弹道修正火箭弹修正方案与射击精度研究

为了提高弹药射击精度,采用脉冲推冲器和阻力板作为修正执行机构对弹道进行修正。针对不同修正方案,建立了各自对应的的六自由度弹道模型,设计了以落点预测为基础的控制策略。在分析、比较单一执行机构弹道修正特点的基础上,提出了组合修正方案。以某型火箭弹为应用对象,对不同修正方案的弹道修正效果进行了仿真实验。结果表明:脉冲推冲器对横向偏差修正效果明显,对纵向偏差修正能力不足;阻力板对纵向偏差修正效果明显,无法消除横向偏差;组合修正方案对横向偏差和纵向偏差都具有较好的修正效果,能将火箭弹的圆概率误差提高到28 m。最终通过飞行试验对上述结论进行了验证,结果验证了组合修正方案对弹道修正的有效性。     

弹道修正火箭弹修正系统精度分析

论述了弹道修正系统的主要误差因素及其散布,详细地分析了各误差独立作用时和综合作用时对弹道修正系统精度的影响。分析表明:各误差量值不同,对火箭弹精度的影响也不同,全面降低各误差的量值,可以提高弹道修正系统的精度。精度分析为确定弹道修正系统的修正能力提供了依据。     

末段修正火箭弹脉冲修正技术

提出了一种末段修正火箭弹的脉冲修正方案,建立了相应的弹道模型;对单个脉冲发动机的修正能力及修正时机进行了仿真研究;提出了末段多级修正的方法,并对多级修正进行了弹道数字仿真.结果表明,所提出的方案及修正方法能充分地利用单个脉冲发动机的修正能力,使多个脉冲发动机合理启动,可以大幅度提高火箭弹的命中精度.     

火箭弹末段脉冲修正方法研究

立足实际,对火箭弹末制导技术进行了初步研究,提出了一种利用脉冲发动机实现火箭弹末段修正的方法,建立了脉冲修正的控制方程,并对其关键问题进行了探讨和分析。     

基于Matlab/Simulink的弹道修正火箭弹弹道仿真

弹道数值仿真是研究弹道特性的重要方法,文中运用弹道理论分析弹道修正火箭弹的弹道特点,利用Matlab/Simulink平台对弹道修正火箭弹的模块化建模方法进行了研究.依据功能模块划分的基本建模方案,确立了以弹体运动、导航参数测量和导引控制为主要模块的建模方案,给出了实际的建模结果.最后,设置仿真初始条件,利用所建弹道模型进行了仿真,结果很好的符合了火箭弹的弹道特点和飞行规律,验证了弹道模型的可行性和有效性.     

利用脉冲推力矢量修正弹道的方法研究

本文基于落点平面上的误差量作为弹道修正的基本原理，对利用一组安装在火箭弹头部环向均匀分布的侧向脉冲发动机提供的多次、恒定的控制力。实现修正弹道的方法进行了研究。同时以某尾翼稳定火箭弹为例，根据运动方程建立了其数学模型，通过仿真证明了该方法可减小火箭弹落点的散布。     

基于Matlab/Simulink的弹道修正火箭弹弹道仿真

弹道数值仿真是研究弹道特性的重要方法,文中运用弹道理论分析弹道修正火箭弹的弹道特点,利用Matlab/Simulink平台对弹道修正火箭弹的模块化建模方法进行了研究.依据功能模块划分的基本建模方案,确立了以弹体运动、导航参数测量和导引控制为主要模块的建模方案,给出了实际的建模结果.最后,设置仿真初始条件,利用所建弹道模型进行了仿真,结果很好的符合了火箭弹的弹道特点和飞行规律,验证了弹道模型的可行性和有效性.     

火箭弹横向散布的弹道修正技术研究

在火箭弹主动段弹道辨识修正原理的基础上,提出了以脉冲矢量为修正方式,在弹道被动段设置修正火箭弹横向散布的推冲点,以实现修正弹道的方法.该方法根据在主动段末点立即进行一次修正后的炮弹落点的位置,沿实际弹道逐步寻找适当的推冲点.同时以122mm火箭弹为例,根据运动方程建立了其数学模型,并通过仿真证明了该方法是提高命中率的行之有效途径.     

简易控制火箭弹科氏力弹道修正量计算研究

建立简易控制火箭弹标准弹道方程,分析科氏惯性力对火箭弹弹道的影响;然后根据弹道修正理论,计算科氏惯性力影响下火箭弹弹道诸元,并与火箭弹标准弹道诸元比较,得出偏差值;最后,由不同射角、射击地点的纬度和射向下得到的偏差值,拟合出简易控制火箭弹科氏惯性力在全射程和射击方向上的修正公式.     

单通道鸭舵控制的弹道修正火箭弹传递函数研究

为更好地对弹道修正技术的制导控制进行研究,以弹道修正火箭弹的传递函数为研究对象,重点解决弹道变化量与控制变量的传递关系,实现对弹道偏差量的准确反馈;根据弹道扰动方程和自动控制理论,结合比例导引算法,求解出单通道鸭舵控制弹道修正火箭弹的传递函数;采用传递系数对弹道倾角变化量与舵偏角度的关系进行了解析,在理论上分析了影响弹体传递系数的主要影响因素。通过仿真验证分析了不同的影响因素下传递系数的变化。结果表明:理论分析是正确的,不同舵机结构传递系数的主要决定因素是舵片的布局和结构,不同飞行弹道下传递系数的主要决定因素是空气密度,为制导控制系统的设计与优化提供良好的理论支持。     

固定鸭舵式弹道修正弹二体系统建模

固定鸭舵式二维弹道修正弹修正组件相对弹体具有不同的滚转角速度,传统6D弹道模型不能有效描述弹丸的运动特性和规律。针对该问题,在修正组件和弹体无气动耦合的假设下,研究了修正组件、弹体的运动与弹丸运动的关系,分析了弹丸飞行过程中两刚体间的相互作用,综合两刚体的运动学和动力学方程建立了7D弹道模型。针对某型尾翼稳定弹建立了仿真模型,并对不同面积、不同舵偏角、不同修正组件质量3种状态进行了仿真分析。仿真结果表明,该模型可有效描述弹丸在飞行过程中的运动状态,且能够反映弹丸的弹道特性和运动规律。该模型可用于该型弹丸的弹道解算,并为该类弹丸的研究提供依据。     

旋转控制固定鸭舵二维弹道修正弹气动特性

为研究旋转控制固定鸭舵二维弹道修正弹的气动特性,采用风洞实验方法,对该弹气动特性随马赫数、攻角以及舵偏角的变化规律进行了研究。结果显示：在实验研究马赫数、攻角和舵偏角范围内,舵偏角增大对模型有一定增阻作用;模型升力系数随舵偏角增大而增大、随攻角呈线性变化关系;在相同马赫数和攻角下,俯仰力矩系数和滚转力矩系数随舵偏角的增大而增大。该研究结果为旋转控制固定鸭舵二维弹道修正弹的弹道设计和研究提供了参考依据。     

鸭式布局双旋弹飞行动力学建模与仿真

为发展具有精确打击能力的有控旋转稳定弹,研究了一类采用双旋结构的鸭式布局旋转稳定弹。分析了该类有控弹的飞行原理,补充了其飞行动力学建模所需的坐标系;根据牛顿第二定律和动量矩定理,建立了七自由度刚体质心运动方程和绕质心运动方程;讨论了作用在弹体上的诸力和力矩。编制计算程序对鸭式布局双旋弹的弹道特性进行了仿真分析,揭示了无控条件下双旋弹前、后体的转速和全弹攻角、偏流的变化规律,得到了控制力和控制力矩作用下双旋弹体的攻角响应。仿真结果与其飞行原理吻合,符合外弹道规律,验证了所建模型的合理性,为后续研究该类有控旋转弹提供了理论基础。     

基于在线修正弹道模板的主动段弹道跟踪方法

为了提高在线跟踪主动段弹道导弹的精度,提出了基于在线修正的弹道模板方法,详细构建了空气动力、推力、重力、科氏力、牵连惯性力等的动力学模型,结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法,对弹道模板参数进行在线校正及对导弹目标进行实时跟踪。在仿真过程中,基于加加速度模型和当前统计模型构建了交互多模型算法,并将该算法结合不敏卡尔曼滤波和粒子滤波算法与在线修正的弹道模板方法进行比较分析。仿真结果表明,该方法能够对弹道模板参数进行准确估计并能获得比交互多模型算法更高的跟踪精度。     

弹丸章动纸靶数据高精度处理方法

为对纸靶法获取的弹孔图像进行数据判读以测量弹丸飞行状态参数,提出了一种新的数字化图像采集与处理纸靶弹孔的方法,其核心是弹丸三维模型正投影匹配搜索算法,可实现弹丸穿靶姿态、位置的高精度测量。实验结果表明,利用该方法采集靶纸上的弹孔图像简便易行,分析和处理的自动化程度高、受人为主观因素影响较小,且测量精度优于传统方法。该方法在已知三维模型的弹丸章动纸靶数据处理中有较强的适用性。     

一种反馈线性化弹道跟踪制导律设计

针对防空导弹弹道跟踪问题,基于反馈线性化理论设计了一种弹道跟踪制导律。使用反馈线性化方法对导弹质点运动模型精确线性化;利用该线性化模型和线性二次型最优调节器(LQR)理论设计跟踪制导律,并给出制导系统工作流程;在存在初始误差和随机风干扰的条件下,将所设计的跟踪制导律应用于导弹质点运动仿真,并与基于小扰动模型设计的LQR跟踪制导律进行比较。结果表明,基于反馈线性化所设计的制导律性能更好。     

基于落点预测补偿的激光末修弹脉冲点火相位研究

为得到脉冲控制激光半主动末段修正弹落点精度更高的修正力作用方向,提出在传统点火相位计算基础上加入落点预测补偿,并通过建立激光探测器目标方位模型,结合脉冲力的纵向和横向修正能力的分析,推导出改进后的点火相位。采用六自由度弹道仿真进行验证,结果表明,采用文中点火相位进行弹道修正后,落点偏差明显减小,平均脱靶量从56.3m减小到13.1m,圆概率误差从48.1m减小到12.4m,证明了该方法的有效性,为末段修正弹控制策略的设计提供了理论依据。     

基于反射式光纤传感的弹丸测速方法

针对传统弹丸测速方法在强电磁干扰下测试灵敏度低、测量装置结构复杂等问题,提出了基于反射式光纤传感的弹丸测速方法。该方法采用光纤作为触发信号传输介质,可以稳定地工作在强电磁环境下,采用FPGA作为主控单元,实现了弹丸飞行速度的智能测量与实时显示。多次测量试验表明：基于反射式光纤传感的弹丸测速方法具有结构简单、测量精度高、可靠性强等特点。     

卫星授时的弹丸飞行时间测试方法

为了解决复杂地形条件下弹丸飞行时间测试问题,分析了采用有线传输方式测量弹丸飞行时间的基本原理和存在的问题,提出了一种以卫星授时为基础的弹丸飞行时间测试方法,介绍了测试系统组成、工作原理、主要功能模块的功能和设计要点。经实际验证,该方法正确、可靠,实用性强,工作效率高,从根本上克服了使用有线传输信号方式测试弹丸飞行时间存在的弊端。     

瞬态力矩平衡揭示高旋弹鸭翼对弹道的影响

针对鸭翼偏转方向与弹道改变方向相反的现象,提出了基于瞬态力矩平衡原理从理论上揭示高旋弹鸭翼对弹道的影响。通过分析弹体在瞬态平衡状态下的受力情况得出了弹体受到的法向力是改变弹道轨迹的直接因素。仿真验证结果表明：弹体受到的法向力与弹体压心到质心的距离成反比,与鸭翼和弹体压心间的距离成正比,与鸭翼上的法向力成正比,弹道改变量与鸭翼上的法向力方向相反;对于翼面确定情况,为了增加弹道的改变量,需要加大鸭翼压心和弹体压心之间的距离,若鸭翼与弹体压心重合,无论鸭翼如何偏转,都不会改变弹道。