武器外挂物投放安全性分析方法

为保证歼击机投放武器外挂物的投放安全性,采用基于欧拉方程的投放数值模拟与风洞试验相结合的方法,对武器外挂物的投放安全性分析方法进行研究。文中以某歼击机投放某型滑翔弹为算例进行分析,仿真计算的滑翔弹姿态角和投放轨迹与风洞试验数据基本吻合。通过仿真计算对风洞试验进行了补充。应用该方法对滑翔弹的投放安全性进行了全面的分析,保障了飞机空中投放滑翔弹飞行试验的安全,同时验证了分析方法的可靠性。     

飞机外挂物投放风洞试验控制及测量系统

随着现代作战飞机外挂物内置以及挂载装备式样的增多,对风洞投放试验技术提出更高的要求.结合新需求,研制一套飞机外挂物投放试验控制及测量系统.搭建4路投放、助推控制回路,引入现代测试技术和同步高速摄影进行测量.结果表明,该系统能实现4路外挂物的单投、齐投、连投的精确控制和轨迹记录,对于开展投放试验是可行的.     

SolidWorks 二次开发技术在风洞试验中的应用

针对风洞捕获轨迹试验中外挂物的位置和姿态角难以被直观观察的问题,建立一套基于SolidWorks技术的三维可视化系统。通过介绍开发环境和轨迹显示系统的总体结构,利用描述软件根据位姿信息对外挂物模型进行位姿变换,并在运功分析的同时进行了动态模拟外挂物的运动,实现了运动分析的可视化仿真。仿真结果表明：该系统可实现外挂物分离过程的实时显示,便于直观了解外挂物在投放过程中的位姿状态,对提高分析人员的决策速度和工作效率具有重要意义。     

SolidWorks二次开发技术在风洞试验中的应用

本文采用VB对SolidWorks建模软件进行二次开发,建立一套形象直观的风洞捕获轨迹试验三维可视化系统。用VB 对SolidWorks 二次开发的轨迹显示系统中,采用OLE自动化技术,把VB 编写的应用程序作为客户程序,把应用软件SolidWorks 作为服务程序,用客户程序驱动服务程序完成SolidWorks 相应的操作。显示软件根据位姿信息对外挂物模型进行位姿变换,从而在运功分析的同时动态模拟外挂物的运动。运动分析完后,并且可以回放运动过程,实现了运动分析的可视化仿真。     

挂架天平测量飞机外挂物运载飞行载荷

为了飞行试验测量外挂物运载飞行载荷,开发了六分量挂架天平。给出了稳定平飞、对称拉起状态下飞行试验获得的外挂物载荷典型结果,利用风洞实验得到的外挂物气动导数计算出相同飞行状态下的外挂物运载气动载荷。结果间比对分析,稳态下载荷大小和规律十分一致,机动状态下的差异值得深入研究。挂架天平用于飞行试验测量外挂物载荷是切实有效的。     

装备自主定点精确投放的轨迹修正研究

对军用装备的投放过程建立偏微分方程组模型,确定满足投放要求的最佳投放位置和投放速度,分析了在投放位置和投放速度均存在合理误差的情况下,落地点的区域范围,并进一步对投放轨迹进行修正,以减少由于投放位置和投放速度的误差对投放精度的影响,通过采用蒙特卡罗方法进行仿真模拟,结果表明,该偏微分方程组模型以及通过对装备投放轨迹修正更加有利于实现对投放过程的精确控制.     

迎角对导弹初始弹射弹道的影响

针对导弹发射的机弹分离过程存在较大不稳定性问题,通过求解流体动力学方程组和刚体六自由度运动方程,仿真分析了迎角对空空导弹初始弹射弹道的影响。参照美国阿诺德工程发展中心开展的一项使用标准机翼/挂架/带舵外挂物模型的捕获轨迹法试验,建立了相似的几何仿真模型并进行了数值计算。通过数值计算结果与文献［29］中风洞试验结果进行对比分析,验证了数值计算方法的可行性;采用该方法计算和分析了四代战机在不同迎角下内埋弹射空空导弹的初始弹道。结果表明：在超声速条件下,迎角变化对导弹初始弹射阶段的六自由度运动有明显的影响;随着迎角的增大,导弹俯仰运动更剧烈、横滚角度更大、偏航角度更小,机弹分离的速度明显下降、分离的安全性逐渐降低。     

某型飞机多型外挂装置测试系统的设计与实现

针对部队现阶段外挂装置测试设备品种多、功能少的现状,提出应用PXI总线技术和数据采集卡、开关矩阵等设计出可用于多型外挂装置检测的测试系统。对外挂装置的测试需求进行分析,并应用LabVIEW软件制作出测试界面和测试程序。使用证明,该系统可满足航空兵部队在多种工作场合对外挂装置检测的需要。     

基于组合策略的装备物资定点精确投放的研究

为解决装备物资空投中精度差、设备易损坏、搜集困难的问题,对投放组合策略下的投放轨迹自主优化 进行研究。根据最优控制理论,对装备物资空投过程建立具有终端约束的控制模型,通过定性与定量分析相结合的 方法,对投放误差下不同组合策略的精确投放、误差传递及自主轨迹修正进行分析,采用Matlab 软件对控制模型进 行仿真,确定了不同空投高度下的投放组合策略。仿真结果表明：该模型方程简洁、易于仿真,同时通过控制器自 主轨迹修正能够实现装备物资的精确空投,且具有较高稳定性。     

空中目标运动轨迹的数学模型及仿真

分析了空中目标运动的轨迹及其特点,提出了由几种典型的飞行方案的组合来描述空中目标的运动轨迹,建立了组成飞机、反舰导弹的几种典型轨迹的数学模型,其中飞机运动轨迹包括直线、俯冲和盘旋航路,反舰导弹主要包括爬升段,降高段、下滑段以及导引段.最后,将这些典型轨迹进行组合,得到空中目标运动的轨迹,并利用VC++建立了一个目标运动轨迹的仿真模型,可以比较直观、方便的得到目标的运动轨迹及飞行数据.     

风场环境下的巡飞弹航迹跟踪运动补偿算法

针对巡飞弹航迹跟踪过程受风速、风向影响的问题,在风场环境下,通过建立运动模型,研究并提出了基于变增益虚拟参考点和系统外回路动态补偿的非线性制导律算法。根据制导律参数中固定距离限制的问题,设计了变增益虚拟参考点并分析了航迹跟踪的稳定性条件,针对系统外回路滞后特性设计了动态反馈补偿因子,同时给出了参数计算方法及运动约束条件。通过数学仿真方法分别对无风及有风条件下的制导律进行验证,考虑到实际飞行试验困难的问题,基于vc++搭建了半实物实时仿真平台,通过硬件在回路仿真,验证了航迹跟踪性能。结果表明：改进制导律可有效克服风干扰、具有较高的跟踪精度且易于工程实现。     

随机风扰动下的弹丸落点散布仿真分析

为了研究随机风和随机风扰动下的弹丸落点散布仿真的准确性,建立了随机风和随机风扰动下的弹丸运动模型。以MATLAB为平台,运用"四阶龙格-库塔算法",对随机风及弹丸外弹道落点进行结果仿真,并与试验结果进行了分析比较。结果表明,这一方法是可行的。     

基于蒙特卡罗法的枪弹弹头外弹道散布特性分析

针对枪弹落点较为随机的问题,对随机因素影响下的枪弹弹头外弹道散布特性分析方法进行研究.分析各随机因素产生的原因,确定各随机因素的概率分布模型,并利用Matlab软件产生符合各随机因素概率分布的随机数;应用C++语言编制随机外弹道计算程序,通过循环调用各因素随机数进行外弹道虚拟试验,模拟得出多组弹丸落点坐标;利用经典的统计试验法——蒙特卡罗法分析得出弹丸落点的统计特性,结果与试验数据基本吻合.分析结果表明,该研究成果可以为减小弹头落点散布、提高射击精度提供技术支撑.     

斜截头弹体入水的弹道特性

斜截头弹体的入水会发生姿态偏转和弹道弯曲。从理论上分析弹丸在水中的偏转过程,得出斜截头弹体姿态偏转方程。利用AUTODYN软件对斜截头弹体入水过程进行数值模拟,基于模拟结果提出描述弹体质心轨迹的经验公式,并通过试验验证其准确性。设计炮射垂直入水试验,利用高速摄像机记录弹丸的撞击速度和运动过程。试验结果表明：理论分析得出的姿态偏转方程可靠,数值模拟和基于数值模拟得出的质心弹道经验公式的预测精度可信。     

超音速伞-弹系统三维有风弹道计算方法研究

通过分析摩擦层的大气运动特点，建立了中低空风场随高度的分布函数，分析了伞-弹系统从超音速初始状态减速到稳态过程中的受力环境，并推导了其三维动力学运动方程；以自由下落悬浮式侦察弹为实例，利用相关软件对在三种典型工况下的伞-弹系统有风弹道及无风弹道进行了仿真，并与该系统的实测弹道进行了对比，仿真结果具有较高的可信度，从而验证了该计算方法的可行性与实用性，可为同类问题的弹道设计提供参考。     

基于动态嵌套网格技术的机载武器投放研究

为研究机载武器投放过程中机、弹气动干扰特性及航弹运动规律,采用计算流体力学(CFD)方法对机载武器投放过程进行数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,通过动态嵌套网格技术模拟航弹运动,在求解非定常Euler方程时引入广义极小残余方法(GMRES),成功模拟了基于察/打一体无人机平台的航弹自由投放过程,获得了详细的包括弹体运动速度、空间轨迹和受力情况等在内的丰富的运动信息。通过算例,验证了本文发展方法的有效性和合理性。计算结果表明:投放过程中,载机气动力受航弹影响较小,而航弹受载机气动干扰影响较大;航弹所受的气动干扰主要来自投放初期,随着弹体的下落和距载机距离的增加,气动干扰影响逐渐渐弱。     

分布式半实物环境实时弹道仿真步长自适应研究

在分布式半实物环境中,从工程实践的角度出发,基于数据分发服务（DDS）建立高性能弹道仿真环境。通过设计并实现仿真步长自适应的方法,进行实时弹道仿真计算。针对分布式半实物仿真环境的特点,提出了基于攻击机仿真环境和基于目标机仿真环境两种仿真方式。在采用同一种弹道仿真模型的情况下,通过对比分析两种方式的仿真实验结果,基于目标机仿真环境的方式稳定地提高了仿真计算频率,因此仿真结果精度较高,从而很大程度上提高了半实物仿真环境下实时弹道仿真的可信度。     

基于XFC 极速控制技术的CTS 运动控制系统

针对传统风洞捕获轨迹试验（captivetrajectorysimulation,CTS）运动控制系统无法满足某新型风洞进行型号试验的需要,从硬件和软件2个方面详细介绍了一种基于极速控制技术（extremelyfastcontrol,XFC）的CTS运动控制系统。将基于PC的运动控制方式、嵌入式PC机、带EtherCAT实时以太网的伺服驱动器和快速I／0端子应用于CTS控制系统中,应用TwinCAT自动化软件开发运动控制程序,实现了CTS的位置控制和连续速度控制功能。风洞调试结果表明：该系统具有软硬件结构简单、动态响应性能好、天平信号受干扰小的特点。     

基于ZigBee 的加油机输油管收放试验模拟系统

为在风洞中模拟空中加油机收放油管过程,评估加油管和锥套的安全性,根据试验任务的要求研制加油 管收放模拟系统。给出收放系统的设计与实现,介绍基于Zigbee 无线控制的收放系统硬件组成和软件设计。详细论 述系统中Zigbee 无线网络的组网及ModbusRTU 通信协议等关键技术的设计与实现。结果表明：该系统结构简单, 性能稳定可靠,满足试验要求,能解决风洞中加油管收放模拟问题。