战效能评估提供了一种新的方法和途径。

基于在线RBF神经网络的BTT导弹控制器设计

针对BTT导弹飞行控制系统的自适应鲁棒控制问题,基于反馈线性化控制和自适应RBF(radical base function)神经网络控制系统设计方法,设计了高精度鲁棒飞行控制器。提出在线权值修正算法,使RBF神经网络能实现对飞行控制系统动态逆误差的在线逼近,进而实现对系统不确定性和外界扰动的实时补偿。通过数值仿真,对所设计的飞行控制器进行了有效性验证。仿真结果表明,相比仅采用反馈线性化控制的飞行控制器,文中提出的飞行控制器能较好地跟踪期望的指令角度信息,鲁棒性能更优。

基于数据建模的空空导弹攻击区仿真

为了分析某型空空导弹攻击区在多影响因素下的变化规律,提出了基于仿真数据建模的研究方法。使用四阶龙格—库塔法对攻击区快速模拟模型进行解算,计算结果存为数据库形式,并在此基础上对仿真数据进行二次建模分析。仿真结果具有良好的可视性,方便研究人员对其进行分析和利用,并且通过与现有结论进行对比,也证明了这种建模分析方法的科学可靠性。

空地电视制导导弹作战使用研究

研究空地电视制导导弹的作战使用,包括电视跟踪方式和电视导引头作用距离的影响因素,有利于更好地制定使用该种武器的战术,充分发挥其作战效能。通过ADC法建立的空地导弹的作战效能评估模型表明,与高炮相比,地空导弹的拦截是导弹的主要威胁,选择合适的导弹巡航高度,可以明显改善导弹的安全性能,对于提高空地电视制导导弹的作战效能提供了一种新思路。

基于图论的电视指令制导空地导弹航路规划

针对电视指令制导空地导弹的作战使用特点,建立了导弹航路代价模型,分析了影响导弹航路规划的距离和角度约束,基于图论理论并采用逆推方式实现了导弹的航路规划并给出了导弹发射区。仿真结果表明,所得航路不仅满足导弹的各种使用限制、路径最短,还可以有效地规避航路中的威胁,提高导弹的生存概率。

突防飞机对敌预警系统随队支援干扰任务分配

针对目前干扰任务分配模型比较简单,在实战环境中适应性差的问题,以实战中多参数,多约束条件为基础,改进了目前的干扰任务分配模型;根据改进模型非线性,参数多,传统算法求解困难的特点,引入粒子群算法对模型求解。最后以干扰型空射诱饵弹与敌预警雷达对抗为例,对三种典型态势进行了仿真分析,结果说明了改进模型的有效性。

巡航导弹协同突防的效能优化设计研究

为了提高巡航导弹突防的效能,利用干扰型空射诱饵弹与巡航导弹协同突防;并分析了干扰型空射诱饵弹的诱骗功能及电子干扰功能对敌防空导弹系统探测距离及杀伤概率的影响;利用排队论的突防概率模型,计算了使用干扰型空射诱饵弹时的突防概率和效费比;修正了巡航导弹与防空导弹系统对抗的兰彻斯特方程,仿真分析了干扰型空射诱饵弹对时效性的影响;并和基本型诱饵弹与巡航导弹协同突防的效能进行了比较,结果表明,干扰型空射诱饵弹比基本型诱饵弹更有利于提高巡航导弹的突防效能。