炸弹投放模型的建立与数值模拟

数值模拟方法是研究机弹分离问题的一种高效且经济的手段,它为研究炸弹与载机的安全分离、气动干扰等问题提供了参考依据.应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的炸弹投放仿真模型;运用动网格技术更新投放物与载机发生相对运动而导致的计算域变化;将整个流场的解...     

超视距空空导弹协同允许发射区解算方法

对协同制导条件下的空空导弹发射区解算方法进行了研究。首先,分析了飞机目标的RCS模型,研究了多机协同探测问题,根据目标和载机当前运动参数提出了导弹协同发射决策算法;然后,构建了具有约束条件的导弹和目标运动模型,提出了基于编队内切圆有界黄金分割搜索的方法,并对三种编队队形下的协同发射区进行仿真验证。通过与非协同制导下发射区的比较,结果表明编队协同制导能够使导弹允许发射区增加,高度协同和角度协同使得导弹允许发射区增加最明显。     

使用反辐射武器对突防的影响分析

针对当前反辐射导弹对地面防空武器系统的威胁问题,分析了反辐射导弹超前发射时对防空阵地的毁伤概率及对减少载机损失的影响。通过概率论的分析方法,结合空防对抗的实际情况,建立了计算模型。该模型从单个目标对地面防空导弹的攻击入手,将多个目标攻击的情况分解为各独立事件的叠加,得出多目标空袭的计算模型,然后利用计算机进行仿真。根据仿真结果,得出在防空拦截中必须对载机和导弹同时拦截,并应尽早拦截的结论。提出在一次突防行动中,攻击方只要有3~4架携有反辐射导弹的战斗机就可以满足要求,再增加数量对提高突防概率的帮助并不明显。     

基于预警机的空空导弹制导交接区仿真

针对预警机协同制导条件下空空导弹的可制导交接区进行研究。在分析基于预警机的空空导弹协同制导流程的基础上,建立了预警机、发射载机及导弹的力学模型和运动模型,并从三者自身角度及相互关联的角度分析了影响协同制导交接区的限制因素;在求解协同制导可交接区域过程中,采用黄金分割法对已建模型进行仿真,并在仿真中设置了预警机和导弹的不同参数,根据仿真结果分析参数对制导交接区的影响。结果表明:在某一确定态势下,制导交接区与预警机-发射载机通信距离、制导距离、制导天线波束宽度、导弹接收天线波束宽度呈正相关关系;但当制导天线波束宽度与导弹接收天线波束宽度超过某一定值时,影响较小。     

导弹尾焰流场特性建模与仿真

导弹尾焰流场计算为尾焰红外辐射场计算提供基础数据。基于导弹尾焰流场的形成机理研究,根据燃烧理论、流体力学、气体动力学,考虑燃烧室内的燃烧化学反应建立尾焰流场计算的参数模型,结合Gambit 和Fluent 仿真软件计算获得速度、温度和压力等流场参数。在Fluent 中进行了2 000 次以上的迭代仿真运算得到了迭代残差小于1e-5的计算结果。速度场和压力场经对比分析均符合实际情况,温度场的计算误差为2%。结果表明:该计算方法可以客观描述尾焰流场的主要特征,快速仿真获得特定条件下的流场数据,为导弹尾焰红外特性的计算提供输入参数,提高尾焰的计算精度、节省尾焰的仿真时间。     

拖曳式红外诱饵干扰仿真与使用方法

由于拖曳式红外诱饵的运动和辐射特性与载机密切相关,如何建立拖曳式红外诱饵的干扰仿真模型,以及如何有效使用拖曳式红外诱饵成为飞机红外对抗中的难题。采用拖曳线的等距约束模型,建立了拖曳式诱饵的运动模型。根据拖曳式红外诱饵的干扰机理,建立了其红外辐射模型。将拖曳式诱饵模型加入到飞行器红外对抗仿真平台之中,反映了由攻击机、导弹、拖曳式红外诱饵和目标机组成的复杂系统空中运动的物理特性和随机特性。密切结合诱饵性能和所干扰导弹的性能,经理论分析和仿真验证,得到了拖曳式红外诱饵技术与战术相融合的最佳使用方法。     

机载武器投放安全性分析

本文以某机载武器为研究对象,建立了导弹与载机的三维数学模型,采用基于kw-SST湍流模型的雷诺平均N-S方程求解,数值模拟了机弹分离过程。通过流场气动参数分析,研究了导弹下滑过程的动态特性,获取了导弹安全分离边界,以及适合折叠弹翼、折叠尾翼展开的条件,研究结果对其它型号导弹的研制工作具有一定参考价值。     

脉冲调制式红外空空导弹仿真

红外空空导弹仿真是空战效能评估的重点和难点。根据红外空空导弹的识别、制导、运动机理,建立了导弹模型,同时也建立了诱饵模型,对红外空空导弹进行仿真和抗干扰分析。该导弹模型主要由导引头制导方程组、导弹运动方程组、抗干扰方法等组成。根据建立的导弹模型仿真出了导弹的攻击区、导弹和靶机运动轨迹以及导弹的抗干扰性能,通过与真实导弹进行对比表明,仿真的红外空空导弹与真实的导弹性能指标基本吻合。     

改进的机载阵列调频连续波合成孔径雷达前视成像方法

机载阵列前视合成孔径雷达(SAR)信号模型中忽略载机速度会影响成像。针对该问题,在调频连续波(FMCW)SAR信号模型中考虑了载机速度,分析了载机速度的影响和载机连续运动引入的多普勒频率偏移的特点,结合Frequency Scaling算法,研究了机载阵列FMCW SAR前视成像。成像仿真和性能参数分析表明:改进方法可精确实现载机运动条件下的FMCW SAR前视成像。     

机载红外诱饵弹的运动轨迹模型及发展方向

根据红外诱饵出膛后发生燃烧反应的微元体受力数学模型,分析了红外诱饵弹的速度方程,导出了红外诱饵投放后有效持续时间内的速度、诱饵位置、红外质心位置、距载机距离等运动参数的计算公式．对于尾追攻击和迎面攻击两种情况给出了红外诱饵的有效干扰距离与导弹和载机的飞行速度、投放系统的响应时间、红外诱饵的有效持续时间及载机可成功脱离导弹视场角时导弹与飞机最大距离的关系．分析计算结果表明,栽机在系统告警到导弹接近红外诱饵有效干扰距离的时间内应将载机调整到干扰的最佳方位,实现干扰成功的一个要点是载机采取有效的机动措施．还分析了传统红外诱饵进行对抗时存在的问题．提出了分组间隔发射,多个发射器向不同方向投放,采用自燃材料投放后氧化反应形成大面积热云等方法．     

三维动态偏移场模型及其在视频跟踪技术中的应用

基于二维动态偏移场模型,该文提出了动态偏移场模型的三维描述形式,实现了对目标沿景深方向运动状态的描述,并为失真图像序列的动态偏移提供了由平面偏移估计到空间运动状态估计的渐进描述。在视频跟踪系统中,较之其他视频跟踪技术,基于三维偏移场模型理论,该文实现了跟踪视频序列的稳定化和对被跟踪目标运动状态的估计。     

双基地ISAR成像平面研究及目标回波模型修正

该文分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面。采用基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型。为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并仿真验证。成像仿真结果表明了旋转矢量分析法建立模型的正确性。基于成像平面分析,研究了双基地转台模型的适应性,修正了常用的双基地ISAR散射点回波模型,验证了修正回波模型的正确性,并针对不同的目标运动情况,给出了成像平面的估计算法。     

离轴三反大视场空间相机像移速度场模型

大视场空间相机在轨成像期间,由于地球自转、卫星姿态机动和颤振等因素导致焦面像速场呈非线性各向异性分布。为此提出了一种新的基于刚体运动学的像移速度场建模方法,考虑离轴角参数,推导了离轴三反大视场空间相机的像速场解析式。以某大视场空间相机为例,分析了侧摆成像时同速与异速像移速度匹配模式对相机成像质量的影响。分析结果表明:以传函下降5%为约束,侧摆15成像时,当积分级数大于10级时应采用异速匹配模式,积分级数为32级时,异速匹配相比于同速匹配使焦面动态MTF从0.340 8提高到0.970 2。当积分级数确定为16级时,侧摆角在12.3以内时可采用同速匹配模式。在轨成像结果证明了像移速度场模型的准确性,可为大视场空间相机像移补偿提供可靠依据。     

引入探测器特性的空间目标红外灰度序列仿真研究

针对空间目标红外识别系统难以获取目标数据的问题,对目标红外灰度序列进行了仿真研究。通过计算目标和探测器的轨道运动参数,结合目标的微动特性得到探测器平面的投影面积观测模型;并构建目标表面温度分布模型,进而获得探测器接收的目标红外辐射强度序列。与以往方法不同的是,通过进一步考虑探测器自身成像效应,仿真得到了目标红外灰度序列。仿真结果表明不同形状和微动参数的目标红外仿真序列具有不同的周期性,可为红外目标识别算法设计提供数据支持。本文提出的目标数据仿真模型进一步缩小了与真实场景的差距,对空间目标识别系统具有重大意义。     

高精度惯导速度信息辅助的导引头量测误差抑制方法

 针对利用惯导信息抑制末制导导引头量测随机误差的问题,提出了一种高精度惯导速度信息辅助的扩展卡尔曼滤波方法.利用高精度惯导速度信息描述导弹自身运动,采用一阶马尔科夫过程描述目标机动,构建基于弹目信息状态变量系统的弹目相对运动模型,通过扩展卡尔曼滤波方法实现对导引头测量随机误差的抑制.新方法实现了惯导信息、导引头量测信息的融合,克服了已有滤波方法运动模型建模时需考虑导弹制导控制因素的难点.仿真实验结果验证了该方法在导弹末制导过程中的有效性.     

The surface-charge transistor

The surface-charge transistor (SCT) is a new active semiconductor device that can be used to store, transport, and control the transport of nonequilibrium surface charge. In its simplest (discrete) form, it consists of two adjacent storage electrodes and an overlapping control electrode. All of these electrodes are separated from each other and the semiconductor surface by a thin insulating film. This structure will provide storage and controlled transport of mobile surface charge along the semiconductor surface. Data are presented for both the quasi-static characteristics of this device and its transient response. The quasi-static data are compared with an analysis based on the solution of Poisson's equation for the device, and the measured transient response is compared with a numerical solution of the equation of motion for surface-charge transport. The accuracy of these models is attested to by the agreement between theory and experiment. The fabrication of surface-charge transistor structures is also described.     

Modeling and Measurement of Radiated Field Emission From a Power/Ground Plane Cavity Edge Excited by a Through-Hole Signal Via Based on a Balanced TLM and Via Coupling Model

A balanced transmission line model (TLM) and via coupling model is proposed for efficient simulation of radiated field emission from a power/ground plane cavity edge, where the radiated field emission is excited by a through-hole signal via in a multilayer package and printed circuit board (PCB). The radiated field emission is simulated and measured with a series of test boards. The simulation agrees fairly well with the measurement confirming the preciseness and usefulness of the proposed model. It is shown that the through-hole signal via is a considerable source of the radiated field emission as well as the signal loss. When the signal trace is switching vertically stacked reference planes, the signal return current path is disconnected at the via and the impedance becomes extremely high. A significant amount of insertion loss and radiated field emission is generated at resonance frequencies of the plane cavity. The effect of a decoupling capacitor fence (De-Cap Fence) at the edge of the board to mitigate the radiated field emission is examined. The proposed model confirms that the De-Cap Fence changes the resonance mode and frequency of the plane cavity, and reduces the radiated field emission     

声光调制器换能器阵列远场声束特性研究

根据亥姆霍兹方程的远场解,为使声光调制器(AOM)换能器在输出平面上声压输出的分布模式较好,衍射光能的传输特性更好,该文研究并提出了换能器的远距离分布模型.基于该理论模型,仿真分析了远场声束截面声强分布、传输中心轴声强分布及声束束宽等换能器相关特性,并利用计算激光衍射效率的方案进行实验验证.实验表明,测试数据与该理论模型吻合,在90％的能量区域内,理论模型拟合测试数据的误差低于5％,实验条件下声光晶体在2.08 mm≤z≤3.43 mm(z为晶体中传输距离)范围内具有最佳模式转化效率.利用此模型可确定声光器件中晶体最优衍射率区域.