涡流发生器对半球形激光转塔跨声速流场影响数值研究

激光转塔的跨声速绕流场使得机载激光平台面临着严峻的气动光学挑战。为对激光转塔的跨声速流场被动控制提供基本的理论支撑,本文利用了改进亚格子尺度的改进延迟脱体涡模拟(IDDES)方法,针对细长圆柱的针状涡流发生器,对跨声速条件下半球形机载激光转塔的绕流场进行了流动控制数值研究。结果表明,针状涡流发生器引入了明显的二次流特征,削弱了来流能量,导致激光转塔顶部激波强度受到影响,进而影响了激光转塔尾迹区的分离泡尺寸;激光转塔尾迹的横向摆动和纵向波动特征的时空特性并未受到涡流发生器的明显影响,而动态模态分解(DMD)结果指出了当涡流发生器存在时,激光转塔尾迹的纵向波动模态能量具有明显的衰减,合理地对应了尾迹分离泡形态的改变,揭示了本文研究的涡流发生器对激光转塔尾迹分离区的抑制作用,为以被动控制方法来抑制激光转塔气动光学效应提供了依据。

机载光电载荷装备发展与关键技术

以莱特宁瞄准吊舱、先进红外瞄准吊舱、狙击手先进瞄准吊舱、MTS-B多光谱瞄准转塔、MX-25多传感器转塔等典型机载光电载荷为代表,对机载光电载荷的分类、装备现状及主要性能进行综述,给出主要技术性能参数,对其主要技术特点进行提炼总结,并对机载光电载荷发展趋势和需要重点关注的关键技术进行了分析探讨。

机载光电转塔气动外形优化设计方法

机载光电转塔的气动外形,对载机气动特性以及转塔自身的转动精度、系统量测结果都有重要的影响。结合工程实践,提出一种机载光电转塔气动外形优化设计方法。基于转塔外形设计和气动特性分析,初步给出多种候选外形方案,然后结合理论分析和CFD仿真,最终得到最优的转塔气动外形。以某型直升机机载光电转塔为例,对所提方法在实际工程中的应用过程进行了说明。

基于陀螺稳定的机载光电转塔系统建模与仿真

机载光电转塔系统是一种多自由度高精度随动控制系统。能够快速随动、大范围跟踪、高精度对被探测区域目标进行搜索、捕获、跟踪和瞄准,为载机提供高精度和高分辨率的外部环境信息,用于态势感知和指挥决策。建立两轴两框机载光电转塔系统在方位和俯仰的陀螺稳定数学模型,及两者之间的耦合关系。搭建了机载光电转塔系统在方位和俯仰两个自由度的联合仿真模型,根据实际应用需求,在MATLAB仿真环境下对不同外部输入和模拟载机姿态变化扰动的环境进行了全系统联合仿真。对系统的仿真特性进行了分析,仿真结果表明,建立的全系统联合仿真模型合理,系统能够快速响应与稳定控制调节,具有较高的陀螺稳定随动控制精度。

机载光电转塔系统轴系误差数值分析

机载光电转塔系统轴系误差是影响随动跟踪和视轴指向精度的主要因素之一。为了分析轴系误差对精度的影响量值,运用坐标变换的原理,建立了机载光电转塔系统在方位和俯仰理想状态和在轴系误差状态随动跟踪的数学模型,进行了数值计算与仿真分析。仿真特性曲线表明,在不同随动角度下轴系误差对精度的影响是变化的。为了满足机载光电转塔系统高精度随动、视轴指向和高分辨率的探测和感知外部环境,提出了消除误差和提高精度的解决方法,可用于机载光电转塔系统的设计分析、误差控制和技术问题处理,具有一定的实际工程应用参考价值。

激光武器发射转塔尺寸对飞机作战效能的影响

机载激光武器可以主动防御来袭导弹,大幅提升作战飞机的生存能力。为了具备更远的打击距离,激光武器需要尽可能大的发射镜直径,但几何尺寸较大的发射转塔会对飞机的气动和隐身性能产生不利影响,降低飞机的战场生存能力。利用计算流体力学和物理光学法,分析发射转塔直径对飞机的气动性能和隐身性能的影响,并采用基于agent的作战仿真方法研究发射转塔直径对飞机在突防作战中作战效能的影响。结果表明:飞行速度随着发射转塔直径的增大有小幅度降低,降低幅度在2%以内;30、50和70 cm的发射转塔直径分别导致飞机的头向RCS 64%、173%和282%的增加;对于作战效能而言,激光武器发射转塔的尺寸并非越大越好,相对于无防御措施的无人机执行突防任务,50 cm的发射转塔直径可以提高77.2%的任务成功率,是三种方案中最高的。

国外大型机载激光武器气动布局研究

机载激光武器结合了激光攻击迅速准确和飞行平台灵活机动的特点,同时高空发射激光可以大幅度减小稠密大气影响,进一步提高激光攻击效率,作为一种新兴武器得到了广泛重视。国外已经开展大型机载激光武器的工程样机研制。针对国外大型机载激光武器开展研究,主要对激光发射装置气动布局形式进行分析,总结形成了大型机载激光武器气动布局设计的主要原则。同时开展了大型激光发射装置垂直和平行于自由来流的两大布局形式特性研究,提出了炮塔整流的一些建议。

机载随动武器系统的发展演变与应用研究

机载随动武器系统是战斗机武器系统的重要组成部分,能够精确定向、快速响应随动、瞄准目标,作战应用灵活,可对目标实施有效杀伤。本文通过对国外机载随动武器系统发展演变和划代技术特点的分析,梳理了技术演变过程和发展的趋势,对机载随动武器系统的未来发展和应用研究具有一定的指导意义。