一种偏转弹头控制系统方案研究

偏转弹头控制是一种新型的快速响应控制技术,与传统的舵控制不同,它具有高机动性、控制响应时间短、良好的气动特性等优点.根据一种弹头偏转机构方案,对偏转弹头控制系统进行了研究,建立了一种简单、合理的偏转弹头控制系统方案,通过坐标转换推导出弹头偏转控制规律;初步研究了偏转弹头控制导弹的气动特性,并与传统的舵控制导弹进行了比较,计算结果表明,偏转弹头导弹具有更高的控制效率,且在高超声速条件下,仍然维持较高水平.     

偏转弹头导弹气动方案设计研究

在外军某型导弹的基础上,将偏转弹头控制方式引入导弹,重新设计了其气动方案;在设计的过程当中,针对偏转弹头导弹特有设计约束,对原准弹的设计进行了调整;新设计的方案综合考虑了各分系统之间的约束,解决了将这种新的控制方式引入导弹设计后所带来的一些问题;计算结果显示：该气动方案解决了一般偏转弹头导弹低速可用过载低的问题,与传统导弹相比具有包络小,阻力低,高速下可用过载大等特点。     

偏头控飞行器气动仿真与外形优化

针对智能偏转弹头的飞行器模型,以通用流体计算软件FLUENT为计算平台,进行了大量气动仿真实验.计算了不同头部偏角,不同马赫数和攻角姿态条件下,智能偏转弹头模型所受的气动力;分析在不同条件下升力、阻力和偏航力矩的变化情况,同时比较了不同外形的此类弹头的气动特性。仿真结果表明在飞行速度大于一个马赫的情况下,大长径比、尖锥外形的智能偏转弹头可获得较大的升阻比和偏航力矩,气动性能较好。     

弹头可偏转火箭弹外弹道特性研究

为了研究弹头偏转角对弹箭外弹道的影响,进行了弹头可偏转火箭弹的气动特性和弹道特性研究.首先利用流体力学软件对不同弹头偏转角的弹箭模型在不同马赫数飞行的情况进行绕流流场数值模拟,获得各弹箭模型的气动力参数,然后通过六自由度弹道模型对弹头可偏转火箭弹的外弹道进行数值计算,并进行典型试验验证.试验结果与仿真结果吻合良好,弹头偏转角可以提供有效的弹箭落点横向偏移距离,研究结果可为自适应智能弹箭的研制与工程应用提供理论与技术支持.     

新概念伸缩舵面机动弹头布局初步研究

提出了一种伸缩舵面机动弹头气动布局设计的新理念,避免了普通全动舵面布局方案中舵轴设计面临的严峻热环境和力环境等问题.初步研究了采用这类设计理念的多种机动弹头布局的气动特性,分析了伸缩舵面机动弹头布局的稳定和操纵特性,对采用这种理念设计得到的一种机动弹头布局的机动性能进行了仿真.结果表明,新的机动弹头有较强的机动性,可通过机动飞行增大突破敌方导弹防御体系的概率,并能明显增加射程.     

鸭式与正常式导弹滚转特性数值研究

为研究不同气动布局导弹滚转特性。采用三维雷诺平均N-S方程组,对正常式和鸭式布局导弹在非对称姿态流场进行数值模拟。研究了这两种布局形式的滚转力矩变化规律、翼剖面压力分布差异和舵翼面流动相互干扰等。经数值模拟表明,造成这两种布局在非对称姿态下舵面偏转进行滚转控制时不同布局导弹滚转特性差异的原因在于:舵面偏转后在翼面产生非对称洗流,导致翼面诱导滚转力矩不同所致。     

导弹级间分离气动特性研究

为了研究两级分离布局导弹分离过程的气动特性,文中利用自主开发的数值计算程序对导弹两级分离过程进行了模拟,并完成了部分工况的风洞实验验证,分析了分离过程导弹两级气动特性的变化规律。研究范围:马赫数2.0～5.0,攻角0°～6°。结果表明:攻角和侧滑角对导弹两级的轴向位移影响较小,马赫数越高、Ⅰ级模型头部锥角越小或导弹两级直径比越接近均有利于导弹两级的快速分离。     

有翼导弹动态气动特性数值研究

为准确预测飞行器的机动特性,故开展其动态气动特性研究.应用非结构动网格技术建立了可模拟飞行器作周期性俯仰运动的强迫振荡法.选取NACA 0012翼型为研究对象对该方法进行验证,进而计算了有翼导弹Finner在各马赫数下的静、动导数,并分析了Finner导弹在不同减缩频率下的动态气动迟滞特性.结果表明,文中方法能够有效模拟有翼导弹在不同马赫数下的动态气动特性,结果正确可靠,具有较高的工程应用价值.     

头部偏角对气动特性影响规律研究

为了获得头部偏角对气动特性的影响规律,首先对弹体表面不同位置的压力变化进行了试验,并以此修正和验证基于头部偏转弹的数值计算模型,并进一步计算不同马赫数和不同头部偏角情况下对升力、阻力和俯仰力矩影响规律。结果表明,头部偏转对弹体表面影响效果十分显著,远远大于同一角度攻角对压力大小的改变量。较小头部偏角和马赫数下的阻力与原型弹偏差不大;随着头部偏角的增加,升力和俯仰力矩会迅速增加。对于在某个头部偏角情况下,存在唯一一个使飞行稳定的最大马赫数。     

不同栅格壁形状的栅格翼导弹气动特性对比研究

针对栅格翼在导弹上具有重大的应用价值,研究不同格壁形状的栅格翼导弹气动特性。通过介绍控制方程、边界条件和计算条件,采用FLUENT数值模拟的方法研究四角形格壁、菱形格壁和矩形格壁3种格壁形状的栅格翼导弹气动特性,并通过计算分析得出栅格翼导弹的升阻比在研究范围内随着马赫数变化而变化,3种模型变化趋势基本一样。分析结果表明：四角形格壁栅格翼型导弹和菱形格壁栅格翼型导弹的气动性能,优于矩形格壁栅格翼型导弹。     

导弹数据库搜索策略研究与应用

通过建立导弹气动数据库,改进检索策略,利用插值算法和模糊查询的方法,对导弹气动特性数据库进行检索,并将检索结果应用于某再入弹头气动力、热、烧蚀及弹道实时耦合仿真过程的可视化,实现了快速、准确的查询目标,解决了长期以来气动力数据,弹道表面热环境数据,烧蚀外形数据的零散、管理困难、使用不便等问题,为导弹设计、模拟飞行提供更快捷,方便的气动资料。     

远程导弹弹头防热设计及热烧蚀防护

正2016年3月,朝鲜公布了其远程导弹弹头热烧蚀试验的情况,引发外界关注。那么,导弹弹头是如何"防热"的?这要从弹头的基本结构与组成谈起。导弹弹头的基本结构与组成弹道导弹上的弹头由再入体与非再入体组成。再入体由端头、密封舱、稳定裙组成,非再入体一般由突防舱(由于导弹载荷过小,朝鲜导弹的弹头有可能未设计该部分)及其控制部分组成。按功能分,一般由防热结构、承力结构、连接结构、密封结构、安装支架等组成。其中,端头位于弹头最前端,气动外压和气     

偏转头弹箭流场特性研究

为了揭示超声速条件下偏转头弹箭的气动特性,对超声速偏转头弹箭不同偏角的流场进行了数值计算。对比普通弹丸和偏转头弹丸的流场结构后发现,偏转头弹箭控制方式可有效提高弹丸的气动特性。偏转头的主要影响集中在弹丸头部,表现为头部激波结构的变化,但对下游流场几乎没有影响,从而避免了鸭舵式控制方式中鸭舵对下游流场的扰动,从流场特性的角度揭示了偏转头控制方式的优越性。     

大口径枪弹弹头外形优化与气动特性

为提高大口径枪弹飞行稳定性和射击密集度,对大口径枪弹弹头外形优化与气动特性进行研究。以12.7 mm 机枪弹弹头为对象,建立弹头3 维造型,定量分析其弧形部半径、弧形部长度、船尾角度和船尾长度,结合数值模 拟获取弹头飞行过程中的压力云图和阻力系数的变化曲线,提出优化后的弹头外形参数,得出外形变化对弹头气动 特性的一般影响规律。仿真结果表明：该研究能优化弹头外形设计,对大口径枪弹弹头外形设计及气动特性具有一 定的参考价值。     

机载导弹折叠舵展开气动特性试验研究

针对采用折叠舵的机载导弹发射后,舵面从折叠到展开过程中不同展开角下外翼面的气动特性特别是折叠轴扭矩进行研究。主要分析了展开角、来流马赫数、侧滑角对外翼面气动力的影响。研究发现,随着展开角的增加,外翼面气动力以及折叠轴扭矩均有不同程度增加;马赫数对外翼面的力及扭矩影响不大;随着侧滑角增加,外翼面受力及扭矩逐渐增加,增量与展开角有直接关系。     

一种导弹末制导自适应控制方法

文中根据导弹响应快和精度高的基本要求,在导弹变向跟踪接近目标时,对导弹制导控制过程中的控制方法进行研究和数学推导,提出了一种导弹末制导的自适应控制方法,该方法提高了导弹马赫数和质量在较大范围（35%）内变化时系统的响应精度和稳定性。将该方法应用于导弹跟踪飞行控制,通过计算机仿真,结果比较满意。     

推力矢量拦截弹制导控制一体化设计

针对采用推力矢量控制的拦截弹,首先给出了推力矢量和气动力的归一化设计方法,通过引入等效舵偏角的概念,将多控制输入问题转化为单控制输入问题,并进行求解,设计了推力矢量偏心和气动舵偏转的控制分配策略,给出了气动舵偏转角及推力矢量偏心角的数学表达式,解决了多控制量之间相互争斗的问题。在此基础上,通过模型标准化,采用Backstepping方法(反步法),借助Lyapunov再设计工具,对导弹制导与控制系统进行一体化设计,得到了俯仰平面内的制导控制律。仿真结果表明,和常规制导与控制方法分别设计相比,采用该制导控制一体化设计方法能够使拦截弹有效拦截机动目标,并且导弹的姿态和执行机构偏角的变化也更加平稳。     

6马赫锥导乘波体速度范围与气动特性研究

乘波体在飞行中马赫数变化会对乘波体产生很大影响,不同马赫数对应不同乘波体外形,获得稳定飞行马赫数范围,对于乘波体气动特性研究将具有重要的指导意义.利用数值模拟方法对无粘锥体流场乘波体进行设计并分析其基本气动特性,得出基于Ma =6,α=0°流场乘波体在满足稳定性飞行的马赫数范围.并在此范围内对乘波体进行分段数值模拟得到升力系数、阻力系数及升阻比变化特性.研究结果为提高乘波体升阻比和控制飞行速度提供了理论基础.     

BTT导弹的解耦问题综述

倾斜转弯(BTT)导弹在机动性、稳定性、升阻比等方面相比侧滑转弯(STT)导弹都有显著的提高, 但其气动外形和控制技术的特点决定了BTT导弹的数学模型存在运动学、气动、控制作用和惯性等多种耦合因素. 针对不同解耦控制设计进行了分析, 并根据系统鲁棒性和稳定性要求对这些控制器设计进行了评价, 最后对这些解耦方法的应用前景进行了展望.     

非常规布局弹头超音速气动特性数值研究

从薄层近似NS方程出发，采用高效ENO差分格式，对超音速飞行时弹头形成的流场进行了数值模拟，并与已有的计算和实验数据进行比较。弹头外形为带有倒角圆的平头－圆柱形非常规气动布局，研究了例角圆半径的影响，给出零攻角、马赫数M＝2．0－5．0范围内气动阻力的变化规律；对部分模型的热流分布也进行探讨。