冲压增程制导炮弹气动特性分析及爬升段优化

为实现爬升段燃料消耗最少,对巡航式冲压增程制导炮弹进行气动特性分析及弹道/发动机一体化优化。采用工程算法对炮弹进行气动参数计算,综合考虑了发动机与气动、弹道模块的耦合特性,建立了多约束条件下的炮弹弹道优化模型,采用Radau伪谱法对炮弹进行爬升段弹道优化。仿真结果表明,所设计的炮弹外形具有良好的气动特性和操稳特性,优化后爬升段燃料消耗减少了5.7 kg,可为巡航段飞行提供更多燃料。

滑翔增程弹弹道特性分析

滑翔增程是目前采用的较为有效的一种弹箭增程技术。阐述了滑翔增程弹的飞行过程,按其飞行过程将整个飞行弹道分为三段,并分别建立了各段的弹道模型;研究了整个飞行弹道的特性,得到滑翔弹弹道与常规弹道在升弧段是一致的,在降弧段上则出现了较大的差别;在滚控段采用“小步走”的控制策略,在滑控段采用开环控制。仿真计算表明:控制方法可行,计算结果与设计思想一致,对滑翔增程弹的研制有一定的参考意义。

滑翔增程弹滑翔弹道设计

在滑翔段上采用法向加速度等于零和升阻比最大两种方式进行滑翔弹道设计,导出俯仰舵偏角和平衡攻角的表达式,得到滑翔射程的一般关系式,分析了决定制导炮弹射程的主要因素。仿真结果表明,采用这两种方式设计的滑翔弹道各有特点,在工程实现中可以根据不同的使用要求和实际情况进行选择。

滑翔增程弹方案弹道特性的研究

阐述了滑翔增程弹的飞行原理 ,建立了滑翔增程弹的方案弹道模型 ,通过数值计算得到了滑翔增程弹方案弹道的形状特征、弹丸飞行速度沿全弹道的变化规律和最大射程角的特点 。

弹道修正弹末段脉冲推力控制研究

研究了弹道修正弹末段脉冲推力控制的应用.通过对弹上脉冲推力控制器布置、激光探测器工作过程和弹丸受力情况的分析,建立了俯仰平面内弹道修正弹末段脉冲推力控制的弹道模型,研究了脉冲推力的射程修正能力及非质心脉冲推力对弹体姿态的影响.仿真结果表明,在非质心脉冲推力作用情况下,由于弹体自身阻尼小,脉冲控制力矩使弹体摆动的角度大、过渡过程时间长,很难采用闭环控制的弹体追踪制导律.

基于GPS测量的弹道落点快速算法

将 GPS接收机应用于弹道修正引信的关键技术之一是根据 GPS测量的一部分弹道数据预测弹道的落点。文中采用正交多项式拟合弹道和误差补偿的方法预报弹道的落点 ,大大降低了预报落点的偏差 ,对

舰炮发射一维修正弹多发同时弹着研究

为提高火力密度和作战效能,结合一维修正弹"打远修近"原理,基于外弹道理论,建立了舰炮一维修正弹多发同时弹着模型和火控算法,仿真计算表明舰炮一维修正弹能够通过增加不同的射程扩展量确定不同射角和控制阻力环不同张开时刻相配合,实现单炮多发同时弹着射击。丰富了单炮多发同时弹着射击理论。

滑翔增程弹制导与控制系统设计

为控制滑翔增程弹精确跟踪方案弹道及提高落点精度,设计了制导控制系统。基于高度控制原理,设计了鲁棒变结构控制器,实现弹体对方案弹道的精确跟踪;为提高落点精度,在炮弹跟踪方案弹道靠近目标点的时候,采用比例寻的导引律来引导炮弹向落点逼近。根据力矩平衡假设和重力作用,将过载指令转换为舵面偏角指令,设计了开环自动驾驶仪,并采用相位超前角来降低舵系统跟踪误差。六自由度仿真表明,所设计的制导控制方案能够引导制导炮弹跟踪方案弹道,且终端落点误差小于1 m,满足制导控制系统要求。

一维弹道修正弹对海上目标射击误差及射程扩展量研究

为提高落点密集度,一维弹道修正弹采用增阻方式对射程进行修正,在射击距离上增加扩展量计算发射诸元,射程扩展量若取大或取小都不利于落点密集度。为确定一维弹道修正弹对海上目标射击的最佳射程扩展量,在研究射击原理和射击误差的基础上,建立了射程扩展量的计算模型。仿真计算表明:依照此模型计算射程扩展量,修正后具有最多的命中弹数。

滑翔增程弹飞行弹道

增程技术是弹箭技术重点发展方向之一,而滑翔增程是目前采用的较为有效的一种弹箭增程技术。阐述了滑翔增程弹的飞行过程,建立了滑翔弹的方案弹道模型和控制方程,对其飞行弹道特性进行了分析。仿真计算表明,滑翔弹道与常规弹道在升弧段上是一致的,而在降弧段上则出现了较大的差别;弹丸飞行速度沿全弹道的变化规律和最大射程角出现新变化;控制弹道很好地逼近了方案弹道,说明其控制方法是可行的,对滑翔增程弹的研制有一定的参考意义。

基于BP人工神经网络的末修弹落点预测导引模式

落点预测导引是一种以预测弹丸落点为基础的导引模式,精确预测落点是提高脉冲末修弹修正效率和射击精度的关键因素。文中在详细分析剩余射程影响因素的基础上,以BP人工神经网络为数学工具,建立了脉冲末修弹剩余射程预测模型。以预测落点偏差为广义弹道偏差,对落点预测导引模式进行深入研究。数值仿真结果表明,基于BP人工神经网络的末修弹落点预测导引模式是合理可行的。

基于增程修正弹的同时弹着火控机理

在系统描述了增程修正弹序列发射同时弹着火控机理的基础上,建立了基于增程修正弹的同时弹着弹道计算模型和射击诸元解算模型,给出了在射距一定条件下的射击诸元序列计算流程;采取数值仿真计算方式求解出在不同约束条件下的同时弹着数和射击诸元序列,实现了增程修正弹单炮多发同时弹着的控制。使用该方法可提高增程修正弹的火力打击效能,增强大口径舰炮对岸火力支援能力。

滑翔增程弹滑翔弹道优化设计分析

针对鸭式布局的滑翔增程弹,建立了滑翔增程弹滑翔弹道的模型,采用使滑翔弹道上每一点的升阻比最大的设计思想进行弹道优化设计,导出了俯仰舵偏角与平衡攻角的表达式,并对滑翔飞行弹道特性进行了仿真计算分析。仿真计算表明,滑翔弹道与常规弹道降弧段相比下降趋缓,增程效果显著。

带鸭舵滑翔增程炮弹飞行弹道研究

文中针对鸭式布局的滑翔增程炮弹的飞行弹道特性,通过动力学分析,建立了滑翔增程炮弹的各飞行弹道段的弹道模型和控制模型,数值分析给出了滑翔增程弹飞行速度变化规律、最大射程角以及滑翔增程炮弹的滚转控制段与滑翔控制段的弹道特性,研究结果为鸭式布局滑翔增程炮弹的弹道设计提供了理论基础。

舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响分析

为对基于雷达探测系统的舰炮弹道修正弹进行快速、准确的弹道解算及精度分析,通过建立舰船运动与雷达测量参数间的关系研究了舰船运动对弹道修正弹预报弹道落点的影响。建立了舰船摇摆角、航速、航向角及其升沉等因素测量误差对雷达测量弹道参数坐标转换精度影响的数学关系。结合扩展卡尔曼滤波预报弹道模型,计算分析了舰船运动中各因素测量误差对预报弹道落点的影响。计算结果显示:在同时考虑舰船摇摆角测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差增大了约1倍;在纵向和方向上,在同时考虑舰船航速、航向角及升沉测量误差的情况下,与仅考虑雷达测量误差的计算结果相比较,雷达测量弹道参数的坐标转换误差和预报弹道落点误差分别增大了约0.5和2倍。

远程制导炮弹非线性离散滑模控制器设计

为实现远程制导炮弹的非线性控制,提出了一种基于滑模控制原理的非线性离散控制器设计方法。建立了远程制导炮弹控制系统模型,针对该模型存在的非线性和耦合问题,利用反馈线性化方法将复杂的非线性系统解耦为两个独立的线性定常子系统,然后对子系统作离散化处理,并结合滑模控制原理设计了远程制导炮弹的非线性离散控制器。弹道仿真结果表明:该模型和控制器是有效的,实现了制导炮弹系统的解耦控制,并对模型参数不确定具有一定的鲁棒性,而控制采样时间将引起动态跟踪误差。

时间控制参数对增程修正弹射程影响仿真分析

针对增程修正弹如何实现同时弹着火控问题,增程修正弹射程是影响其实现同时弹着的关键因素。为了分析增程修正弹的时间控制参数对其射程的影响,通过建立复合增程质点弹道模型,采取数字仿真计算的方式,分析了火箭点火时间、阻力环开环时间等时间控制参数分别对射程的影响,并分别建立了影响关系拟合函数,对增程修正弹药实现同时弹着提供了定量描述手段,具有重要应用参考价值。

舰炮发射增程弹道修正弹测量弹道坐标转换

为了对增程弹道修正弹进行偏差计算、形成修正指令,需要对测量的一段弹道参数进行辨识,目前的辨识算法都是基于相对地球静止射面坐标系的,但是,舰炮发射修正弹以后舰艇继续机动,跟踪雷达随之运动和摇摆。针对舰艇作战环境的特点,建立了舰炮发射增程弹道修正弹测量弹道坐标到射面坐标系的转换模型,并采用基于弹道方程的滤波方法对转换后的坐标数据进行了仿真。建立的模型可以为舰炮发射修正弹的火控软件研制提供参考。

助推-滑翔增程弹弹道优化

研究在给定射程条件下的火箭助推滑翔增程弹最短飞行时间弹道优化问题,为提高作战效能,提出建立纵向平面内弹道优化模型。最短时间弹道优化模型以射角、助推火箭点火时刻、滑翔攻角为优化变量,并考虑了优化变量的约束。以射程为自变量而不再以时间为自变量,以便采用序列二次规划法作为其优化算法。以某型火箭助推滑翔增程弹为对象进行数值仿真,结果表明,优化的滑翔攻角曲线平滑,滑翔弹道平直。在给定射程条件下最短飞行时间可作为实际作战中的方案弹道,实现对地面固定目标的快速打击,为弹道优化提供了依据。

一维弹道修正弹射程扩展量计算及计算机仿真

为提高炮弹密集度,一维弹道修正弹采用增阻方式对射程进行修正,在射击距离的基础上增加射程扩展量确定瞄准射程,计算射击诸元,确定最佳射程扩展量对提高密集度具有重要意义。建立了射程扩展量计算模型,提出了当可靠性较低时对射程扩展量进行系数修正的观点,进行了仿真计算,得出了最多平均命中弹数与目标纵深、可靠度和修正系数的关系。研究成果可以为一维弹道修正弹射击诸元的计算提供参考。