简易控制超音速火箭靶弹方案最优制导律设计

针对简易控制超音速火箭靶弹方案供靶弹道设计问题,提出了一种基于粒子群方法和Gauss伪谱法相结合的火箭靶弹供靶最优制导律设计方法.该方法首先在爬升-拉平段,利用粒子群方法优化得出火箭靶弹在拉平段具有最大动能的最优射角和爬升段最优起控时间,然后利用Gauss伪谱法设计得出平飞供靶段最优控制律.仿真结果表明,该方法能够快速获得最优方案供靶弹道和方案制导律,并且可以较好地满足供靶指标,为火箭靶弹供靶弹道设计提供参考.

基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法

针对基于插值法计算的解耦方法的反馈增益精度不高,以及采用非线性解耦算法需要的模型精度高,计算量大的问题,提出了基于前置反馈补偿的火箭靶弹解耦方法。该解耦方法在靶弹运动学和控制频域模型基础上,将开环传递函数矩阵分解为运动学耦合和控制耦合,通过引入一个预补偿器,使得运动和控制耦合的传递函数矩阵是对角占优的,便可以将补偿后的俯仰、偏航通道进行单独设计,进而实现靶弹姿态和过载解耦控制系统的设计。仿真结果表明,采用前置反馈补偿解耦方法有效解决了旋转靶弹俯仰和偏航通道之间的耦合效应,并且具有解耦器结构简单,动态响应性能好等优点。

头部喷射曳光火箭靶弹气动耦合效应研究

目前常将火箭弹改为靶弹,作为低成本的靶标。为了增强士兵的可观测性,现在弹体上开喷孔加装曳光管,使其在飞行过程中向外喷射强光以显示航迹信息。文中运用CFD仿真软件对曳光火箭靶弹的三维绕流流场进行了数值模拟分析,研究不同开孔方式的气动耦合效应对气动特性及稳定性影响,得出结论:火箭靶弹曳光喷孔处产生负的滚转力矩作用在尾翼上,使翼片的压力和密度分布不对称;导致弹丸阻力系数、静力矩系数增大,升力系数减小,稳定储备量降低。

雷达反射器对火箭靶弹气动特性影响研究

为了研究加装雷达反射器对火箭靶弹气动特性的影响,利用计算流体力学软件对加装不同尺寸角反射器的靶弹与加装龙伯透镜反射器的靶弹进行数值仿真计算,分析了二者的气动特性并与原型弹进行了对比分析。仿真结果表明:加装角反射器靶弹的零升阻力系数增大3%,升力系数减小5%,静力矩系数最大增加7.5%;角反射器靶弹的零升阻力系数及静力矩系数随角反射器尺寸的增大而增大,升力系数随角反射器尺寸的增大而减小;加装龙伯透镜反射器靶弹的零升阻力系数增大80%,升力系数减少8%,静力矩系数最大增加5%;改造后的靶弹静稳定储备量均能保证飞行稳定。最后通过飞行试验验证了数值算法的可靠性及靶弹改造方案的可行性。

火箭靶弹零升阻力系数辨识

火箭靶弹无控飞行过程中飞行攻角较小且无法准确模拟,为提高靶弹弹道理论预估精度,弹道理论计算可假定飞行攻角为零,将飞行攻角产生的诱导阻力贡献折算为对零升阻力系数的修正。建立了火箭靶弹气动特性工程计算方法,针对火箭靶弹零升阻力系数计算模型不确定性问题,利用火箭靶弹A飞行试验GPS遥测数据对其零升阻力系数进行了参数辨识,基于辨识结果对火箭靶弹零升阻力系数工程计算方法进行了修正。经火箭靶弹B飞行试验结果验证,由于综合考虑了飞行攻角产生的诱导阻力贡献,采用修正后的零升阻力系数,弹道理论预估精度大大提高,满足工程要求。

中高空超音速有控火箭靶弹的弹道设计

提出了利用无控火箭弹改装成有控火箭靶弹的方案,通过调整发射角、舵偏角和舵面偏转控制时间等参量,仿真得到了满足不同高度和供靶条件的滑翔、准平飞和平飞等多种飞行弹道。通过弹道仿真可知,超音速有控火箭靶弹能实现模拟不同目标的飞行弹道,为防空导弹的试验提供条件。

舵片形状对舵控火箭靶弹气动特性影响研究

针对300 mm舵控火箭靶弹进行数值模拟仿真计算,研究其气动舵外形(舵片安装位置、舵片面积大小、矩形舵片的长宽比或梯形舵片的后掠角)变化对全弹气动特性的影响。研究得出,为了实现靶弹的准平飞弹道,需控制舵提供足够的升力和俯仰力矩,则舵控靶弹的舵片安装于弹头部与圆柱部结合处时具有较大的俯仰力矩及升阻比,此时控制效率较高;展弦比为2.68时,靶弹的俯仰力矩及升阻比较大,控制效率较高;较小后掠角的情况下具有较高的控制效率。

有控火箭靶弹的控制方式和弹道特性

针对有控火箭靶弹模拟平飞类目标飞行弹道问题,提出了采用变舵偏角控制和直线滑翔飞行控制两种舵面控制方式调整方案,仿真分析了两种控制方式下的飞行弹道。结果表明:变舵偏角控制方式调整舵偏角可以得到滑翔飞行弹道,直线滑翔飞行控制方式可以得到平飞弹道,均满足供靶条件。

舵控火箭靶弹的气动分析

在无控火箭靶弹的基础上,加装控制舵片改装为有控火箭靶弹。建立简化的舵控火箭靶弹三维模型,并利用数值计算的方法采用Fluent软件对火箭靶弹的气动特性进行了仿真分析。通过仿真得到弹加尾翼(无控)和全弹(弹+翼+舵,有控)的气动参数在舵偏角为0°时随攻角、马赫数的变化规律,以及不同舵偏角下的压力云图。

简易控制火箭靶弹总体设计

为模拟火箭靶弹平飞和俯冲类目标的运动特性,设计了火箭靶弹总体方案,建立了火箭靶弹总体设计数学模型,进行了火箭靶弹参数优化设计.基于大射程火箭弹,通过调整原型火箭弹气动外形和结构组成,加装鸭式控制舵面,进行俯仰角程序控制,在被动飞行段实现有攻角飞行,可延长滞空时间,实现准平飞弹道.简易控制火箭靶弹具有高供靶精度、低成本和低风险等显著特点.

基于有控方案的超声速火箭靶弹平飞弹道设计

考虑基于无控方案实现火箭靶弹平飞弹道存在诸多不利因素,提出了一种通过在原型弹上加装鸭舵和简易控制装置实现火箭靶弹平飞弹道的设计思路,并对总体方案进行了阐述。最后根据气动特性数据和弹体结构数据,仿真计算了靶弹在不同条件下的飞行弹道,并结合计算结果对供靶方案进行了分析。仿真结果表明:通过选择不同的发射角和控制舵偏角程序,能够使靶弹获得相对平直的飞行弹道。

低成本中高空超音速靶标弹道优化设计

为了寻求一种价格低廉的中高空超音速靶标,文中拟定了战技指标,通过分析最终采用大口径超音速火箭弹改装,建立了以主动段末端速度及弹道倾角为设计变量,以供靶段水平距离为目标函数,满足战技指标的优化模型,再将优化结果反推得到主动段参量。经仿真证明该方法合理可行,可用于指导试验,能大幅度降低试验成本。