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。

高超音速旋转稳定炮弹的阻力与稳定性分析

对３≤Ｍ∞≤１０马赫数范围的旋转稳定炮弹作了阻力与稳定性的理论分析。并给出了多种几何外形炮弹的压力、表面摩擦力、底部阻力及总阻力随马赫数的变化规律。提出了各种发射条件下相同炮弹结构的陀螺稳定性，动力学稳定性及其它稳定参数。给出的这些结果说明。

低速旋转弹丸偏流现象数值模拟

以三维N-S方程为基础,运用滑移网格技术,采用标准k-ε湍流模型,对低速旋转弹丸在不同转速和攻角条件下的绕流流场进行了数值模拟,从流场结构和气动特性方面对低旋弹丸的偏流现象产生机理进行了分析,给出了弹丸侧向受力及周向压力分布规律,并对影响偏流现象的因素进行了验证。

小口径炮弹引信计转数定距精度仿真方法

针对小口径炮弹计转数定距原理和精度问题,应用外弹道学理论,通过空气动力学仿真结果拟合出了阻力系数与马赫之间的函数解析式,并结合弹丸质点外弹道微分方程组,采用Matlab数值仿真得到了引信计转数定距炸点斜距离和炸点时间与射角、初速和弹丸质量之间的函数关系曲线。结果表明,射角、初速和弹丸质量相对标准值分别波动6.5倍,8.3%,2.9%时,计转数定距炸点斜距离分别波动0.05%,0.90%,0.50%,炸点时间分别波动0,8%,0。其他因素不变时,计转数引信定距精度受射角和初速影响很小,只有弹丸质量略有影响。

用于制导炮弹的一体化导航控制器设计

一体化组合导航控制器是制导炮弹控制系统的核心电子设备,在制导炮弹飞行过程中起着至关重要的作用。针对精确制导炮弹需求,设计一款基于惯性/卫星组合导航的一体化控制器,并给出控制器整体设计方案。方案重点分析并解决了炮射高过载环境下的系统设计和炮弹高速旋转过程中的卫星导航接收机捕获及跟踪定位问题。对这两项关键技术进行地面测试和飞行试验验证,结果表明,控制器设计方案可以适应制导炮弹发射与飞行工作环境。

制导炮弹解耦控制研究

针对旋转制导炮弹双通道二舵机自动驾驶仪进行解耦控制研究。采用弹体状态方程对旋转制导炮弹进行仿真建模和耦合性分析,推导出了从弹体坐标系到准弹体坐标系弹体运动方程的准确表达式,并采用双通道二舵机方案设计旋转制导炮弹自动驾驶仪,提供了双输入双输出系统解耦控制算法。通过仿真验证了两通道的交连情况和解耦算法的有效性。弹体状态方程适用于双通道旋转弹仿真建模和耦合性分析,为导弹控制系统分析与设计提供了新思路。