激光制导炸弹半实物仿真模型与应用

激光制导炸弹攻击目标时的脱靶量是反映其制导性能和作战效能的重要参数。为了高精度、低消耗地检验激光制导炸弹的脱靶量,该文研究了半实物仿真与实弹试验相结合的检验方法。将制导炸弹、激光目标模拟器、五轴转台、仿真计算机以及仿真计算程序相联接,构建了半实物仿真系统并进行了仿真实验。通过制导炸弹飞行力学理论校核和制导炸弹投弹试验数据修正,获得了准确可信的制导炸弹仿真模型。对飞机挂载激光制导炸弹实施投弹试验,获得脱靶量试验结果。将仿真结果和实弹试验结果融合起来,对制导炸弹脱靶量进行评估,可获得精度较高的脱靶量评估结果。

激光制导炸弹半实物仿真模型的校核与验证

为了检验激光制导炸弹半实物仿真模型的准确性,建立了激光制导炸弹的飞行动力学、运动学方程及其计算程序,将激光制导炸弹、激光目标模拟器、五轴转台与仿真计算机联接,构建半实物仿真系统,进行半实物仿真实验,获得仿真数据;运用制导炸弹的概念和飞行力学理论校核仿真模型的正确性;利用无人机挂载激光制导炸弹实施投弹试验,分析、对比试验数据与仿真数据,验证仿真模型的准确性。

近红外目标仿真模型建模技术

为了检验近红外制导炸弹的命中精度,通常在实验室进行半实物仿真试验,需要研究近红外目标仿真模型,将其置入目标模拟器中,由近红外导引头跟踪目标,仿真制导炸弹识别、跟踪、击中目标的全过程。基于仿真建模原理、理论和方法,研究了环境建模、地形地物建模、天空背景建模、海天背景建模、雨雪特效建模和近红外目标建模等技术,建立了多种静态、动态仿真模型,以及仿真模型的驱动程序,实现动态、逼真地显示仿真模型,用于近红外制导炸弹的半实物仿真试验。

弹丸对雷达隐身的技术

为了实现弹丸对炮位侦察校射雷达隐身,研究了弹丸对雷达隐身的原理和结构,采用改进弹丸表面和形状的技术,实现弹丸外形隐身,研制S波段、X波段窄带吸波材料,涂覆在弹丸表面上,实现弹丸窄带吸波材料隐身,测试了隐身弹丸的雷达散射截面及其对雷达的隐身效果,结果表明:与传统的杀爆弹相比,隐身弹丸的雷达散射截面明显减小,被雷达探测到的距离显著缩短,弹丸具备了隐身性能。

机载预警雷达转台的疲劳寿命相似物理模型设计

为了用较低的费用检验机载预警雷达转台的疲劳寿命,需要设计与转台几何相似、体积较小、成本较低的物理模型,用物理模型代替原型进行疲劳寿命试验;分析了转台的受力和失效机理,建立了转台疲劳寿命相似物理模型的设计准则、外载荷施加准则,研究了相似物理模型设计准则、外载荷施加准则之间的相容性,解决了相似物理模型设计、外载荷施加之间的矛盾,建立了机载预警雷达的转台疲劳寿命相似物理模型的设计方法。

一种S波段的超材料设计研究

为提高S波段窄带吸波材料涂层的吸波能力并减小其厚度,研究利用频率选择表面与窄带吸波材料涂层组成复合结构,形成一种超材料,以增加吸收雷达波的能力;运用等效电路和传输线理论分析超材料的吸波原理,利用矩量法仿真计算超材料的反射率,并制作超材料试件,在微波暗室中对超材料进行反射率测试,结果表明该超材料具有显著的吸波能力。

如何进行常规兵器定型试验的数据分析

文章探讨了质量管理体系中试验数据分析的时机、范围、程序及方法,提供了试验数据分析报告格式,交流了试验数据分析过程中的几点体会,并提出了几条建议,可为常规兵器试验组织及其相关人员进行试验数据分析工作提供借鉴与参考。

以非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验研究

为减少转管炮身管寿命试验的用弹量,研究用非满管代替满管进行转管炮身管寿命试验的技术。建立炮口振动位移计算方程,利用高阶傅里叶级数拟合炮膛合力,获得炮膛合力的频域函数;利用模态实验获得了转管炮的模态参数,构建转管炮起落部分的频响函数;利用频响函数计算了转管炮在满管射击、非满管射击方式下的炮口振动位移。以满管射击、非满管射击方式下炮口振动位移的一致性为原则,确定身管寿命试验方案。通过试验验证了满管射击、满非管射击方式下的身管寿命试验结果具有一致性,从而获得用弹量较少的身管寿命试验方法,节省了试验的弹药消耗。

靶场试验“需要确认的过程”的识别与控制

文章探讨了武器装备在靶场试验中"需要确认的过程"的识别方法与控制要点。以火炮和火箭炮试验为例,分析了靶场试验中存在的"需要确认的过程",明确了识别与控制过程中需要注意的几个问题,可为承担武器装备试验的组织及人员提供借鉴与参考。

常规兵器定型试验阶段的不合格品管理

本文针对当前人们对常规兵器定型试验期间"不合格品"认识不清的问题,通过对"不合格品"概念和内涵的分析,辨析了被试品"不合格品"和试验服务"不合格品",重点探讨了这两类不合格品的管理方法和程序,并分析了"不合格品"与"不符合项"的区别及联系,可对常规兵器定型试验靶场加强不合格品管理提供借鉴与参考。

论常规兵器试验中试验任务要求的确定

文章探讨了常规兵器试验中"与产品有关的要求"确定的时机、人员职责、要求、内容及程序,提出了确定试验任务要求的建议与意见。为承担常规兵器试验的组织及相关人员进行试验任务要求的确定提供借鉴与参考。

基于卓越绩效模式的武器装备质量管理改进

根据当前我国武器装备研制、定型试验、生产等环节质量管理体系运行有效性不高的现状，论述了采用卓越绩效模式的必要性和重要意义；按照卓越绩效管理模式的基本理念、特点和武器装备的工作实际，有针对性地提出了基于卓越绩效模式质量管理工作改进的总体思路和具体措施，可起到优化体系，提高运行绩效的目的。

武器装备试验靶场质量管理体系的监视和测量

通过对武器装备试验靶场如何进行监视和测量这一具体问题的研究，将靶场试验工作实际与GJB 9001B-2009《质量管理体系要求》中8．2“监视和测量”条款紧密联系起来，分析了武器装备试验靶场质量管理体系中监视和测量的层次、内容和存在的问题；探讨了靶场质量管理中监视和测量的实施方法；针对监视和测量中存在的问题，提出了相应的对策。

基于全膛烧蚀磨损特征的火炮内弹道仿真研究

为提高烧蚀火炮内弹道仿真精度,在文献[1]火炮烧蚀内弹道理论基础上,保持火药几何燃烧定律、火药燃速定律和体现起始部膛线烧蚀的弹丸起动压力方程不变,通过对变炮膛截面积、变药室容积、弹后烧蚀容积增量等全膛烧蚀磨损特征的分析和计算,建立体现全膛烧蚀的弹丸运动方程和内弹道基本方程,从而建立烧蚀磨损内弹道模型。借鉴经典内弹道诸元解算方法,导出烧蚀磨损内弹道模型解算方法。以某火炮试验数据为例进行仿真烧蚀磨损内弹道计算,仿真结果表明:初速仿真值与试验值误差为0.9%,能够满足火炮工程实践3%的仿真误差要求;仿真精度优于文献[1]的火炮烧蚀内弹道方法,证明了所建立的烧蚀磨损内弹道模型和诸元解算方法是正确的,可用于烧蚀磨损火炮身管寿命预测。

基于Simulink的RTX实时环境导弹半实物仿真编程技术研究

为了编制实时、稳定运行的导弹半实物仿真程序,研究了基于Windows+RTX实时环境下编制导弹半实物仿真程序的技术。利用MATLAB/Simulink/RTW软件工具图形模块化设计导弹仿真模型,并转换成C语言程序;对C语言程序进行实时性改进和移植,形成能够在Windows+RTX实时环境下稳定运行的仿真程序;以某型导弹的半实物仿真为例,设计的仿真程序能在Windows+RTX实时环境下运行,验证了该方法的正确性、可行性。

半隐身弹丸对雷达的隐身性能研究

为了实现弹丸对炮位侦察校射雷达隐身的目的,研究弹丸对雷达隐身的技术,在弹丸外形隐身的设计上采取全隐身和半隐身两种结构方式。全隐身弹丸是完全依据外形隐身设计规范而设计的,其结构为次口径碟形隐身弹丸,虽然其隐身效果突出,但牺牲了弹丸威力和精度。为了在保持弹丸威力和精度前提下实现雷达隐身的目的,采用全膛隐身弹丸结构,弹丸前定心部表面不涂覆吸波材料、直接接触炮膛,成为半隐身弹丸。设计制造X波段、S波段半隐身弹丸,并在试验中利用炮位侦察校射雷达搜索、跟踪半隐身弹丸,检验半隐身弹丸对雷达的隐身效果,试验结果证明半隐身弹丸的确具备隐身性能。

“金属风暴”武器的耦合膛压测试弹设计

为了获得“金属风暴”武器发射过程中的耦合内弹道参数,以达到武器系统优化改进目的,设计测试“金属风暴”武器相邻弹丸之间耦合膛压的测试弹。针对30 mm小口径武器弹上空间有限、耦合膛压导致弹丸同时受弹底压力、弹前压力,力学特性复杂的问题,设计了测试弹的机械结构,将薄膜压电传感器、加速度传感器、信号采集调理、信息处理和存储、通信传输、电池等电路系统集成一体,制成了耦合膛压测试弹;为了提高耦合膛压的测量准确性,利用加速度测试结果对薄膜传感器压力测量结果中的惯性力进行了修正。利用“金属风暴”武器开展了射击试验,检验了耦合膛压测试弹的性能。试验结果表明:耦合膛压测试弹的机械强度满足发射及回收要求,测试弹机械结构可以保护薄膜传感器不被火药气体烧蚀,经过加速度传感器修正处理可以得到弹丸发射期间的弹底压力与弹前压力,耦合膛压测试弹能够获得“金属风暴”武器的耦合内弹道参数。

隐身弹丸的弹底托分离技术设计

为了实现弹丸对炮位侦察校射雷达隐身,以达到提高炮兵战场生存能力的目的,研究了外形隐身技术和材料隐身技术。针对弹丸表面2条铜弹带和闭气环槽的雷达波散射较强,不符合外形隐身设计规范的问题,研究设计了弹底托,将弹底托与隐身弹体之间用铝制螺栓连接。隐身弹丸发射出炮口后,弹底托迅速脱离弹丸,从而实现弹丸外形隐身。基于弹底托结构设计了全隐身弹丸、全膛半隐身弹丸、有船尾的全膛半隐身弹丸,并进行了试验验证,用以检验弹底托分离的性能以及隐身弹丸对雷达的隐身效果。试验结果表明:弹底托能够迅速、可靠地完成分离动作,保证了全隐身弹丸和全膛半隐身弹丸的隐身性能;带有铜弹带和闭气环槽的有船尾的全膛半隐身弹丸的隐身性能不佳。

制导炸弹半实物仿真系统误差对仿真结果的影响

在制导炸弹半实物仿真试验中经常发现,同一发制导炸弹多次仿真的俯仰角差别较大,同一批次制导炸弹投弹试验的遥测俯仰角与仿真俯仰角差别也较大,但是俯仰角的收敛趋势均一致,实测脱靶量与仿真脱靶量都合格,且具有一致性。为了分析出现上述现象的原因,基于协方差分析描述函数法(CADFT),建立了制导炸弹半实物仿真系统的误差传播理论,计算了仿真姿态角和姿态角速度的误差。分析了仿真姿态角和姿态角速度的误差对仿真结果的影响。结果表明,在仿真系统各种误差中,气动力和气动力矩误差是主要误差,是引起仿真俯仰角差别的重要原因;姿态角的动态验模方法不适用于制导炸弹仿真模型,而脱靶量的静态验模方法适用于制导炸弹仿真模型。