跳跃式导弹弹道设计与优化

详细介绍了跳跃式导弹的概念及其特点,并针对某二级导弹(一级为固体火箭发动机,二级为间隔可调双脉冲固体火箭发动机),根据跳跃式导弹的飞行特点,提出了一种飞行程序角的设计方法,给出了飞行程序角的表达式,并建立了跳跃式弹道优化模型。在跳跃式导弹概念设计阶段,在总体参数给定的情况下,弹道的设计与优化能最大限度地提高导弹的性能,利用混合遗传算法对跳跃式导弹弹道进行了较详细全面的设计与优化,并作了比较。结果表明,该方法适用于跳跃式导弹方案论证和初步设计。

基于MPX4115的小型无人机气压高度测量系统设计

从气压高度测量的原理出发,介绍了基于MPX4115传感器,以C8051F020单片机为飞控计算机的小型无人机高度测量系统的组成和工作原理,并详细论述了测量系统的电路设计;利用压力校验仪对MPX4115传感器进行了辨识,保证了系统对压强的测量准确度;对高度-大气压强公式进行了数据拟合,并设计了计算程序,有效地解决了C8051F020单片机计算能力不足的问题;该系统具有体积小、功耗低、速度快、电路简单可靠等优点。

硬X射线调制望远镜卫星飞行程序设计及在轨验证

硬X射线调制望远镜(HXMT)卫星飞行程序设计具有在轨使用模式复杂、载荷需求约束多、在轨工作状态多且多系统多组合耦合、在轨自主管理功能应用与飞行事件操作流程耦合等特点。卫星在轨测试内容多、约束多、耦合强,因此在飞行程序设计中重点开展了入轨段程序时序评估和改进,观测模式、自主功能的应用设计,在分析设计需求约束并提取能够有效覆盖验证全部正常功能和工作状态的系统组合形式基础上,进行飞行事件编排优化。HXMT卫星在轨验证结果表明:卫星在轨运行良好,各飞行事件有序开展,飞行程序设计合理有效。

亚轨道飞行器推力常值损失下应急上升段飞行程序设计

针对亚轨道飞行器(SRLV)应急返回任务,在分析不同故障时段所具有的飞行特点的基础上,提出一种发动机推力常值损失下应急大气上升段飞行程序设计方法。该方法采用随动压变化的正攻角设计方案用于故障后飞行程序设计,使得不同故障时刻SRLV均能够安全到达低动压环境。仿真结果表明,不同故障时刻,该方法均能够在满足弯矩约束、攻角限制的情况下使得故障飞行器安全到达预定高度,为后续应急返回机动飞行提供了有利的飞行条件。

实现高超声速跳跃式弹道关键问题的研究

为提高高超声速导弹的突防能力,使常规布局空中发射的高超声速巡航弹能采用跳跃式弹道突防,采用了在导弹再入段附加相应的正攻角产生气动升力的方法,找出了实现弹道起跳的关键参数,讨论了这些参数对弹道性能的影响.通过弹道仿真,针对初始质量为800 kg的空射导弹,实现了射程大于500 km,最大法向过载不超过10g,最大动压不超过1.5 MPa的跳跃式机动弹道.仿真结果表明,该文的飞行程序易于实现,只要关键参数在合理范围内,空射高超声速巡航弹就可在再入阶段实现跳跃机动.

模式搜索法在导弹飞行程序优化设计中的应用

针对以往飞行程序设计中参数选定效率较低的问题,提出了应用于飞行程序优化设计的模式搜索法。阐明了优化原理和优化步骤,建立了其具体应用在飞行程序设计中的流程并进行了仿真。仿真结果表明该方法能够有效提高参数的选定效率,实现飞行程序的优化。

FORTRAN程序的可视化管理设计研究

FORTRAN语言是广泛用于数值计算的高级语言,但其可视化功能较弱,对现有的FOR-TRAN软件系统进行可视化改进设计具有重要的工程应用价值。探讨对FORTRAN程序进行可视化改进设计的方法,完成了一个基于Visual Basic环境下的FORTRAN程序的管理系统,实现了数据的可视化输入、数据传递、程序调用等功能。经算例测试,方法可行。

机载多目标攻击武器系统作战飞行程序设计

机载多目标攻击武器系统是当今航空武器系统研究的重点和发展的标志 ,其作战飞行程序设计是系统顶层设计的主要内容之一。综合了已有的研究成果 ,绘制了机载多目标攻击武器系统的功能逻辑流程图。在此基础上 ,采用模块化设计思想 ,进行了机载多目标攻击武器系统的作战飞行程序的组织结构设计 ,并阐述了基于表驱动和时间刻度管理的系统任务调度技术。

机载布撒器方案飞行的弹道设计

利用在可操纵质点模型中加入约束，选取目标函数，求最优解的方法，对机载布撒器方案飞行的弹道进行了设计．给出了五条最优方案飞行弹道的飞行方案和基本运动参数，并分析评估了它们各自的优缺点．对一类无动力和有动力弹道的运动参数进行了对比．

航班计划的优化设计研究

以航空公司的正常营运和最大收益为目标,结合统计数据和目标要求,建立航班计划动态规划模型,采用贪婪算法对其进行求解,得到航空公司的航班计划、飞机数量的规划,从而为航空公司编制和优化航班计划提供一定的理论依据和方法支持.以某航空公司特定机型的航班计划数据进行实证,验证了该模型和算法的可行性.

基于改进遗传算法的最优精度飞行程序角设计方法

惯性系统测量误差是影响弹道导弹射击精度的主要因素,其误差大小受导弹动力学环境影响。通过改进遗传算法建立了以射击精度最小为目标的优化飞行程序角模型,通过改变飞行程序角,达到改变导弹动力学环境,提高射击精度的目的。仿真表明,通过优化飞行程序角,可有效提高射击精度。

基于导弹设计原理的弹道建模与仿真

介绍了传统的导弹设计原理,分析了该方法在弹道生成中的不足.对不足之处,结合导弹的弹道方程,运用了Gauss-Newton迭代方法,提高了弹道精度,从而为预警仿真提供一个较为理想的作战对象.

用几何规划的方法研究飞机总体参数的优化设计

寻求一个工程设计中可以接受的、能够满足各种设计约束条件的优化设计途径,一直是飞机设计部门努力追求的目标。由此可见,非线性规划是重要而困难的研究课题。本文用几何规划的方法求解一般的非线性规划问题,利用Duffin公式近似求目标函数和约束条件,经过正定单项式的对数化,将非线性问题线性化,并将之用于飞机整体设计的参数优化选取问题,算例结果表明,符合飞机总体设计阶段对计算的要求,具有一定的理论意义和应用价值。

考虑临近空间零控交班的指令修正中制导研究

针对临近空间高超声速目标防御问题,根据目标特性提出了空基巡航段防御方案。在此基础上考虑临近空间防御特点进行中末制导交班问题分析,提出交班点性能指标,并得出连接中末制导阶段的有效零控拦截交班区域(零控交班)。结合模型预测静态规划理论与防御飞行器中制导终端状态约束条件,推导了最优控制问题的解析算法并将其作为防御飞行器的指令修正制导律,针对不同任务情况进行了数值仿真。仿真结果表明,零控交班区域分析结果可满足终端小速度比交会条件。设计的中制导律在显著提高计算效率的同时满足零控交班约束,且经过Monte Carlo仿真表明对初值扰动具有较强的鲁棒性。

基于工程设计法的射程优化

射程是弹道导弹的重要性能指标,飞行程序选择对充分发挥导弹运载能力,提高射程具有重要影响。针对此问题,利用工程设计法的实现容易、计算量少的优点,将以飞行程序为设计对象的最优控制泛函问题转化为参数优化问题。在此基础上,建立弹道运动模型和优化模型,并应用粒子群算法进行参数优化,求解最大射程弹道。结果表明,基于工程设计法的射程优化简单可行,利用粒子群算法得到的优化参数对改善射程有显著效果,充分发挥了导弹的运载能力。而运载能力的提高对提高导弹武器的目标覆盖范围起到重要作用。

一种基于转矩可达集的操纵面组合分配设计方法

现有基于数学规划的操纵面组合分配方法往往忽略操纵面之间物理区别、同时调用所有控制面参与各阶段分配求解,这种做法极不利于算法的工程应用和系统的可靠性。提出了一种基于转矩可达集设计的操纵面组合分配方法,该方法首先计算出各个基控制组的转矩可达集,在此基础上综合分析各个基控制组转矩可达集的构造特点,结合操纵面的气动特性、雷达反射特性、最少推力矢量模式等工程要求,确立一组主控舵面,以使现有常规布局飞机的控制律设计方法和经验得以沿用。而当主控舵面不能满足机动飞行对于可用力矩的需求时,启用辅助操纵面及推力矢量操纵面,辅助操纵面的管理按照舵面偏转对于雷达反射的优先级进行。仿真验证表明:文中提出的方法避免了数学规划法各模态切换带来的复杂问题,按照三轴可用力矩调度管理辅助操纵面、推力矢量操纵面的方法有效可行,能够实现合理的操纵面分配设计。

飞行程序优化对端净空地形复杂机场容量的影响

机场容量在民用航空中有着重要作用,对于一个机场来说,机场容量直接关系到该机场的发展,而在山区端净空地形复杂的机场,其容量会因其特殊的地理环境受到一定的限制。以芒市机场为例,将优化前后的飞行程序以及相对应的机场容量进行比较与分析,利用传统容量评估模型的建立并通过AirTOp进行仿真,验证飞行程序的优化,实现了端净空地形复杂机场容量的大幅度提升。

远程能量输送飞行器轨道设计与优化

以微波、激光等新型推进技术为背景,在飞行器质点动力学方程基础上,采用序列二次规划算法对飞行器爬升段和盘旋下滑段飞行轨道进行了优化设计,并通过数值仿真给出了其最佳飞行轨道。结果表明,对于重量150 kg,最大升阻比为25的飞行器,在上升段动力系统最大推重比为0.6的情况下,飞行器可以10min爬升到预定的40 km高度;在盘旋下滑段提供4.8 kg的推力,飞行时间可达4.85 h。研究结果为该新型飞行器可行性提供了理论依据。

地基运载火箭交会空间目标弹道快速优化设计

针对地基拦截器与空间目标交会这一复杂非线性优化问题,研究了基于改进粒子群算法的弹道快速优化设计方法。根据拦截交会弹道特点,设计了飞行程序优化模型,融合粒子群搜索的随机性和递进搜索的高效性,构建了适用于拦截交会弹道设计这类复杂非线性优化问题的改进粒子群算法。采用该改进粒子群算法进行拦截交会弹道仿真,结果表明,该改进粒子群算法计算精度较高,优化耗时较少,能够实现拦截交会弹道的快速优化设计。

计算几何在PBN飞行程序转弯保护区绘制中的应用研究

文章以国际民航组织(ICAO)的飞行程序设计规范为依据,结合我国导航坐标框架,研究计算机辅助设计飞行程序的基础理论对PBN飞行程序的应用,描述了计算飞行程序转弯保护区图形的计算过程,提供了计算飞行程序保护区的几何算法,详细介绍了每个算法的实现模型和步骤。文章对飞行程序设计在计算机系统中的绘制提供了较为准确的计算几何方法,着重描述了保护区风螺旋线边界的计算过程。采用计算几何绘制PBN飞行程序图形对于PBN飞行程序设计和实施有一定的指导和辅助作用。