高空条件下远程弹箭的弹道特性计算分析

为研究高空条件下远程弹箭的弹道特性,基于稀薄气体动力学的分子运动论初步推导了远程火箭在高空稀薄气体中的阻力系数表达式,计算分析了在稀薄气体中阻力系数随马赫数和攻角的变化.提出了远程弹箭的弹道计算中应考虑高空稀薄气体的影响,全弹道阻力系数应兼顾稠密大气与稀薄大气中的阻力系数结合使用.计算结果表明,当攻角与马赫数相同时,阻力系数随着弹道高度的增加而增大,稀薄空气中阻力系数大于稠密空气中阻力系数,采用稠密大气与稀薄大气数据结合使用的阻力系数计算得到的射程小于完全采用稠密大气中阻力系数计算得到的射程.     

转速闭锁对远程弹箭的影响

针对远程弹箭研制过程出现的飞行不稳定现象,研究了远程弹箭诱导滚转力矩与诱导侧向力矩的形成机理,推导了在诱导滚转力矩与诱导侧向力矩作用下转速闭锁与似月运动的形成条件,对转速闭锁的形成进行了数值仿真验证.结果表明,转速闭锁的存在使火箭无法达到设计转速,使远程弹箭做较长时间的大振幅锥形运动,全弹道阻力增大、射程减小,严重时会造成飞行失稳.通过减小诱导滚转力矩和发射初始扰动、适当增大导转力矩等方法可对其进行抑制.     

超高速弹箭飞行弹道研究

超高速弹箭在飞行弹道上将会出现表面气动加热烧蚀现象,烧蚀变形将影响作用在弹上的空气动力,从而影响飞行弹道。这种烧蚀变形、气动力、外弹道之间的相互影响、相互变化是在飞行弹道上同时存在、相互依附的,对外弹道求解与普通弹箭有很大区别。对此进行了研究,并对超高速弹箭的飞行弹道进行了数值分析,其结果对今后深入开展这方面研究有一定参考意义。     

高空气象条件及其对弹箭弹道特性的影响分析

根据有限的高空气象数据,建立了弹箭弹道计算高空气象数学模型,并以某型火箭弹为背景。就高空气象条件对弹箭弹道特性的影响进行了分析研究。其结果可为远程弹箭设计计算提供参考。     

超高速弹箭发生烧蚀后对外弹道特性的影响

超高速弹箭在飞行弹道上将会出现表面气动加热烧蚀现象，烧蚀变形将影响作用在弹上的空气动力．从而影响飞行弹道。这种烧蚀变形、气动力、外弹道之间的相互影响、相互变化是伴随在飞行弹道上同时存在、相互依附的。文中通过对耦合计算气动力、外弹道和气动烧蚀．研究了超高速弹箭在飞行弹道上的气动烧蚀对外弹道的影响，以某典型的超高速穿甲弹为例．得到了该类穿甲弹可接受的烧蚀界限。为今后超高速弹箭的防烧蚀技术研究打下了基础。     

高空中偏转头弹箭的流场特性

为了更加全面地得到偏转头弹箭的流场特性,在万米高空对其超声速流场进行了数值模拟。在偏角和攻角均相同时,将高空中弹箭的流场与近地面的流场进行比较后发现：海拔高度对偏转头弹箭的流场结构影响较小,头部偏转对尾部流场的影响仍较小,因此,相比鸭舵控制,偏转头弹箭控制方式仍具有一定优越性,继续保持高升阻比特性,但在高空中,流场中相应点的压力值和温度值均比近地面处有所降低,导致其控制力有所下降。     

弹道修正弹技术发展综述

炮弹在发射和飞行的过程中,受各种随机误差的影响,造成射弹散布。设法减小或控制随机误差影响、改善炮弹地面密集度,始终是常规弹箭技术研究的方向。近年来研究者另辟蹊径,发展和研究了弹道修正理论与技术,即通过对一段实测飞行弹道参数的在线误差影响辨识,后续弹道预报,并通过弹上简易机构进行弹道修正调节,实现低成本下大幅度改善炮弹地面密集度。该文综合近年来国内外部分文献资料报道,结合多年的研究经验,对弹道修正弹技术的特点、难点及其工程应用中存在的射程扩展量等作一介绍,对未来的技术发展作一展望,以期为从事这方面研究的人员提供参考。     

远程火箭末敏弹弹道特性仿真

为研究远程火箭末敏弹弹道特性,应用弹道理论和控制理论,建立了远程火箭末敏弹母弹弹道方程;引入多体系统动力学理论,分析了末敏弹系统伞、伞盘、弹等刚体间的力学关系,考虑了系统的连接方式和约束,分析了伞绳弹性,建立了末敏弹在减速运动和稳态扫描段的完整运动模型.编制了远程火箭末敏弹弹道仿真软件,进行了末敏弹全弹道数字仿真,并得到了部分试验验证,分析了末敏弹弹道特性.为远程火箭末敏弹射击精度仿真和减少精度试验用弹量奠定了基础.     

弹箭侵彻器对土壤和岩石的侵彻机理研究及弹道计算

借助空腔膨胀理论研究和分析了弹丸及火箭侵彻器对岩石和土壤的侵彻作用机理，从而建立了相应的弹道计算模型，并通过算例验证了该模型的正确性。     

100km以下风场对远程弹箭运动的影响研究

在声坐标系中建立了100 km高度范围内自由大气风场的计算模型,根据Nimbus-7卫星探测器( SAMS)温度数据,利用热成风公式对100 km以下的风场进行了计算分析,与某火箭探空实测数据的对比曲线显示：计算风场与火箭实测风的分布规律基本一致,说明根据卫星探测温度数据,在p坐标系中利用热成风公式计算高空风场的方法是可行的。以某远程火箭为对象进行的对比计算结果表明,受高空风的影响,远程弹箭的射程差与侧偏都很大。     

地理约束下远程滑翔导弹弹道优化

分析了远程滑翔导弹地理约束的形成,建立了三自由度弹道模型、气动模型与气动热模型.在考虑地理等实际约束下,建立了多阶段多约束弹道优化模型.利用直接打靶法将此最优控制模型转化为非线性规划问题,并采用序列二次规划算法进行解算.结果表明,研究方法适合于解决考虑地理等约束的远程滑翔导弹弹道问题,所得的最优弹道更有利于满足实际作战需求.     

远程空空导弹单发杀伤概率研究

单发导弹杀伤概率是衡量远程空空导弹武器系统作战效能的关键性指标.文中建立了单发导弹杀伤概率的数学模型,对单发导弹杀伤概率的计算和影响单发导弹杀伤概率的各种因素进行深入分析研究,对远程空空导弹武器系统建设和战术研究具有重要的参考价值.     

战术弹道导弹弹道仿真建模技术研究

在弹道导弹防御系统仿真中,需对战术弹道导弹的弹道进行仿真。一般而言,近程弹道导弹为抛物线型弹道,中远程弹道导弹为椭圆型弹道。依据上述两种弹道不同的特点,文中对这两种弹道分三段(助推段、自由飞段、再入段)建立了不同的仿真模型。该模型为反导体系的仿真提供了一个较为理想的作战对象,提高了仿真结果的可信度。     

靶弹动力学模型参数辨识与弹道仿真

建立靶弹典型动力学模型结构,靶弹六自由度动力学数学模型简化为纵向和侧向两个三自由度的动力学模型。选择了辨识输入数据,将传统的模型辨识方法与现代计算机技术相结合,对气动力辨识输入参数进行了分析,采用迭代算法得出辨识参数,并对辨识精度进行了分析,认为观测量测量误差、物理几何参数误差影响辨识精度,选用靶弹现有试验测量数据作为输入量,进行气动参数辨识,得出辨识结果,将辨识得到的气动参数带入弹道仿真程序进行了仿真,验证了辨识结果满足设计要求。     

反舰导弹末端蛇行机动弹道设计

为避开舰艇密集火力的拦截。增强突防能力。反舰导弹必须在其弹道末端具备一定的机动性能。文中研究了一种可实现导弹末端蛇行机动的方法,采用加速度控制方案代替传统的姿态控制方案．根据蛇类运动原理采用能量最优控制方法计算得到了加速度控制指令．利用该控制指令对某型超音速反舰导弹进行了弹道仿真计算,实现了导弹纵向和侧向的两种蛇行机动弹道,计算结果表明该算法是有效的。     

任务级仿真弹道导弹通用模型参数体系研究

为了实现通用弹道导弹模型参数与具体仿真系统分离,通过分析通用弹道模型的一般建模方法,合理选择导弹基本设计参数,提出了一套可行的任务级仿真弹道导弹通用模型参数体系。该研究结果可实现通用弹道导弹模型参数实例化的＂两步走＂,即第一步输入导弹的性能参数,第二步输入作战想定参数,以这种方式解决通用弹道模型实例化专业性强,普通仿真应用人员难以使用的问题。     

弹道导弹落点的外推方法

在靶场试验中，为了保障试验安全，需要根据观测数据实时地给出落点预报和落点外推，对落点预报的研究比较成熟，落点预报计算精度能满足靶场试验要求，但文献中对落点外推的讨论较少，现用的落点外推模型，算法不能满足实际要求，综合利用纵向和横向的射程数据，通过把落点外推的线性模型改进为非线性耦合模型，给出了精度较高的落点外推算法，仿真结果表明，采用本文方法，落点外推精度有明显提高。     

远程飞航导弹燃油质量快速求解方法

基于涡扇/涡喷发动机性能特征参数和导弹运动方程,研制了远程飞航导弹燃油质量计算模型.该模型能够实现对燃油质量的快速计算;利用该模型研究了飞行马赫数、海拔高度对燃油质量的影响,初步分析了导弹射程和质量的关系.     

舰空导弹拦截反舰导弹决策模型

阐述了利用舰空导弹拦截反舰导弹的作战使用问题是海军对空防御研究中的重要课题,而舰空导弹对反舰导弹的拦截决策又是此课题中的一个重要方面,立足于海军对空防御作战的实际需要。利用0-1整数规划的方法,研究了编队及单舰在受到敌多枚反舰导弹攻击的情况下,舰空导弹对反舰导弹进行拦截的最佳拦截方案的统一优化决策模型。