快速抵近弹载巡飞器设计及作战应用

针对美国正在积极推进的分布式作战,采用快速抵近的察打一体弹载巡飞器对关键目标实施快速、持续监控与侦察以及精准打击,是有效应对周边环境威胁的重要前提手段。综述巡飞器发展现状,分析弹载巡飞器作战需求。设计一型以常规导弹为运载器,巡飞器为智能侦察、打击载荷,且具备快速抵近能力的察打一体弹载巡飞器系统,并搭建系统组成框架,构设突防、侦察、攻击、干扰4种作战应用,为抵近侦察、打击提供一种可行性方案。

低慢小拦截巡飞器结构研究设计

随着低空飞行器领域的快速发展,“低慢小”无人机对核电厂等重要设施产生了严重的威胁。基于此,本文针对目前低慢小防御技术的缺陷,提出了一种基于智能巡飞器的物理拦截技术,并在机身布局、机翼、垂尾、舵面等技术领域进行了设计与验证,使其各项指标都达到预期目标。该巡飞器具有气动性能优异、结构紧凑、重量轻、便携性好、可集群化执行任务等优点,能够对入侵的低慢小目标进行识别追踪、物理拦截,弥补了传统低慢小防御系统的不足。

基于PSO算法的多巡飞器任务分配方法

为使多个巡飞器协同完成针对地面多个目标攻击任务,从巡飞器载荷较小的特点出发,基于PSO算法对其任务分配方法进行了研究.根据巡飞器两种任务介入方式的不同,分别建立了布撒方式任务分配问题模型以及陆基发射方式任务分配问题模型.根据模型的复杂程度,分别选择使用基本PSO全局优化算法以及考虑资源消耗情况下对PSO整数规划算法进行改进后的算法,求解两种任务分配问题.仿真结果表明,算法可解决任务分配问题,任务分配方法合理,适应巡飞器协同需求.

巡飞器巡飞段动力学建模与仿真研究

动力学建模对于巡飞器的设计和仿真是至关重要的。与传统的飞行器相比,由于其飞行的速度比较慢和高度低、受外界的影响大,巡飞器的飞行动力学特性相当复杂。为了研究巡飞器的一些本质的动力学特性,选择巡飞器巡飞段分析,建立了巡飞段的巡飞段动力学模型。利用DATCOM与气动仿真对比得出数据,建立了空气动力学数据库。最后,在MATLAB/SIMULNK动力学仿真,仿真结果验证了该原理的可行性,为下一步的研究工作奠定了基础。

巡飞器攻击阶段弹道规划方法

为了使攻击阶段巡飞器沿最优弹道飞向目标点并与之交会,完成攻击任务,提出了三维弹道规划分解算法.将三维弹道的规划问题分解为二维平面飞行路径和对应的高度值,分别计算,减少了计算量;在此基础上应用遗传算法对分解后的二维平面路径进行规划,得到了满意解.仿真结果表明,算法能有效地减少计算量,解决计算精度与计算量的矛盾.

低速巡飞器倾斜转弯鲁棒反演控制律设计

针对低速巡飞器倾斜转弯非线性控制系统存在耦合、不确定项的特点,设计了一种倾斜转弯(BTT)鲁棒反演控制律。将巡飞器的动力学模型写成适用于反演算法的块控模型,假设其由标称模型与不确定项组成,利用微积分学中的Leibniz法则推导不确定项。采用反演算法推导控制律的基本形式,并通过改进的符号函数抵消非匹配不确定项,利用Lyapunov理论重新设计技术补偿匹配不确定项。仿真结果表明,与传统反演法相比,该系统能够快速、准确地跟踪攻角、侧滑角、倾斜角参考指令,具有强鲁棒性。

基于改进遗传算法的多巡飞器空投任务介入点优化方法

本文提出了多巡飞器空投任务介入点优化方法。采用改进的遗传算法,结合巡飞器的性能和它的最小转弯半径,提出使用层次分析法确定目标权重和使用Dubins路径作为单巡飞器的路径规划方法进行多巡飞器空投任务介入点优化。仿真结果给出多巡飞器空投任务介入区域,并且大大提高了任务解算的收敛速度及收敛率。

巡飞器无舵偏情况下的气动数值分析

采用SSTk-ω二方程湍流模型,通过解耦求解雷诺平均N-S方程实现对巡飞器无舵偏情况下湍流流场的数值模拟。对巡飞器低雷诺数绕流流场进行了计算,分析了其在无舵偏情况下气动特性随迎角、侧滑角的变化情况。仿真结果表明,巡飞器采用充气式机翼后,具有很好的失速性能与较好的大迎角稳定性。

巡飞器折叠翼的设计要求

综述了巡飞器及在巡飞器上使用的折叠翼的发展情况,重点介绍了巡飞器折叠翼的结构和机构设计要求、构成及功能、力学分析与试验验证等主要内容,分析了巡飞器折叠翼的发展趋势。

巡飞器气动特性研究

巡飞器是无人机技术和弹药技术有机结合的产物。采用气动估算和数值计算相结合的方法,研究巡飞器的气动特性。应用Digital Datcom获得气动估算解。采用分区网格技术和Euler方程计算巡飞器绕流。分析了适用于巡飞器复杂外形的网格拓扑,给出了巡飞器分区网格。利用有限体积法求解三维Euler方程。结果表明气动估算与数值计算满足实际工程需要。

巡飞器载重能力与装载火箭弹间匹配关系研究

为了研究巡飞器载重能力与火箭弹间的匹配关系,针对折叠式巡飞器普遍采用的串列翼布局,建立了串列翼布局下并列式和重叠式两种机翼折叠装载方案对应的巡飞器任务载重与装载火箭弹空间之间的匹配关系模型,对比分析了两种方案下火箭弹直径随巡飞器任务载重的变化特点,并得出重叠式方案更具载重优势的结论,初步给出了特定条件下两种方案任务载重与火箭弹直径间的对应取值。

吊舱投放式巡飞器角速率控制律设计方法

以吊舱投放式巡飞器为研究对象,以Matlab为设计工具,对巡飞器控制的基本特性进行了分析,建立了巡飞器非线性数学模型,在此基础上对巡飞器的纵向、横航向进行了模态分析。采用经典控制理论的根轨迹法进行了三轴全权限角速率控制律设计,并结合数值仿真结果与对象基本特性设计了巡飞器的控制策略。

Robust parametric approach for tracking control of an air-breathing hypersonic cruise vehicle

To realize the stabilization and the tracking of flight control for an air-breathing hypersonic cruise vehicle, the linearization of the longitudinal model under trimmed cruise condition is processed firstly. Furthermore, the flight control problem is formulated as a robust model tracking control problem. And then, based on the robust parametric approach, eigenstructure assignment and reference model tracking theory, a parametric optimization method for robust controller design is presented. The simulation results show the effectiveness of the proposed approach.

串列翼布局前后翼相对位置对气动特性影响研究

针对串列翼布局前后翼不同相对位置的布局形式,在保持前后翼轴向相对距离不变的情况下,研究了前后翼均为上单翼,前翼上单翼、后翼下单翼及前后翼均为下单翼3种典型布局方案,在不同迎角下,前后翼和全机的升阻特性,以最大升阻比为评价参数,对比分析了三种布局间的升阻特性差异,初步得出了前后翼不同相对位置对升阻特性及前后翼失速特性均有显著影响的结论。