弹道导弹制导计算中扰动引力的快速赋值

主动段扰动引力是引起弹道导弹制导方法误差的主要因素。因此,要提高导弹的制导精度,就必须能够在弹上实时计算扰动引力。但现有方法在计算快速性和存储量之间无法得到有效协调。为此,把广义延拓逼近思想引入有限元逼近方法中,将插值单元周围节点的信息也包含到单元内一点扰动引力的计算当中,建立了一种新的数学模型。对所选发射空域,在发射坐标系中进行了直角坐标划分。计算结果表明,这种方法能够更加精确地逼近弹道导弹主动段的扰动引力,在600 km×250 km×6 km的主动段飞行区域内,只需要保存60个节点数据,就能使由逼近误差导致的落点偏差小于10 m,是一般有限元逼近方法精度的4倍以上。

机动发射的弹道导弹飞行诸元的快速计算

基于解析预报与数值寻优相结合的方法,本文研究机动发射的弹道导弹飞行诸元快速设计问题.首先,利用线性回归方法建立了导弹诸参数与发射信息之间的多项式拟合关系式,利用该式可以得到飞行方案诸参数迭代初值;然后,以弹道落点纵向偏差、横向偏差及弹道顶点高度偏差平方和极小为指标函数,采用Levenberg-Marquardt方法搜索诸参数精确解;最后,以民兵III弹道导弹为例,对所提方法进行了仿真验证,研究结果表明,该方法计算量少,适合已定参数的导弹大范围机动发射的快速计算,且在落点精度要求不高的情况下,可以用解析表达式的解作为弹道飞行方案诸元的值,对目标进行打击.

基于MCMC的导弹主动段突防仿真及灵敏度分析

能否对抗预警卫星的早期预警探测是弹道导弹主动段突防的关键。结合导弹主动段飞行仿真、主动段红外特性计算和预警卫星红外探测仿真,基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov chain Monte Carlo,MCMC)方法构建了导弹主动段突防仿真模型,并建立了导弹主动突防参数灵敏度分析的响应面近似函数模型。通过导弹主动段突防仿真与参数分析算例,定量给出了导弹主动段性能参数对其突防能力的影响,验证了方法的有效性。

导弹主动段扰动引力的分段梯度法逼近

为解决弹道导弹扰动引力计算量大、在目前的弹载计算机上无法实时计算的问题,提出了扰动引力的分段梯度法快速逼近,分析了该算法的逼近效果以及弹上计算实现的可能性.在计算机Pentium2.0G上进行仿真,扰动引力分段梯度法快速逼近速度可达0.001 15 ms,证明扰动引力的分段梯度法逼近是可行的.

应用光滑粒子流体动力学方法仿真引信撞击雨滴过程

针对引信防雨机构优化设计需要清晰了解高速撞击雨滴过程的问题,应用光滑粒子流体动力学方法,建立了其与有限元方法耦合数值模型,仿真了弹头引信高速撞击球形雨滴过程。仿真结果与已有试验结果和理论较为吻合,说明该数值分析方法可行、准确。以美国M594引信头部外凸刚性剪切式防雨触发机构为例,仿真了引信高速撞击雨滴过程并得到了相应的机构动态特性。

超音速弹丸低伸弹道的近似解析解

针对引信和弹药试验用超音速弹丸低伸弹道诸元求解过程较为复杂的问题,利用超音速段空气阻力定律有理式函数经验公式求解弹丸低伸弹道质心运动方程组,提出了超音速弹丸低伸弹道诸元中速度与时间的解析函数式。该解析式编程简单,应用方便。实例表明,所得到的超音速弹丸低伸弹道诸元近似解析解公式具有较高的求解精度。

高阶近似黎曼解模型在火炮内弹道两相流中的应用研究

为了提高对内弹道两相流过程中复杂激波系的捕捉能力,将基于Roe型格式的近似黎曼解模型推广到火炮两相流数值模拟中,通过TVD性质高阶修正以及显式时间步分裂4阶Runge-Kutta法,构造了气体—固体两相流高阶黎曼近似格式,并保证了气体—固体两相格式的一致性。通过与激波管、源项验证等具有解析解的经典算例进行对比,验证了所构造高阶方法的准确性与稳定性。点火管数值验证结果准确形象地模拟了点火管内复杂两相流动过程,分析了不同因素对于点火性能的影响,并与实验结果进行对比分析,说明了基于Roe格式的高阶近似黎曼解模型在处理火炮膛内强间断及复杂波系时有较强的分辨能力。

沿飞行弹道的扰动引力逼近方法

为实现导弹飞行过程中的扰动引力补偿,提出了一种基于网函数逼近理论的扰动引力模型构建和快速赋值方法。推导了该方法的赋值误差,分析了影响赋值精度的主要因素,计算了该方法应用于不同射程、不同射向及不同区域弹道中的扰动引力重构结果以及由赋值误差产生的落点偏差。结果表明,对于射程为12 000 km的弹道,当存储量约为1 000个数据时,即可将赋值误差及其引起的落点偏差控制在10-2mgal量级和8 m以内,全程弹道生成时间远小于其他方法。该方法能够实现沿任意飞行弹道的扰动引力快速赋值,其赋值精度、计算速度和存储量均满足弹道计算要求。

基于高阶黎曼近似解的膛内多相燃烧过程研究

为了更加精确地描述制导炮弹膛内多相燃烧过程,保证其发射安全性,基于高阶近似黎曼解模型,构造了某制导炮弹双一维内弹道两相流高精度近似黎曼离散格式,对膛内高温高压多相燃烧过程进行了相关数值模拟。数值仿真结果与实验结果符合较好,数值结果准确地描述了制导炮弹膛内复杂多相燃烧过程,完整地呈现了高温高压变截面条件下的膛内复杂波系发展过程,为后续研究不同装药条件对制导炮弹的内弹道特性及发射安全性的影响奠定了理论基础。

巡航导弹飞行初段弹道交叉近似计算方法研究

针对巡航导弹初段飞行特点,建立了解析近似计算模型和设计计算流程,可为指挥员进行火力规划提供参考。

火炮射表数据处理中几个有关问题的讨论

本文是文献的继续,主要研究射表数据处理中的几个技术问题。其中包括:自变量、逼近多项式的结构、项数和逼近精度的选择问题,以及广义正规方程组的解法、选项中的异常现象和贼点剔除问题等。它们是正确和有效进行射表数据处理的重要因素,是必须很好解决的问题。

火炮射表数据处理计算步骤和程序框图

本文是文献［１—３］的继续，主要研究火炮射表数据处理算法的计算步骤和程序设计框图。这两个内容是正确进行程序设计、分析和使用的重要环节。

基于层权法改进弹道计算中气象数据使用

针对远程弹药弹道解算中所采用气象数据无法覆盖全弹道段的问题,提出了一种利用近似层权法改进弹道计算中非标准气象数据的运用方法;通过推导近似层权法公式,得出真空条件下,炮射点和落点气象条件对弹道区域内不同位置气象条件影响的权值,利用该权值和两组气象数据,得到沿弹道水平方向和竖直方向变化的气象数据;利用近似层权法计算弹道内气象诸元平均值,代入弹道方程进行仿真,射程变化量相对减小37%,侧向偏差相对减小6%。

火炮弹丸落点散布的区间多目标优化设计

火炮外弹道中不确定因素的存在会导致弹丸落点发生较大的散布,从而影响火炮射击精度。为了提高火炮精准打击能力,降低弹丸落点散布程度,拟在不确定性条件下开展弹丸落点散布区间多目标优化设计。在理想弹道条件下建立弹丸运动仿真模型,采用近似高维模型表达对火炮不确定参数与弹丸落点散布的映射关系进行表示,以弹丸落点在x、z方向上的公算偏差为优化目标,以弹丸落点的散布中心为约束条件,对火炮外弹道进行区间多目标优化设计。优化结果表明:在一定的不确定水平下,火炮外弹道弹丸落点散布的公算偏差大幅降低。

弹道方程边值问题中的直射弹道公式

本文探求了属于微分方程边值问题的直射弹道公式,以形简、意明、精确度高、研究方法的多样性和事物规律的不同表现形式为特征。在直射弹道的定义和数学描述之后,先从它的微分方程出发推导出了公式;再从方程的数字解出发探寻并确立了其规律性。