基于高斯算法的小行星固定时间拦截

为了防止未来有小行星撞击地球,想要对小行星实施固定时间拦截;首先根据给定的地球与小行星的撞击点位置以及小行星与地球撞击点的速度,建立小行星的轨道模型;利用小行星与地球的轨道模型预推出拦截卫星发射点的位置,再利用高斯算法建立卫星的固定时间拦截轨道模型,并计算卫星发射速度,以及碰撞后小行星的速度;最后,对所建立的模型进行数值仿真。仿真结果表明：若地球将与小行星发生碰撞,则拦截卫星将按拦截轨道运行固定时间后成功与小行星拦截相撞。     

日-地系拉格朗日点任务及其转移轨道设计方法

绕日-地系拉格朗日点的深空探测任务越来越多,这些任务的目标轨道一般为Halo轨道或Lissajous轨道.介绍了3种从地球停泊轨道出发到拉格朗日点的转移轨道设计方法,并进行了对比.最后以Az=-800 000 km的Halo轨道为例,验证了直接转移轨道设计方法的有效性.     

应用直接配置非线性规划法求解最优气动辅助轨道转移

首先研究了一种求解轨迹最优化问题的直接方法,即直接配置非线性规划方法(DCNLP),该方法使用分段的多项式来代表系统中的状态变量和控制变量,并通过配置来满足系统微分方程,最终将最优控制问题转化成非线性规划问题。然后将该技术应用到异面气动辅助转移问题中,通过采用大气外轨道预调整方案,增加了大气入口速度,针对大气内飞行的动力学方程,建立极小时间性能指标,将最省燃料指标转化为相应的最佳入口、出口条件。最后针对形成的最优控制问题,应用DCNLP方法进行求解,成功地得到了大气飞行最优轨迹。     

超远程火箭弹道设计研究

根据射程,运载火箭一般可分为近程、中程、远程和洲际运载火箭,射程超过地球周长一半的火箭一般称为超远程火箭.当前,超远程火箭的弹道方案主要采取高弹道、部分轨道等技术,具体实现方案包括直接飞行、弹道主动段机动飞行、弹道被动段机动飞行、近地圆轨道机动飞行、近地椭圆轨道机动飞行等 5 种技术方案.对方案可行性及方案选择的判断依据进行研究,分析各技术方案的弹道特点,并与标准洲际射程参数进行对比,为超远程火箭的弹道技术方案的选择提供了借鉴.     

空间探测器飞行原理

空间探测器离开地球时必须获得足够大的速度才能克服或摆脱地球引力,实现深空飞行。探测器沿着与地球轨道和目标行星轨道都相切的日心椭圆轨道（双切轨道）运行,就可能与目标行星相遇,或者增大速度以改变飞行轨道,可以缩短飞抵目标行星的时间。例如,美国旅行者2号探测器的速度比双切轨道所要求的大0.2公里/秒,到达木星的时间缩短了将近四分之一。     

电磁炮轨道几何尺寸特性分析及优化设计

针对现有文献对电磁炮轨道几何尺寸特性分析及优化设计研究的不足,建立了电磁轨道炮系统仿真模型,并对该仿真模型进行了验证;基于此模型分析了轨道几何尺寸变化对电枢出口速度及出口动能的影响,然后利用遗传算法以电枢出口动能为目标函数对轨道几何尺寸进行了优化设计。分析结果表明:电枢出口速度随轨道宽度、轨道高度及轨道间距的增加而减小,电枢出口动能随轨道宽度、轨道高度的增加而减小,随轨道间距的增加先增大后减小;通过对轨道几何尺寸进行优化设计,在一定程度上缩短电枢的出膛时间以及提高电枢出口动能。     

它世界

正美海军电磁轨道炮创造新世界纪录2010年12月10日,在美国海军水面作战中心达尔格伦分部进行的电磁轨道炮发射试验创造了一项新的世界记录——32兆焦耳的发射动能。2008年,海军研究局在达尔格伦进行了电磁轨道炮10兆焦耳发射动能的试验。32兆焦耳意味着炮弹能以5马赫的速度飞行,最大射程超过203千米。另     

不同炸高下的EFP 对盖板炸药的撞击起爆研究

为了研究不同状态下的爆炸成型弹丸(explosively formed projectile,EFP)对盖板炸药的冲击起爆影响,采 用Ls-Dyna 仿真软件,建立EFP 撞击起爆带壳炸药的数值仿真模型。利用EFP 成型过程的不同阶段其头部速度不同, 对不同厚度盖板的CompB 炸药进行撞击起爆数值仿真,分析了各个阶段的比动能、头部速度与盖板厚度的关系,以 及盖板厚度与起爆时刻、位置的变化规律。仿真结果表明：在0.5～1 倍装药直径之间,可以得出临界盖板厚度与头 部速度、EFP 沿飞行方向的投影面积成正比,并且EFP 在侵彻大于2.5 倍装药直径的盖板过程时,不会形成剪切块; 笔者设计的口径40 mm EFP 完全成型后,其比动能为61.81 MJ/m2,可以起爆最大盖板厚度为10 mm 的CompB 炸药; 在一定盖板厚度范围内,冲击起爆时间和冲击起爆位置都随着盖板厚度增加而增加;EFP 飞行至0.5 倍装药直径处, 所能撞击起爆的临界盖板厚度是EFP 成型后的2 倍。该研究对于防空防导的战斗部EFP 设计具有一定的参考价值。     

双组元液体火箭GTO运载能力评估方法

为了准确计算双组元液体推进剂运载火箭运载能力评估方法中的剩余可用推进剂折算系数,基于某运载火箭发射地球静止同步转移轨道（GTO）飞行任务,推导了末级剩余可用推进剂与运载能力对应关系,提出简化计算公式,并基于实际弹道计算程序对结果进行了数学仿真验证。结果表明：本文方法能有有效评估发射地球静止同步转移轨道飞行任务的剩余推进剂运载能力折算系数,该方法对于提升火箭运载能力评估的效率和准确性具有重要意义。     

洛·马公司选择德尔它4火箭进行猎户座飞行试验

据航天飞行在线网站2011年11月9日报道,NASA与洛.马公司签署了价值3.7亿美元的长期合同,于2014年使用德尔它4H火箭进行猎户座载人探测飞行器的无人轨道飞行试验。届时,德尔它4H火箭将把猎户座载人探测飞行器发射至最远距离地球8047 km的椭圆形轨道上,猎户座将绕地球飞行2圈,预计飞行时间为6个月左右。之后,将以3219 km/h的速度再入大气层。     

基于线性引力场的运载火箭弹道设计研究

为了解决运载火箭末级小推重比情况下最优弹道设计的问题,达到火箭入轨速度损失更小、消耗推进剂更少的目的,采用更加准确的线性引力场模型,通过简化偏航程序角和协态变量,将真空飞行段最优推力方向转换为含有5个约束条件的两点边值问题进行求解,进而通过积分运动方程得出最优弹道.此外,结合运载火箭飞行的特点对迭代初值进行了研究,提出...     

基于遗传算法的弹道优化算法

以空空导弹的末端速度作为性能指标,其弹道倾角视为控制变量,在规定的飞行时间及射程下,优化导弹弹道使得其末端速度最大化;通过采用多项式样条插值的方法估计弹道倾角的变化规律,利用遗传算法进行优化计算弹道倾角采样点数据,最后得到满足条件的优化弹道并进行仿真;仿真结果表明：按此优化方法得到的弹道与比例导引方案弹道相比,大大提高了导弹的末端速度,研究结果对空空导弹的标准弹道设计有一定学术和工程参考价值。     

气动力辅助双脉冲最优异面变轨问题研究

研究了航天器气动力辅助最优异面变轨问题,将该过程分为离轨、大气飞行和入轨3个阶段,分别建立了相应的动力学方程及约束方程.通过增加一个约束条件的手段,把传统的三脉冲轨道平面改变问题转化为双脉冲变轨问题,优化目标是获得第一次速度冲量引起的最优轨道倾角改变量和航天器大气飞行段轨迹.采用"遗传算法+Gauss伪谱法"二层优化方...     

大气层外弹道导弹中段拦截弹道规划

为解决反导拦截弹道快速规划问题,依据椭圆弹道理论与二体理论提出一种弹道导弹中段拦截弹道规划模型。在获取目标弹道某一时刻初始位置和速度状态信息基础上,利用椭圆弹道理论建立目标飞行位置与飞行时间的关系,实现对遭遇点位置信息的预测;根据拦截弹发射点位置以及预测遭遇点位置,利用Lambert方程在飞行时间的约束下解算拦截弹的状态信息,从而建立拦截弹的弹道规划模型;使用MATLAB软件仿真验证拦截弹规划模型的有效性。该模型为中段拦截弹道规划设计提供了一种思路和方法,并且在相应的约束条件下规划的拦截弹道在理论上能够满足中段反导拦截作战要求。     

基于地磁传感器的点火脉冲选择策略分析

采用小型脉冲推力器组修正弹道偏差是提高火箭弹射击精度，减小落点散布的有效方法。但脉冲推力器的点火时机对射弹落点的控制能力有很大的影响，如何从脉冲发动机组中选择点火是弹道修正过程中的关键环节。文中在旋转弹有控弹道模型的基础上，提出了一种借助于地磁传感器测量，来控制脉冲推力器适时点火的策略。地磁传感器测量的数据不仅用于解算弹体飞行姿态，同时可通过计算给出点火脉冲发动机选择的方向基准。     

小口径高炮修正弹在脉冲作用下的运动特性

为研究小口径高炮修正弹在脉冲作用下的运动特性,建立弹丸的复攻角和复偏角方程。将脉冲作用过程分为脉冲直接力作用和脉冲引起的气动力作用两个过程。分别推导两个过程的复攻角和复偏角方程的解析解,得到速度平均偏角的表达式,分析速度偏角的产生机理。通过与数值解的仿真对比,验证了解析解的正确性。研究结果表明：对于尾翼稳定弹丸,脉冲发动机应安装在弹丸质心之前,可使单个脉冲发动机产生的速度方向改变量最大;脉冲引起的气动力作用对弹丸速度方向的影响远大于脉冲直接力作用的影响;脉冲作用会在垂直于脉冲发动机推力方向上产生速度增量。研究结果可为小口径高炮修正弹的总体设计和制导方法优化提供参考。     

基于注意力机制的高超声速飞行器LSTM智能轨迹预测

临近空间高超声速飞行器具有非惯性轨迹形式和大范围、强机动的突防能力,对目标飞行轨迹的准确预测能够为反导拦截系统有效拦截提供有力技术支持。针对高超声速飞行器的滑翔式和跳跃式飞行轨迹预测问题,提出一种基于注意力机制的Seq2Seq轨迹预测模型,利用LSTM网络设计编码器和解码器,同时利用注意力机制提取的信息进行解码预测。该网络以目标轨迹的位置、速度、弹道倾角和攻角六维特征序列作为输入网络,网络输出为未来一段时间内的连续轨迹序列,利用弹道仿真模型获得的目标飞行器轨迹数据作为训练集对网络进行训练与优化。实验结果表明,该网络能够对高超声速飞行器的多种飞行轨迹进行有效的轨迹预测,预测误差小,能够为反导拦截系统提供有利参考。     

飞行器往复式滑翔延时弹道特性

为进一步延长侦察类巡航导弹的飞行时间,提出一种新型亚音速往复式滑翔盘旋弹道方案,并分析该弹道方案的延时效率及其特性。通过计算流体力学数值风洞获取飞行器的气动参数,采用4阶Adams-Moulton算法数值求解飞行器的弹道控制方程组,对比分析水平盘旋和往复式滑翔盘旋弹道方案的飞行时间差异,进一步分析飞行器的初始速度和初始弹道倾角对往复式滑翔盘旋弹道飞行时间的影响。结果表明：飞行器往复式滑翔延时弹道方案可以延长飞行时间,相对于水平盘旋弹道最优工况延时效率可达到14.79%;在飞行器往复式滑翔盘旋弹道实现的前提下,飞行器的初始速度和初始弹道倾角对往复式滑翔盘旋弹道的飞行时间影响不大。     

中心起爆式变截面杆战斗部设计技术研究

提高杆式战斗部杀伤力的主要研究内容是提高杆的着靶速度和控制杆的飞行姿态。提出一种新的杆式战斗部——变截面杆战斗部,通过改变杆的形状控制杆的飞行姿态进而提高杆式战斗部的杀伤力。论述变截面杆战斗部设计的基本思路,并采用非线性动力学分析软件ANSYS/LS-DYNA数值模拟变截面杆战斗部爆轰驱动杆条扩张运动过程,得到了杆的抛撒速度及飞行姿态变化规律。考虑爆炸作用结束后空气阻力对变截面杆飞行姿态的影响,运用计算流体力学（CFD）和基于有限元技术的计算结构力学（CSM）相耦合的方法仿真模拟杆的气动变形,分析结果表明变截面杆气动弹性变形很小,对其飞行姿态影响有限。基于理论研究工作开展了爆轰驱动变截面杆静态抛撒试验,试验达到了预期效果。研究结果表明了变截面杆战斗部结构设计的合理性,为离散杆战斗部的进一步工程设计提供了可靠的理论依据。