导弹水面热分离性能建模与计算

根据战术导弹与运载器水面动态热分离过程特点,建立了导弹与运载器分离载荷和分离弹道工程计算模型,编制了相应计算机解算程序。针对一种水面热分离战术导弹,计算其与运载器的水面动态分离性能,计算值与相关结果符合较好。分离性能工程模拟计算快捷方便,可为水面导弹分离系统的设计和改进提供一定理论指导。     

运载火箭空中发射的分离运动分析

研究运载火箭的空中发射,不可避免地要分析载机与运载器的分离过程。针对机载发射方案的要求,提出运载器与载机实现空中分离的方案,并建立相应的动力学数学模型,分析了分离过程中运载器的纵向运动情况。分析结果表明,分离过程结束后,运载器的运动参数可以满足机载发射方案的要求。     

适应大偏心载荷适配器的结构方案与分离分析

针对某型再入式航天器对运载器连接分离的技术指标要求,结合此类航天器具有质心偏移中心轴线较大距离的特点,设计了一种适应大质心偏移的有效载荷适配器,并对分离方案进行设计及仿真分析,实现了满足航天器与运载器分离姿态的无干涉分离,在不增加额外结构自重的前提下,有效提高了运载效率。     

导弹水面热分离过程运载器内流分析

针对导弹与运载器水面动态热分离过程,导弹喷流在运载器内腔的流动特性与流场特点进行较详细的分析研究,并分析讨论了运载器电气控制系统组件在内腔的气动布局问题.有关研究结果在某导弹与运载器的水面分离性能设计与分离力学环境改善优化中得到应用.     

浅射导弹运载器分离体下沉弹道散布影响因素仿真分析

潜射导弹运载器在进行弹器分离后其运载器的下沉过程是一个复杂的动力学过程，影响运载器弹道散布的主要因素是其初始运动学参数的散布。在考虑了海流及波浪影响的情况下，建立了基于Matlab/Simulink的潜射导弹运载器下沉过程的动力学模型；进而应用数理统计中的正交试验方法对运载器初始运动学参数对其下沉弹道的散布影响程度进行了分析，找出了对于特定的弹道指标不同的初始运动学参数对其影响的主次顺序，为工程上解决运载器砸艇问题提供了可靠的依据。     

组合动力运载器返回段轨迹设计建模研究

为克服当前已有升力式航天器再入模型的不足,建立适应于下面级组合动力运载器的返回段轨迹设计模型,对下面级组合动力运载器返回段轨迹特点和设计难点进行了分析,并针对此类飞行器返回过程中初始状态散布大、返回过程需进行机动转弯和冲压模态动力巡航、各阶段轨迹设计要求各异的问题,在转弯段以运载器速度为积分变量,通过引入方位-视线角偏差标志转弯终点,能够有效处理组合动力运载器返回过程各类约束。该模型计算结果符合组合动力运载器返回段轨迹特点和任务需要,能够满足此类运载器返回段轨迹设计要求。     

潜射导弹运载器的艇体扰流场计算

基于势流理论,对潜射导弹运载器的非定常艇体扰流场及其所受附加流体动力进行了计算,并在运载器完全离开发射管后的艇体扰流场计算的基础上,对运载器离管过程中的艇体扰流场进行了计算,离管过程后所得计算结果与运载器海上试验结果相符合。     

高速飞行器头罩分离设计方案研究

随着飞行器飞行速度的提高,飞行器头部力热环境十分恶劣,需采用头罩分离技术才能保障飞行器精确制导。对高速飞行器的头罩设计及防护设计进行了研究,同时提出了采用导爆索、推冲器的2种头罩分离方案,并进行了抛罩的试验验证和理论仿真计算,试验结果证明了该方法的可行性。     

重复使用运载器气动性能CFD研究

应用CFD方法研究了两级重复使用运载器上升段和轨道器再入段的气动性能.结果表明:轨道器升阻性能、纵向静稳定性能、横向静稳定性能及亚、跨声速段航向静稳定性能均满足气动总体设计基本要求,其它性能有待改进;运载器上升段气动性能与一般运载火箭类似,只是升阻比偏高,使用摆动喷管后可以保证纵向和横向稳定性.     

在Seasat-A整流罩设计中对气动弹性影响的研究

Seasat-A是用宇宙神/阿金纳运载器送入轨道的试验卫星。最初的Seasat-A运载器的整流罩被设计成可能危及飞行器结构完整性的锤头外形。后来根据运载器的气动弹性准定常稳定性分析,揭示出这种锤头外形的运载器存在着可能引起气动弹性不稳定的两种潜在非定常流动的危险。为了消除这些可能引起气动弹性的不稳定因素,重新设计了卫星整流罩,淘汰了锤头外形,改用了双锥形,以消除肩部分离。重新设计的整流罩还带来了另一个优点,即减小了阻力,提高了运载器的性能。用重新设计的这种卫星整流罩的运载器,已成功地把Seasat-A送入轨道,没有出现气动弹性不稳定的迹象。     

整体式头罩分离运动轨迹可靠性分析

针对导弹整体式头罩分离运动过程,为了获得不同工况下头罩分离轨迹的可靠度,采用最小二乘方法拟合罩体运动轨迹曲线,通过多元线性回归方法建立拟合参数与飞行状态参数间关系;建立了安全边界方程,利用蒙特卡洛方法计算罩体运动轨迹的可靠度;考察了罩体运动过程中各随机变量变异系数对可靠度的影响;获得了整体式头罩分离运动的可靠性基本规律,为头罩分离机构设计和可靠性分析提供技术参考和有效方法。     

导弹水下垂直发射的弹道研究

针对导弹水下垂直发射时的水中弹道进行了数学仿真研究，计算讨论了艇速对导弹水中运行弹道的影响。在水弹道研究的基础上，对导弹与运载器水面分离弹道也进行了数值计算研究，并进行了水洞模型实验和水弹道模型实验。数学仿真结果与模型水弹道实验数据进行了比较,计算结果与实验结果相符。     

近水面航行的导弹运载器弹道稳定性

根据导弹运载器外型设计分析其近水面航行的稳定性问题,在导弹运载器水下六自由度运动模型建立方法的基础上,利用Matlab对运载器在大深度发射情况下的控制方案及水中运行弹道进行了数学仿真研究,利用Simulink模块对运载器近水面航行的稳定性进行了分析.数学仿真和稳定性分析结果表明导弹运载器在近水面航行时具有较强的抗纵向扰动能力,运动是稳定的.该研究在运载器的弹道控制和稳定性设计方面具有实际意义.     

基于耦合欧拉-拉格朗日算法的航行体缓冲头帽冲击性能

航行体在入水过程中会受到强烈的冲击载荷,过高的冲击载荷极易造成结构破坏和内部设备失灵,研究结构高速入水降载技术具有十分重要的意义.设计一种以预制裂纹碳纤维材料作为外罩、泡沫铝作为内部缓冲材料的缓冲头帽.基于有限元方法,采用耦合欧拉-拉格朗日求解器研究缓冲头帽的降载效果,通过对比数值结果与小球入水实验图像验证数值方法的有...     

鱼雷缓冲头帽入水冲击性能研究

针对鱼雷缓冲头帽入水冲击过程理论分析困难、头帽强度设计边界难以确定的问题,采用ABAQUS软件建立了头帽入水有限元模型。研究了其入水冲击时组件应力分布规律,得出了尖拱形头帽以最小速度垂直入水时最难破裂,将此工况作为头帽强度设计的上边界,研究了影响头帽破裂的关键因素,相应给出了2种使头帽入水后更易破裂的改进方法,即降低头帽组件与雷体之间摩擦力和削弱整流罩强度,并通过仿真进行了验证。仿真结果表明,这2种改进方法都可以使头帽更容易破裂,如果同时采用这2种方法,则能够达到更理想的入水效果。     

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。     

机载武器发射系统刚柔耦合动力学仿真

为了研究某空空导弹内埋弹射发射系统结构参数对其发射分离参数的影响,针对多刚体模型不能准确仿真发射过程中发射俯仰角速度存在强烈柔性波动效应的问题,基于刚柔耦合多体动力学理论,建立了某空空导弹发射系统刚柔耦合动力学仿真模型;采用该模型对发射系统的导弹发射分离参数进行仿真,详细讨论了导弹重心、弹射发射行程、结构刚度等设计参数对导弹发射分离角速度的影响;发现导弹重心位于垂直作动筒作用点后,4根同步杆和4个转动臂需保证较好的刚度,且发射行程不超过350 mm时,导弹弹射分离角速度不会产生抬头效应,发射安全性较好。     

导弹出水过程中气/水动力学的研究

阐述了潜射导弹头体外形的气动与水动一体化设计方法，揭示了水下运动头部产生空化的机理．根据理论与试验研究结果，分析了导弹出水过程中空泡溃灭对弹体的影响以及出水后导弹的气动特性．     

Robust Graded Sliding Mode Tracking Control for Low Speed Spinning Ballistic Missiles

The nonlinear dynamic model of spinning ballistic missiles is established during the first boosting phase of the missile. Based on the conventional backstepping sliding mode control and the assumption of a two time-scale separation of missile dynamics, a graded sliding mode controller is designed with two sub-sliding surfaces which have invariability to external disturbances and parameter perturbations, and a matrix which comprises three first order low pass filters is introduced to prevent ＂explosion of terms＂. Owing to the upper bounds of the uncertainties are difficult to obtain in advance, adaptive laws are introduced to estimate the values of the uncertainties in real-time. Eventually, the numerical simulation results given to show the proposed controller can ensure the steady flight of missiles.