二维弹道修正引信总体方案和关键技术分析

本文在广泛分析国内外二维弹道修正技术的研究现状基础上，提出了一种基于鸭舵技术的二维弹道修正引信方案，确定了其工作原理，并对其中的关键技术进行了分析。主要包括弹道辨识技术，鸭舵修正控制技术，微机电系统技术等，进而探讨了弹道修正引信的发展方向．对二维弹道修正引信技术的进一步研究具有一定的参考价值．     

微型惯性测量组合在二维鸭舵弹道修正引信中应用研究

介绍了微型惯性测量组合（MIMU）在国内外兵器系统中的应用现状，分析了MIMU在二维鸭舵弹道修正引信的具体应用中的可行性问题；论述了在二维鸭舵弹道修正引信中利用MIMU获得弹道参数的基本原理，讨论了在二维鸭舵弹道修正引信中利用MIMU获得弹道参数的数学方法。     

基于固定鸭舵的弹道修正弹建模与仿真

针对固定鸭舵和弹体具有不同的滚转角速度,传统六自由度弹道模型不能有效描述修正弹的飞行状态的问题,为研究固定鸭舵弹道修正弹的弹道特性,将弹丸与修正组件分别作为2个独立刚体建立六自由度弹道模型,分析了两者的运动耦合关系,建立了可表示具有相对滚转向量的七自由度弹道模型。以某型旋转稳定弹为例,通过基于Simulink的弹道仿真,得到了攻角、侧滑角的变化曲线,仿真结果表明该模型能够描述弹丸的弹道特性。     

弹道修正引信鸭舵空气动力学设计和仿真

在分析了现有弹道修正技术的前提下,提出了一种新型的弹道修正技术,即鸭舵的空气动力修正技术,并且根据空气动力学原理设计了出了一种用于某迫弹弹道修正的鸭舵,给出了设计依据及原则,最后利用空气动力学仿真软件对设计进行了验证,从而证明了设计.     

一种导航式二维弹道修正引信的设计和关键技术分析

在分析国内外二维弹道修正技术的研究现状基础上，提出了一种导航式二维弹道修正引信方案，确定了其工作原理，并对其中的关键技术，如基于GPS／MIMU组合导航技术、基于鸭舵的修正控制技术、旋转稳定弹的引信模块减旋技术等以及系统设计建模与仿真方法进行了分析。对二维弹道修正引信技术研究具有参考价值。     

基于泰勒公式的弹道修正力分段计算方法

由于高速旋转弹弹道方程本身的复杂性,加上修正力的大小、方向和作用点将影响弹丸的旋转运动特性,修正时可能出现弹丸绕质心剧烈运动,使得通过解算弹道确定修正力比较困难.为此提出基于泰勒公式的弹道修正引信实际弹道快速计算模型,输入量未弹载测量系统实时测量弹丸在弹道坐标系中的三个分速度及转速,同时为确保修正力计算的准确性,提出将弹道降弧段分段,分别计算各段所需的修正力.通过分段计算鸭舵机构修正力及其误差分析说明本方法可行,并且计算公式均为解析式,不需迭代计算微分方程,计算速度高.     

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。     

一维弹道修正引信的弹道辨识方法

根据一维弹道修正技术原理,基于质点弹道提出了一种新的弹道辨识方法,即通过弹道最小速度点的速度值及其出现时间来确定弹丸实际飞行弹道,并证明了其唯一性,仿真分析表明,该方法对弹道的识别精度较高。     

基于摄动理论的纵向弹道修正方法改进

舵机纵向修正能力随启控时刻的推后通常有先逐渐增大后逐渐减小的变化趋势。为提高纵向修正能力,从理论上分析了纵向修正能力变化趋势的形成原因,推导了基于摄动理论的纵向修正作用判别因子,并提出了以该判别因子为基础的纵向弹道修正改进方法。该方法通过在判别因子为正时设置常规的舵控相位,判别因子为负时设置与常规相反的舵控相位,使舵机在整个弹道上的修正作用不出现矛盾,从而扩展纵向修正时间、提高纵向修正能力。以装配固定鸭舵式二维修正引信的某型制导迫击炮弹为例进行了仿真,结果表明,该方法可将各射角的舵机纵向修正能力提高0~252%。通过蒙特卡洛模拟打靶验证了该方法应用于制导控制的可行性与有效性。     

固定鸭舵弹道修正组件发展

阐述了固定鸭舵二维弹道修正组件的概念;解释了工作与修正原理;对修正组件的减旋、弹道解测量、姿态测量、落点预测、轨迹控制等关键技术进行了综述。     

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。     

一维弹道修正引信阻尼弹道系数的优化与仿真

分析了影响一维弹道修正引信阻尼弹道系数选取的主要因素,提出了弹道解算时间和最大射程修正量的确定是选取最佳阻尼弹道系数的前提.基于最佳阻尼弹道系数确定方法,对其选取过程进行了仿真.     

一维弹道修正引信阻尼弹道系数的优化与仿真

首先分析了影响一维弹道修正引信阻尼弹道系数选取的主要因素,提出了弹道解算时间和最大射程修正量的确定是计算最佳阻尼弹道系数的前提。最大射程修正量与射程扩展量相关联,在充分考虑射击诸元散布、修正前距离散布和修正后距离散布的基础上,提出了确定射程扩展量和最大射程修正量的基本公式,基于最佳阻尼弹道5纱数确定方法,给出了阻尼弹道第数仿真程序流程图,并列出了对某型号炮弹道进行仿真的计算结果。     

可控阻力系数的一维弹道修正机构设计

为了实现准确控制阻尼片面积达到准确控制弹道修正弹的阻力系数的目的,文中设计了一种新型可控的增加阻力式弹道修正机构.在用ADAMS软件验证机构的可实用性后,用Fluent对该榴弹进行了气动特性仿真.并利用质点弹道方程程序估计了其修正量[3].仿真结果表明这种阻力修正机构可以准确控制阻力系数,增阻效果明显,修正量满足需要.     

可控阻力系数的一维弹道修正机构设计

为了实现准确控制阻尼片面积达到准确控制弹道修正弹的阻力系数的目的,文中设计了一种新型可控的增加阻力式弹道修正机构.在用ADAMS软件验证机构的可实用性后,用Fluent对该榴弹进行了气动特性仿真.并利用质点弹道方程程序估计了其修正量[3].仿真结果表明这种阻力修正机构可以准确控制阻力系数,增阻效果明显,修正量满足需要.     

二维弹道修正引信用全球定位系统接收天线模式研究

文中结合二维弹道修正引信，对引信用GPS接收天线研制的有关问题进行了论述。在分析国内外引信用GPS天线研制的现状的基础上，结合旋转弹丸的特点，提出了引信用GPS天线的基本技术要求，深入分析了引信用GPS天线的两种模式的工作原理和研制中需要注意的问题，并给出了相应的信号处理方法。     

二维弹道修正弹修正机构气动特性研究

二维弹道修正弹气动力特性的研究是求解二维弹道修正弹弹道、分析二维弹道修正弹飞行稳定的基础,是实现精准控制、减小散布必要的理论支撑.该文对二维弹道修正弹的力学特性进行了分析,采用弹翼组合体气动特性工程计算方法,建立二维弹道修正弹气动计算模型,对二维弹道修正弹的升力和阻力进行计算.计算结果与CFD仿真结果对比,误差均小于1...     

二维弹道修正引信弹道辨识模型及精度仿真分析

文中提出利用卡尔曼滤波技术来建立二维弹道修正引信弹道辨识模型,在弹道方程基础上建立了卡尔曼滤波的弹道辨识状态方程和量测方程,构建了二维弹道修正引信弹道辨识模型算法;利用均匀设计方法对弹道辨识模型的精度进行了仿真分析,仿真结果表明基于卡尔曼滤波技术的弹道辨识模型可以满足弹道修正引信的系统精度要求.     

基于反馈线性化的二维弹道修正控制系统设计

为提高常规弹药打击精度,依据鸭舵式二维弹道修正原理建立了火箭弹弹道修正动力学模型,针对该系统模型具有多输入多输出(MIMO)、交叉耦合及非定常、非线性等特点,选用输入-输出反馈线性化的微分几何法设计了一类状态控制器,从而有效地将二维弹道修正系统分解为2个独立的控制弹道横纵向修正的子系统.仿真分析表明:该控制器实现了二维弹道修正系统的解耦控制,并具有良好的动态品质及快速跟踪性能.     

基于田口方法的弹道修正弹参数优化

武器系统参数优化方法往往比较复杂,而田口方法是一种基于正交实验的工程化的稳健设计方法。文中利用田口方法对弹道修正子弹的设计参数和运动参数在选定范围内进行多参数匹配,以脱靶量为输出特性值形成多组优化方案,然后对各方案进行二次优化,最终得到优化参数。优化参数和原始参数的数值仿真结果表明采用优化参数后子弹性能得到提高,说明文中方法在工程上是一种有效的方法,可为解决类似问题提供一种新的思路。