飞行器虚拟实验平台开发及其在教学中的应用

为让学生掌握飞行器约束影响、轨迹规划及跟踪制导方法及仿真实验过程,开发飞行器虚拟仿真实验网络平台。该设计基于PostgreSQL数据库的网络平台开发方案,论述飞行器约束影响、轨迹规划和跟踪制导原理,阐述实验仿真过程、结果及在教学中的应用。通过该虚拟实验平台可显著提升学生的学习效率,提高学生的实践和动手能力。

双层三阶多项式拟合的弹道导弹发射点估计方法

发射点估计是炮位侦察校射雷达的重要任务之一。在仅利用雷达测量数据的情况下,先通过三阶函数拟合弹道导弹主动段时间-高度曲线估计导弹的绝对发射时刻,从而求得各个弹道轨迹点相对于绝对发射时刻的相对发射时间,然后再次利用三阶函数拟合主动段相对时间-水平位移,进而得到弹道导弹发射点估计结果。通过弹道导弹运动模型仿真具有一二级助推的弹道数据,并增加雷达观测误差,分析验证了所提方法的有效性和精确性。经测试,所提方法求解过程简单,对主动段弹道拟合准确,发射点估计精度达到0.6%以内,定位误差较传统方法降低了50%以上。

底隙对装药发射安全性影响机理的数值模拟研究

为研究底隙对装药发射安全性的影响机理,基于物质点法建立了冲击载荷下受底隙影响的热-力-固耦合装药燃烧模型。该模型模拟的PBX装药底部温度与实验结果基本一致,验证了模型的正确性。采用该模型模拟了不同底隙厚度时Composition B(COM B)装药的炮弹发射过程,分析了装药温度变化规律。结果表明:发射过程中,COM B装药温度从底部到顶部逐步降低,装药底部最可能出现点火反应;装药底部温度随着底隙厚度的增加而升高。弹底载荷峰值为324.7 MPa时,COM B装药处于安全状态的底隙厚度不超过0.062 cm。底隙中的空气在发射过程中被压缩,其温度极速升高,导致相邻的装药底部易出现点火反应。

发射系统指向角度标校方法

针对传统瞄星方法存在的效率低和“受制于天”的问题,提出了一种基于模型的标校方法。该方法把安装平台抽象为分段线性的平板模型,其误差用俯仰、偏航、滚转3个参数表示,得到包含模型误差的指向角度。同时,采用高精度卫星导航设备建立虚拟空间基准,利用二者的等价关系,通过牛顿迭代法求解出误差参数,并进行修正。理论和仿真分析表明:只需要2个测量点就可以解算整个模型,提高了标校效率;只要基准点距离身管1 km以上,基准点的测量精度对标校精度的影响就可忽略;通过合理选择基准点,可以将指向角度标校残差控制在0.001 rad。

基于单点顶推的双幅六跨刚构桥一次性合龙关键技术研究

依托全国首例双幅六跨连续刚构桥合龙项目,阐明了一次性合龙施工过程的单点顶推技术要点。针对主桥顶推施工难点,从局部构造和整体受力方面进行了优化,保证了顶推过程的可控性。在现场施工重难点梳理的基础上,针对合龙前的合龙温度选择、测量监控以及合龙过程中挂篮吊架设置、平衡配重、顶推布置、锁定、体系转换等关键技术严格把关,保证一次性合龙施工的可靠性,可为类似双幅多跨连续刚构桥合龙施工提供解决方案。

基于三维空间的激光驾束炮射导弹设计及外弹道仿真

在激光驾束炮射导弹外弹道半实物仿真,以装备模拟器为核心的军事仿真训练系统的研究背景下,建立炮射导弹的外弹道运动学方程和动力学方程;以“芦笛”炮射导弹为参考模型,对导弹进行总体结构设计,并进行三维建模;并用Missile Datcom软件编程对炮射导弹的气动力系数和气动力矩系数进行计算;最后运用MATLAB软件建立炮射导弹的仿真模型,通过函数提取气动特性计算得到炮射导弹在打击目标时外弹道及飞行姿态随时间变化的曲线,并对其进行分析,实现在三维空间下运用三点法对任意运动目标进行精准打击。

考虑落点修正的圆形浮标阵高精度投放控制方法

圆形阵是常见的典型浮标阵型,目前圆心浮标阵的投放控制方法存在空中航路过长、投放过程未考虑风的影响等问题。本文研究了考虑落点修正的圆形浮标阵高精度投放控制方法,在空中航路规划时,考虑到风速风向影响进行落点修正,并能够在载机建立稳定盘旋标识后,根据载机运动航向完成浮标投放顺序的规划,最后以方位角和偏航距为判断条件,解算投放指令。本文的投放控制方法,具有航程较短、飞行效率高的特点。

固体捆绑火箭联合摇摆控制方法

针对固体捆绑运载火箭固体发动机大范围推力变化、推力不同步问题,提出了一种固体捆绑火箭联合摇摆控制方案。首先利用燃烧室压强估算各台固体发动机实时推力,根据推力变化在线修正控制器参数,以适应固体发动机大范围推力变化;然后采用推力不同步前馈控制,消除推力不同步影响;最后采用固体发动机下沉角实时补偿控制方法,消除固体发动机摆心漂移影响。经仿真验证,该方法可有效解决固体助推器间推力不确定和推力不同步带来的控制难题,大幅提高姿态控制精度,提升固体捆绑火箭飞行适应能力。

发射点定位误差对发射方位角的影响

发射点定位误差对发射坐标系的影响不仅仅在于坐标系原点不准 ,而且还会影响发射方位角 ,从而会有欧拉角的转换。首先依据确定平面的几何原理和求解平面夹角的余弦公式 ,在地心坐标系下 ,得到发射方位角与发射点、目标点的简洁的解析关系 ;然后 ,通过地心坐标系为中介推导了发射坐标系的扰动矩阵。由此 ,可得到发射点经度。

两种坐标系下惯导传递对准效果比较

分别建立了发射点惯性坐标系和当地地理坐标系下的惯导误差传播模型,以及典型匹配模式下的传递对准基本方程。基于运载火箭主动段飞行,分析了姿态机动运动对两种坐标系下传递对准的不同影响。数学模型和仿真分析表明,两种坐标系下的传递对准在原理和系统特性上均有较大差异。典型匹配方案的对准效果对比表明,发射点惯性坐标系内的"角速度+加速度"匹配是一种能够实现子惯导快速、准确初始化的有效方法。

带航路规划的反舰导弹盲目射击攻击模型及性能研究

具备航路规划能力的远程反舰导弹的出现,要求发展与之相适应的射击方式.导弹盲目射击的主要思想就是在目标大致位置已知而准确位置未知的情况下发射远程导弹,依靠导弹的火力机动和远距离大扇面搜索,实现对目标散布区的覆盖,实现导弹的自主作战.推导了导弹盲目射击攻击方式的计算模型并进行了仿真,由仿真结果分析了各种因素对攻击方式的影响.结果表明:当导弹数量较少或敌对抗火力较强时,所有导弹应朝目标散布中心射击;当目标散布区较大时,应将导弹平均分配给多个瞄准点.

基于空中发射点的在线诸元计算方法研究

现代战争的快节奏要求弹道导弹具有快速机动发射能力,采用伪卫星组合制导的弹道导弹随机快速发射需要诸元在线计算。提出了一种基于空中发射点的在线诸元计算方法,该方法具有计算量小、制导方法误差小的特点,可用于陆基机动弹道导弹或潜射弹道导弹的快速发射。

空间紧急救援发射点机动布置研究

在轨运行的航天器出现故障时,如果能够及时从地面发射救援飞行器对其进行救援,则可能避免重大损失。因航天器出现故障的具体时间无法预知,被救援的目标也可能是多个对象(如星座)之一,所以被救援对象的相位难以确定。故单个固定发射点通常不能满足紧急救援发射任务的要求,需要多个发射点同时合理机动布置,以具备对目标全相位救援的能力。本文计算了要实现全相位救援时所需的最少发射点数量;研究了两种不同约束条件下的发射点机动布置方案;通过仿真计算验证了布置方案的正确性。

唐山7.8级地震前的震中迁移与远台前兆的关系

以震中迁移始发点的前兆讨论了唐山7.8级地震震中位置的预测,并以此为例分析了汶川8级地震和芦山7级地震的前兆问题。另外,从震中迁移延长线上的前兆来讨论了唐山大震的发生时间。

盾构施工小半径曲线始发点及始发方向探讨

在地铁建设各区段的盾构施工线路始发选择上,由于受始发结构或端头加固范围等因素的影响,通常按设计轴线始发将无法满足曲线始发的要求。在施工中,要抓住轴线曲率大、半径小、盾构难控制的特点,根据规范要求进行详细计算,并结合实际情况,对始发点及始发方向进行调整。

绕月自由返回飞行任务的轨道设计方法

针对绕月自由返回飞行提出一种任务轨道设计方法。在双二体模型下基于圆锥曲线拼接和能量匹配原则迭代计算初值,采用Broyden法构造新的微分修正格式,在精确模型下分别针对三组不同的目标变量和目标值对初值进行逐级修正使之满足再入参数。采用简单迭代调整近地点时刻、飞行时间完成发射弹道拼接和落点位置匹配,迭代初值根据落点纬度插值确定,插值表通过对若干飞行时间进行初值计算和发射弹道拼接构造。算例表明,该流程能够扩展初值计算的适用范围,具有良好的收敛性和计算效率。

柔性喷管六自由度真实摆角测量系统研制

通过对发动机柔性喷管推力矢量控制伺服系统动态特性进行了研究,研制了一种能够真实反映柔性喷管在全轴摆动状态下的动态特性的试验系统;两组角位移传感器输出轴通过十字型构件组合在一起,正交配制,线位移传感器则和十字型构件上固定的一组角位移传感器输出轴联结在一起,组成极坐标传感器,可以准确实时获得柔性喷管在全轴摆动过程中的六自由度数据;该真摆角测量系统能够用于测量固体发动机柔性喷管空间摆角、摆心变化量及推力矢量控制伺服系统性能特性,具有广阔的应用前景和良好的经济价值。

导弹预警卫星对TBM发射点参数估计精度分析

基于TBM助推段交汇定位和弹道建模方法,分析讨论了TBM发射点参数估计模型和精度影响因素,重点考虑星载传感器LOS测量误差的影响,通过仿真分析给出了扫描相机、凝视相机对两种不同射程TBM发射点位置和发射时刻的估计精度。

舰炮初速对命中点预测误差影响分析

针对舰炮初速对命中点预测误差定量评估的问题,建立了目标运动简化方程。利用Cramer-Rao下界理论,分析了滤波时间、数据采样间隔、预测时间、弹丸飞行速度等对命中点预测误差的影响,推导出命中点位置预测误差计算模型,并引入舰炮初速增大误差下降比作为命中点预测误差变化的衡量指标。以目标在匀加速和匀速运动为例,进行了仿真计算,结果表明:提高舰炮初速能够明显降低命中点预测误差,由此验证了该模型与方法的正确性。

预警卫星对弹道导弹发射点战术参数的估计

为了对导弹发射点战术参数进行准确估计,需要根据预警卫星的探测信息对导弹进行定位。基于双星定位原理及导弹弹道特性,给出了从测量坐标系到地球固定坐标系的转换模型、发射点时刻以及发射点位置估计模型,并利用仿真工具STK,结合美国新一代导弹预警卫星系统——空间跟踪与监视系统(STSS),对发射点战术参数的估计进行了仿真。仿真结果表明了该算法的有效性,并说明STSS与传统预警卫星相比,具有更好的探测预警能力。