基于刚体弹道模型的防空火控解算方法

为改善火控系统的通用性和实时性,提出了基于刚体弹道模型的防空火控解算方法。对目标量测信息进行无偏转换,并将无偏转换得到的噪声协方差矩阵做解耦,在对目标状态准确估计同时,降低滤波算法计算的复杂度;利用割弦迭代法计算出命中点坐标,并在每次迭代过程中,利用虚拟脱靶量对射击诸元进行修正,减少对弹道微分方程的计算次数,极大提高火控解算的求解速度。仿真实验结果表明,该方法有效和可行,可以更加精确地计算出射击诸元,且计算量相对于传统火控解算方法得到了显著改善。

面对称旋转导弹刚体弹道模型

为了计算面对称旋转导弹的刚体弹道,根据面对称旋转导弹的特点,建立了其刚体弹道模型,定义了模型中的坐标系并给出了各个坐标系之间的转换关系,在此基础上得出了角度的计算公式,分析了风对旋转导弹运动的影响,在弹体坐标系下计算了气动力和气动力矩,解决了面对称旋转导弹弹道精确计算问题。

基于地球直角坐标系及弹体主惯轴的火箭刚体弹道数学模型

建立了基于地球直角坐标与弹体质心主惯轴系的火箭 6自由度刚体弹道模型 ,是在精确原理上构造了一个最简单而合理的刚体弹道模型 ,大幅度提高了精确弹道计算的速度 ,为超实时快速通用弹道计算的有力工具。

旋转稳定炮弹降阶的刚体弹道方程及其应用

提供了一个精确的刚体弹道模型,本模型除了假设弹为刚体外,别无任何简化假设。在此基础上导出了降阶刚体弹道模型,本模型计算结果与刚体弹道模型几乎完全相同(计算结果误差小于1米),而计算速度变则比刚体弹道模型快几十倍。最后分析了降阶的物理意义,从理论上证明了降阶后计算精度高的必然性。降阶刚体弹道模型可用于射表编拟,对于改进编拟方法能起重大作用。由于本文所提供的简化模型不是在质点弹道的基础上进行修补,而是在刚体弹道的基础上作最小程度的简化,所以计算精度很高,而且建立的步骤简单明了。

基于刚体外弹道学仿真的中大口径旋转炮弹引信力学环境

为了得到中大口径旋转炮弹引信及其零部件在外弹道上所受力学环境变化规律,以76 mm舰炮和155 mm加榴炮榴弹为例,通过解算弹丸刚体外弹道模型即六自由度外弹道微分方程组,得到中大口径火炮旋转弹丸外弹道运动规律,在此基础上进一步得到引信及其零部件在外弹道上受力分析所需的弹丸外弹道欧拉角运动即章动、自转和进动规律。弹丸以45°以下射角射击时,最大章动角在全弹道上逐渐衰减;而以45°以上射角射击时,最大章动角总体上也是在全弹道上逐渐衰减,但在弹道顶点附近会略有增大。由弹丸刚体外弹道模型解算得出的弹丸外弹道自转角速度衰减规律,与幂函数经验公式估算结果以及落点测试结果较为接近。

机载布撒亚音速子弹药初始外弹道性能研究

为获得亚音速下不同弹体外形对机载布撒子弹药气动特性和初始外弹道性能的影响规律,采用FLUENT流体动力学计算软件对亚音速流中不同弹体外形的子弹药气动性能进行了仿真分析,建立了机载布撒子弹药的6自由度刚体外弹道分析模型,并基于龙格-库塔法求解其初始外弹道性能。研究结果表明:弹体外形影响下气体绕流表现出的层流/湍流行为是影响弹体所受气动力的重要因素。弹体头部突起对弹体气动特性影响不大;在0.72 Ma来流中,圆头弹型阻力系数和静力矩系数导数分别为0.349和0.86,相应为平头弹型的31.4%和46.7%;在总翼展面积相同时,增加尾翼数量会减小弹体所受气动升力,8片尾翼弹型的静力矩系数为6片尾翼弹形的58%;初始外弹道飞行时凹头弹型和6片尾翼弹型的攻角收敛更快,径向转动惯量增大时攻角收敛速率减慢。研究结果可为布撒武器子弹药的相关设计提供一定参考。

无控弹丸刚体外弹道学应用综述

为了分析引信外弹道受力情况,从而解决弹道炸问题,总结了不同稳定方式弹丸刚体外弹道学模型特点、气动力参数获取方式以及刚体外弹道学方程组解法,讨论解算结果的可信性,并对比分析准刚体外弹道学模型的特点和应用。准刚体外弹道学模型目前主要用于射表编制和炮兵火控系统,刚体外弹道学模型在求解精度与可信度方面优于准刚体外弹道学模型和质点外弹道学模型,能用于分析弹丸的章动规律、自转规律、风速对射程的影响规律等。

脉冲力作用下弹道修正弹飞行稳定性研究

根据提高高射弹丸对机动目标命中率的实际需求,研究了空射型二维弹道修正弹。文中基于外弹道理论,建立了在脉冲力和脉冲力矩共同作用下的弹道修正弹刚体弹道模型。以某高炮弹丸为例,利用6自由度弹道程序进行仿真,分析了脉冲力、喷管径向位置偏差、轴向位置偏差对弹丸飞行稳定性的影响,通过仿真得到了该弹丸的最大允许作用脉冲力、径向与轴向稳定区域。这对弹道修正方案的设计,具有一定的参考意义。

固定鸭舵式二维弹道修正弹稳定性分析

在研究固定鸭舵式二维弹道修正弹受力的基础上,建立描述弹丸运动状态的7自由度刚体弹道模型.采用小扰动法将所建立的刚体弹道模型线性化,建立弹丸的扰动运动方程组,并给出李雅普诺夫意义下的稳定性判据.固定鸭舵式二维弹道修正迫弹的飞行试验表明,所建立的7自由度刚体弹道模型可精确描述弹丸的运动状态.在针对迫弹的研究中发现,弹丸扰动运动方程组的动力学系数具有对应相等的关系,进而将扰动运动方程组简化,得到低速滚转迫弹的稳定性判据,并验证判据正确性.

悬浮子弹降落与悬浮过程弹道特性动力学分析

为研究悬浮子弹从母弹中抛撒出以后至悬浮稳定之间的降落与悬浮过程弹道特性,在对旋翼下降过程动力学分析基础上,建立了悬浮子弹刚体弹道模型,并利用四元数替代欧拉角的方法进行解算。根据在一定的驱动能量下,使悬浮子弹更快的减速减旋、更长时间的处于悬浮阶段的原则,通过改变相关参数得到了悬浮子弹工作过程中的最佳驱动方式和驱动力矩大小。该研究为后续悬浮弹的悬浮机构设计以及控制策略的研究打下一定的基础。

大攻角下弹丸弹道模型线化误差研究

从精确刚体弹道方程出发，研究了大攻角情况下对弹道模型作线化处理时的线化误差。指出，对弹道模型的儿何非线性所作的线化处理对弹道的影响较小，而气动力系数非线性对弹道的影响在大攻角时是明显的，必须加以考虑．

基于虚拟现实平台的弹丸三维模型驱动及实现

为实现将弹丸六自由度刚体弹道方程的计算数据传递到弹丸三维模型上并驱动其运动,基于虚拟现实引擎,提出一种新的编程尝试,将弹道方程的脚本写在Update函数下,将方程计算的数据赋给了Unity中的Transform()函数,实现了将方程计算数据实时地传输到三维模型上,模型能准确地描述弹丸在空气中的飞行轨迹和运动姿态,最终实现弹丸刚体弹道可视化视景仿真。

枪弹弹道一致性试验新方法研究

枪弹弹道一致性试验是枪弹定型试验的主要试验内容之一。长期以来,我国虽然有枪弹弹道一致性试验的国军标,但由于该标准所依据的试验方法存在不可克服的缺陷,所以至今未能按该标准进行试验。研究新的枪弹弹道一致性试验方法势在必行。