侧向力对自旋导弹稳定性的影响

水平侧向力会导致自旋导弹不稳定飞行。对准弹体坐标系中横向运动非线性模型进行了线性化，利用劳斯稳定判据得到侧向力作用下的稳定性条件，分析了侧向力作用导致的进动和章动不稳定运动。与Lloyd研究结果进行了对比，证明本模型和方法的正确性。本方法比文献[2]方法具有更好的通用性。     

基于弹载地磁测试的高速旋转稳定弹锥形运动分析

为了研究高速旋转稳定弹丸在飞行过程中的锥形运动规律,采用弹载地磁姿态测试方法,通过分析当地地磁矢量、弹丸速度矢量及弹轴地磁测试分量间的角度关系,构建高速旋转弹丸角运动规律及参数的测试模型。给出弹载地磁测试的试验方法,构建测试平台及相应的标定与校正设备,通过试验测试获得了地磁测试数据,完成了地磁测试数据的信号滤波与姿态解算,得到弹丸锥形运动的轨迹曲线。结合弹丸角运动模型对测试弹丸的角运动过程测试结果进行分析,进一步分解得到了弹丸进动、章动运动规律。分析结果表明弹载地磁测试与弹丸角运动模型可以相互支撑,能准确揭示高速旋转弹锥形运动的规律。     

火箭运动的非线性动稳定判据

本文详细地讨论了非线性马格努斯力矩、赤道阻尼力矩和俯仰力矩对火箭运动的影响;引入非线性动稳定因子概念,并利用它给出火箭13种稳定运动的条件。本文给出的近似解析解可以作为根据射击试验测试的攻角数据求气动力系数的理论模型。     

基于MATLAB/Simulink的卫星自旋仿真

通过具体实例，介绍了采用Simulink对非线性章动进行动力学系统进行仿真的方法。首先给出自旋卫星受扰动时的旋转运动的数学模型，然后着重介绍了如何采用Simulink建立该系统仿真模型并进行仿真计算，最后给出了相应仿真结果。     

火箭弹锥形运动稳定性分析

根据滚转火箭弹的动力学方程，给出了在弹体坐标系下无控低速滚转火箭弹在被动飞行段的锥形运动方程组。对方程进行线性化，采用里雅谱诺夫一级近似方法，得出其系统稳定性方程。由Hurwitz判别准则，找出，删向力矩对系统稳定性的影响。结合实际算例验证侧向力矩对火箭弹锥形运动的影响并通过仿真得到临界转速和临界锥角。     

自旋导弹弹体的运动方程及其运动特性 弹体运动特性的分析

引言在本文的前一部分中,采用把建立在随弹自旋的坐标系上的弹体运动方程转换到不随弹自旋的坐标系上进行简化后,引进复数的办法,导出了自旋弹体的运动方程。在这一部分中,将根据已导出的自旋弹体的运动方程,分析自旋角速度对弹体运动性能的影响。在文中,首先分析自旋角速度对弹体运动的稳定性能的影响;然后根据导出的简化运动方程分析     

单通道控制旋转弹角运动的复分析方法

针对单通道控制旋转弹存在气动力不对称,无法直接采用解析方法分析其锥形运动稳定性的不足,研究了其角运动模型和角运动复分析方法。通过在系统矩阵的不对称气动力项中引入比例因子,构建了单对称μ系数模型和对应的复攻角运动模型,并利用复分析方法对无舵偏、固定舵偏及正弦式舵偏情况下的角运动特性进行解析求解。对比分析单通道控制旋转弹的角运动收敛过程、稳态及共振情况,验证了单对称μ系数模型的有效性和角运动解析求解的正确性,揭示了单通道控制旋转弹在正弦式舵偏情况下出现共振不稳定的机理。     

旋转对称目标章动参数全极化测量研究

弹头目标运动特征的提取是真假目标识别的前提,其中章动参数是描述弹头运动特征的关键参数。基于全极化散射矩阵测量,提出了章动参数估计方法。给出了自由段弹头的章动特征和旋转对称弹头的极化散射特性,提出了全局搜索—反馈线性最小二乘章动参数估计方法,利用该方法可以得到章动周期、章动角和章动轴与视线夹角等参数。给出了仿真结果,验证了章动参数全极化测量方法,并分析了噪声条件下测量性能。该方法在弹道防御真假目标识别领域中有很好的应用价值。     

滚动再入体运动的非线性共振

本报告采用多重尺度法来分析在非线性俯仰、阻尼和马格纳斯力矩作用下滚动再入体的运动。假设这些力矩都是攻角的三次函数。本文考虑了三种情况:(1)滚动速度p接近零和远离零的轴对称体;(2)远离滚动共振(即远离章动频率ω_1)的非对称体和(3)接近滚动共振的稍不对称的物体。本文对上述三种情况都推导出能够表达章动和进动的振幅和相角随时间变化的特征方程。这些方程是取p≈0,p≈ω_1,和p≈3ω_1情况下的特殊形式。本文还研究了力矩参数和不对称程度对运动的影响,找到了导致不稳定性的这些参数的范围。对稳态运动及其稳定性的条件也进行了分析。     

捷联多模导引头弹体角运动解耦设计

捷联导引头输出的信号中耦合有弹体姿态角运动信号,不宜直接用于弹体控制。文中采用直接安装在导引头上的速率陀螺输出的弹体角运动信号对雷达输出信号进行解耦,并针对多模导引头给出解耦电路。     

Analysis on Stability of Coning Motion of Rockets Based on Nutation Theory

A nonlinear mathematic model taking the nutation and precession angles as variables for the coning motion of projectile was established according to a short period moment projection of the spining projectile. By introducing the generalized nutation angle and precession angular speed, the model that is difficult to be resolved can be transformed to a resolvable one. The interrelationship between nutation and precession was analyzed based on the linear model, and the stability condition was obtained for the spinning projectile. For the nonlinear model, the effects of the nutation and precession on the limit circle of the projectile's coning motion were investigated, and the analytical relations between the nutation angle and the precession angular speed in the steady coning motion of the spinning projectile were given.     

捷联惯导系统圆锥误差分析

圆锥运动是刚体运动的一种几何效应，在圆锥运动下产生的圆锥误差是捷联惯导系统的重要误差源。产生圆锥误差的运动学机理表明，该误差在捷联惯导系统中只能通过系统设计和算法补偿等方法使其尽量减小而无法完全消除。本文在分析了圆锥误差的运动学机理的基础上推导了由于安装误差、陀螺量化误差、陀螺频带选取等因素影响下圆锥误差的大小。同时介绍了描述刚体圆锥运动的Goodman Robinson理论，应用该理论推导出了圆锥误差的一种有效修正算法，并通过仿真进行了验证。仿真结果表明，采取提高硬件精度和软件补偿的方法可以有效地降低圆锥误差对系统精度的影响。     

弹丸锥形运动对半捷联稳定平台稳定性的影响分析

为解决弹丸锥形运动的存在导致半捷联稳定平台摆动角速率增大的问题,对带动稳定平台发生摆动的轴承摩擦力矩变化规律进行分析。以SKF轴承摩擦力矩计算模型为基础,用龙格库 塔法对弹丸锥形运动情况下的轴承摩擦力矩进行仿真,结合文献［1］分析的稳定平台工作原理得到锥形运动情况下半捷联稳定平台摆动角速率的理论值。为了对理论分析验证,进行了地面半物理试验,将试验数据与理论仿真数据的频谱分析结果对比,发现二者都存在频率与幅值相一致的高低频段角速率,且低频角速率的频率恒定,高频角速率的频率与弹丸滚转角速率的频率一致。从而说明半捷联稳定平台摆动角速率的增加是由于弹丸锥形运动导致稳定平台俯仰角以及轴承所受压力发生变化,引起轴承摩擦力矩随弹丸滚转角速率同频变化,最终使稳定平台叠加高频角速率所致。     

雷伞系统5自由度动力学模型

空投鱼雷和火箭助飞鱼雷雷伞系统中,降落伞的作用力简化为作用在雷尾且与气流方向一致的力,而基于此建立起来的雷伞系统数学模型很难对雷伞系统的锥摆等做出准确的分析。为了解决这一问题,该文从空气动力学的基本原理出发,综合应用降落伞动力学、多体动力学的理论和分析方法,利用牛顿和Kirchhoff方程建立了雷伞系统稳定下降阶段的5自由度动力学模型,并进行了仿真分析,仿真结果表明,该系统具有较好的一致收敛和稳定性,本文方法为开展降落伞工程设计提供理论参考。     

变转动惯量球转子延期解除保险机构仿真分析

运用平行截面的方法建立了在准流体泄流过程中球转子主轴转动惯量随时间变化关系模型,并代入欧拉方程推导得出了转正力矩表达式,为变转动惯量球转子实现延期解除保险作用提供了理论依据。以采用了变转动惯量球转子的某引信为例进行了动态仿真分析,得出了球转子在各个阶段的运动特性。仿真结果表明变转动惯量球转子延期解除保险装置工作正常,延期保险距离能够达到预期的战术技术指标。     

非旋转弹外弹道绕质心运动引信受力分析

为给引信安全性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论建立了非旋转弹外弹道上绕质心运动数学模型,得出了引信零部件因弹丸外弹道绕质心运动产生的惯性力轴向分量和径向分量计算公式,进一步简化后给出了工程实用计算公式。分析结果表明,引信零部件因弹丸外弹道上绕质心运动而产生的惯性力径向分量最大值与轴向分量最大值的比值是最大章动角,并且其中一个取极值时另一个接近于0,因此,在分析引信零部件因弹丸绕质心运动惯性力极限值作用而运动时,可以不考虑该惯性力产生的摩擦力影响。     

尾翼稳定火箭弹高原姿态运动规律研究

在分析高原环境对火箭弹弹道特性影响的基础上,建立了火箭弹姿态运动微分方程,对火箭弹高原姿态运动规律进行了理论分析。结合平原、高原姿态试验测试数据的分析验证,确定了尾翼稳定火箭弹高原姿态运动规律及其成因。试验结果表明,由于高原空气密度大幅降低,马格努斯力矩的作用效果增大,在大射角射击时,火箭弹在主动段结束后摆动角快速增大,并保持在大攻角作锥摆运动。为建立高原弹道模型,掌握高原弹道飞行规律,提高武器装备高原射击精度提供了理论参考。