潜射导弹无动力运载器规避弹道仿真

基于无动力运载器规避弹道方案的可行性,建立了潜射导弹无动力运载器水弹道数学模型和海流模型,运用模拟退火法优化得出满足出水约束条件的预设偏航角可行域,并分别对艇速和海流影响下的规避弹道进行了仿真研究。仿真结果表明,发射艇速对规避弹道影响较为微弱;在预设偏航角可行域内偏航角越大,偏移距离则越大,且与规避方向相同的海流增大了预设偏航角可行域,使规避任务更容易实现,而方向相反的海流很可能对规避弹道产生颠覆性影响。仿真结论具有重要的工程参考价值。

无动力运载器出水过程误差分析

无动力运载器在出水过程中受海浪的扰动作用,运动参数会产生一定的偏差。针对海浪随机性的特点,应用波能谱理论,在P-M谱基础上构建了随机海浪模型,并使用四元数法建立运载器水弹道数学模型,解决了运载器垂直出水姿态角存在的奇异性问题,通过采用二元切片法给出波浪力的计算公式。最终在Matlab/Simulink仿真工具箱下建立了运载器仿真模型,就不同海况与主浪向角影响下运载器出水的运动参数偏差进行了仿真计算,分析了其变化规律。仿真结果表明,运载器在4级海况以下各项运动参数都满足出水要求,对运载器的设计与使用具有一定的参考意义。

无动力运载器水弹道特性计算

针对无动力运载器浮心重心距、发射离管速度和折叠尾翼解锁距离3种设计要素参数值一定的变化范围,对一种无动力运载器的水弹道特性分别进行了仿真计算和分析比较,获得了3种设计控制参数变化对运载器出水速度、俯仰姿态及弹道袋深等的影响趋势,对水下运载器性能设计具有一定指导作用。

大深度无动力运载器上浮弹道特性研究

研究无动力大深度布放导弹运载器出水动态优化问题,在姿态角、速度和角速度等参数满足一定性能指标要求时,能使导弹和运载器成功安全分离。由于无控制上浮弹道受几何外形、海流、海浪及发射速度等因素影响,使上浮特性不清。为此利用运载器流体动力参数,建立运动数学模型,研究运载器弹道,并在CFD软件上进行仿真,重点分析了运载器壳体长细比、鳍板展弦比和发射速度对弹道参数影响规律。结果表明,出水俯仰角随长细比和发射速度减小而增大,展弦比和发射速度对出水合速度影响较小。研究结果可以为导弹运载器外形和弹道设计提供一定参考。

无动力运载器倾斜爬升式上浮特性分析

[目的]为保证无动力运载器的上浮参数以及出水姿态满足要求,对无动力运载器倾斜爬升式上浮特性进行分析。[方法]基于STAR-CCM+的重叠网格技术、动态流体相互作用(DFBI)以及流体体积(VOF)波模型,采用CFD数值计算方法,对无动力运载器上浮过程进行动态仿真,研究无动力运载器自身比重、质心与浮心位置、舵角以及释放初速对其倾斜爬升式上浮参数以及出水姿态的影响。[结果]结果表明:当净浮力为运载器排水重量的0.15倍时,运载器纵倾角稳定在45°附近;当净浮力为运载器排水重量的0.10倍时,运载器在倾斜的过程中会经历一个回摆过程;并非净浮力越大,运载器上浮的垂直速度就越快,当净浮力为运载器排水重量的0.20倍时,上浮的垂直速度反而最小。[结论]研究结果可为无动力运载器的总体布局和控制设计以及其他领域应用无动力运载器的可行性分析提供一定参考。

大深度无动力运载器弹道散布影响因素分析

潜射导弹无动力运载器弹道散布特性是导弹后续弹道和运载器分离体水下散布的重要影响因素,决定其散布的主要因素有初始弹道参数和海洋环境扰动等。建立了运载器空间运动数学模型,利用数理统计中的正交试验法安排实验,对不同工况下运载器上浮弹道进行仿真,通过极差分析确定影响因素的主次关系,利用方差分析法和F检验确定影响因素的显著性。仿真结果表明:横向海流对弹道散布半径影响显著,绕x和y轴的初始角速度及横向海流对位移影响不显著。研究结果可以为弹道规划和运载器加工制造提供一定参考。

无动力运载器水下弹道的建模与仿真

通过研究无动力运载器水下弹道特性,确定无动力运载器在出水点处应满足的速度、角速度、姿态角及出水点位置等指标要求,从而使导弹和运载器安全分离,并确保舰艇安全。由于水下动力学环境复杂且随机,无动力运载器又属于无闭环控制,因此无动力运载器在水下受波浪、海流、射速、射深等多因素影响,使得无动力运载器水下弹道的设计十分困难。为此,对无动力运载器的进行了动力学建模,利用matlab等软件对水下弹道进行了仿真计算,重点分析了无动力运载器不同发射速度和发射深度的参数值对运载器出水速度、俯仰姿态及出水距离等因素的影响规律。结果表明:出水俯仰角随发射速度的增大而变小,随发射深度的增大而变大;出水合速度随发射速度和发射深度的增大而变大。研究结果对水下运载器整体设计和弹道设计具有一定参考作用。

波浪力作用下无动力运载器水弹道仿真

水环境的复杂性对运载器的运动状态有很大的扰动作用,解决运载器在波浪扰动作用下的水弹道计算问题对发展我国的潜射导弹具有重要意义。文章讨论了在近海面的水中运动的运载器受到的波浪扰动作用力,并在运载器的一般运动方程中加入波浪力的作用。传统的方法是用拉格朗日积分法和切片法计算波浪的扰动作用力,文章假设波浪对运载器的作用为线性,即波浪的影响只对流场产生附加速度,从而建立运载器在波浪扰动下的数学模型。利用simulink仿真运载器扰动后的水弹道,通过与实验数据分析比较,假设满足一定的工程设计要求。

无动力运载器水下运动建模与仿真

水下长时间航行运动特性分析是无动力水下运载器的关键问题之一。针对上述问题,基于大量水动力试验数据,采用Matlab/Simulink构建了无动力水下运载器的六自由度数学仿真模型。利用该模型讨论了不同初始状态下偏转、速度变化等因素对运载器运动行为的影响。进一步,为了验证仿真模型的正确性和有效性,开展了无动力运载器的水下运动缩比试验。采用多样本平均方法对试验数据进行处理,以降低随机误差对试验结果的影响。试验分析表明,所构建的仿真模型能够实现无动力运载器水下运动的模拟,尤其适用于初始扰动作用的仿真与分析,为无动力水下运载器的姿态控制性能研究提供了依据。

无动力运载器的姿态运动稳定性研究

本文运用李雅普诺夫第一方法(间接法)研究一种水下航行器一无动力运载器的姿态运动稳定性.由推导运载器一般运动方程出发,建立扰动运动方程;在研究自由扰动运动的基础上作进一步简化处理,导出纵向和横侧向主导运动模态的稳定性判据,用于无动力运载器姿态运动稳定性的分析和设计.

一种基于切片法的分层海流下运载器附加扰动力计算方法

由于海流的复杂性,在水下无动力运载器的弹道计算中,仅以恒定海流速度求解其附加扰动力的常规方法存在较大误差,影响了运载器的出水姿态。本文在用计算流体力学(CFD)方法求得其流体动力无因次系数的基础上,采用切片法计算得到运载器的附加扰动力。并对两种方法在均匀海流和分层海流两种情况下附加扰动力的计算结果进行了比较,结果表明,均匀海流下两种方法的计算结果一致,而在分层海流下,若选择合适的切片数,使用切片法的计算结果比常规方法要精确。

潜射导弹无动力运载器的滚控暨分离技术研究

导弹水下发射无动力运载器需要滚动控制技术 ,但该技术在当前研制的静力分离运载器中难于实施。鉴于此 ,本文提出一种新的弹器分离方案 -动力分离方案 (即弹射分离方案 )。文中对动力分离运载器的结构和弹道性能作了较详细的介绍 ,并与静力分离方案作了较全面的比较。

潜射导弹无动力运载器的滚控暨分离技术研究(续)

导弹水下发射无动力运载器需要滚动控制技术 ,但该技术在当前研制的静力分离运载器中难于实施。鉴于此 ,本文提出一种新的弹器分离方案 -动力分离方案 (即弹射分离方案 )。文中对动力分离运载器的结构和弹道性能作了较详细的介绍 ,并与静力分离方案作了较全面的比较。

基于Simulink的潜空导弹运载器水下弹道仿真

简要分析了潜空导弹无动力运载器的基本特征和基本要求;用四元数法和矢量矩阵法建立运载器水下空间运动的数学模型;利用Simulink仿真软件,建立运载器仿真模型,对运载器的水弹道特性进行仿真分析与计算。仿真表明,运载器离管速度对导弹出水时偏距影响很大,水中运动时间主要与发射深度有关。

iSIGHT在运载器出水弹道优化设计中的应用

在无动力潜射导弹运载器大深度发射出水弹道设计中,由于设计参数众多,约束条件复杂,手工进行时序弹道控制方案设计与调优是一件十分繁琐的工作,需要很多的经验与技巧,且不能保证获得最优控制方案。该文采用多学科集成优化设计软件iSIGHT对出水弹道控制方案优化设计进行了建模与研究,不仅实现了设计过程的自动化,提高了设计效率,而且获得了性能优化的出水弹道控制方案,为运载器出水弹道性能的改进设计提供参考。

潜舰导弹水下运载技术

本文结合国内某型潜舰导弹无动力运载器系统，详细阐述了干式发射的潜舰导弹水下运载技术及解决途径。

无鳍舵无动力水下运载器发射潜空导弹仿真研究

针对鳍舵式无动力运载器系统结构复杂、水动力环境复杂及水下弹道控制复杂等问题,提出一种无鳍舵水下运载器发射模型。该运载器具有长圆柱体外形、无鳍舵控制、鱼雷管水平发射的特点,运载器由浮力推动上升,浮力和重力构成的恢复力矩可调整运载器出水姿态,具有系统结构简单、水动力环境简单、水下弹道控制简单等优点。利用Matlab的Simulink仿真平台对其进行验证,仿真结果表明,运载器水下运行轨迹符合理论预期,出水速度和姿态满足潜空导弹水面发射要求。