基于SDB的UCAV自动对地轰炸攻击航路规划仿真

针对无人作战飞机(Unmanned combat aerial vehicle,UCAV)单机使用小直径制导炸弹(Smalldiameter bomb,SDB)自动对地面固定目标实施轰炸的打击任务,设计了基于SDB的UCAV自动对地轰炸攻击航路规划算法,能够兼顾飞行安全、打击与退出意图,保证航路全局最优性良好的同时,可作为UCAV对地轰炸攻击的引导依据,能够实现对地面目标的水平轰炸。数字仿真结果表明:算法正确、有效,成熟度较高,能够充分发挥无人作战飞机高机动性的特点,并提高UCAV对动态环境的应变能力。

小直径炸弹(SDB)气动力问题

小直径炸弹是低成本精确打击武器,它的射程远、体积小、精度高,可实现远距离多目标精确打击。采用前、后翼条饺接串联的桁架式钻石背形弹翼,收拢状态紧凑,适于载机内挂;展开状态升阻比高,增程效果好,且强度、刚度特性好。建议采用理论分析、数值模拟与风洞实验相结合的方法对桁架式钻石背形弹翼的增升机理及其气动特性进行认真研究。

钻石背弹翼的静气动弹性研究

使用动网格技术耦合结构模型和气动模型,利用逐次迭代法计算钻石背弹翼的气动弹性变形.使用模态法构造结构模型,求解N-S方程计算气动力.计算了不同刚度弹翼的气动弹性变形以及变形对气动特性的影响并与实验结果对比.结果表明:钻石背弹翼的气动弹性变形量越大,其法向力越小;柔性钻石背弹翼小直径炸弹的法向力大小以及随攻角变化趋势与计算风洞实验结果接近;钻石背弹翼两侧非对称变形会引起滚转力矩,并且滚转力矩随攻角增大而增大.

小直径炸弹复合制导律设计与仿真

采用钻石背翼的小直径炸弹,具有升阻比高、航向机动能力差等气动特性。在侧滑角和滚转角均受到约束的条件下,滑翔段采用STT＋BTT并联复合制导方式,攻击段采用STT制导方式,能够有效地满足大扇面角发射时对侧向过载的需求。仿真结果表明,这种制导策略能够有效地满足制导律的设计要求,提高小直径炸弹大扇面角发射时的侧向机动能力。

小直径炸弹对地多目标攻击决策

多目标攻击决策包括多目标分组确定和攻击方向寻优。分析了小直径炸弹多目标攻击的武器投放域。建立小直径炸弹对地多目标攻击分组及攻击方向寻优的数学模型。决策过程分为多目标分组、攻击方向寻优、多目标投放域解算3个步骤。通过场景仿真验证了模型的可行性。

单级作动筒冷气弹射装置动力学特性的数值计算

设计了具有自动充气功能的单级作动筒式冷气弹射装置,其作动筒采用气体回收方式,主要用于弹射"小直径炸弹"SDB(Small Diameter Bomb).为了验证弹射装置的工作性能,建立了该弹射装置主要部件的数学模型,运用MATLAB软件计算仿真,分析了弹射装置的动力学特性.仿真结果表明:SDB弹射速度可以满足设计要求,并且当SDB质心与弹射装置两个作动筒非对称时,SDB会产生俯仰角,俯仰角不能过大,可以通过控制导气管调节阀开口通径来降低俯仰角.

小直径炸弹控制技术研究

对美国小直径炸弹的总体布局及控制系统进行了研究，给出了滑翔段和俯冲攻击段的弹道分析及制导律的设计。最后，给出了数学仿真结果。

近远程两型小直径炸弹多目标轰炸技术研究

针对轰炸机场聚集多分布目标的作战任务需求提出双武器多目标轰炸战术,首先,对两种不同射程的小直径炸弹攻击区进行计算仿真,根据仿真结果可知,在高空、高速条件下使用小直径炸弹可最大程度发挥其作战效能。然后,从双武器多目标轰炸战术完整流程、多目标预分组和再分组、多目标攻击条件构成以及多目标攻击方向寻优出发,对双武器多目标轰炸战术决策的理论方法进行了深入研究,为双武器多目标轰炸战术决策的工程化应用打下了坚实的理论基础。

基于多要素改进NSGA-Ⅱ的小直径制导炸弹空面打击最优火力分配方法

为了最大化提升小直径制导炸弹对面积目标的打击效率,提出基于多要素改进的非支配排序遗传算法的小直径制导炸弹空面打击最优火力分配方法。考虑制导炸弹的误差散布,运用网格法建立了单枚制导炸弹的打击效率评定模型,从而在此基础上建立了多枚制导炸弹的最优火力分配模型;构建了打击效率最大和用弹量最小的优化目标函数,建立了制导炸弹的最优火力分配模型。通过引入概率选择算子、混合交叉算子、改进精英保留策略对NSGA-Ⅱ算法中的多要素进行改进,增强算法的全局搜索能力,提升算法性能。仿真结果表明,MFM-NSGA-Ⅱ算法能够获得有效的小直径制导炸弹最优火力分配方案,最优火力分配结果对应的用弹量随场景参数的变化而改变,并且本文方法求解质量优于原NSGA-II算法和多目标粒子群算法。

美军“小直径炸弹”发展及破坏效应探析

对美军"小直径炸弹"的型号发展、结构特点和性能参数进行了分析,重点研究了"小直径炸弹"的作战使用和毁伤效能。"小直径炸弹"增大了飞机载弹量,减少了飞行架次,同时能降低附带毁伤,可有效攻击大部分典型作战目标,已经成为美空军重要机载打击弹药。