机动弹头

本文简要介绍了机动弹头发展的现状,即美国第三代机动弹头发展所面临的主要问题,重点讨论了制导和精度。机动弹头要对付反弹道导弹系统,需要足够的精度和机动能力,本文重点介绍逃逸型机动弹头的机动与精度。逃逸型机动弹头也是采用惯性制导,但制导组件的要求还必须与机动性一致。本文详细讨论的美国海军研制的“Mk500”逃逸者弹头和高级战略导弹系统组织搞的高级机动弹头(AMaRV)是美国的第三代机动弹头,文章中对比讨论了这两种型号获得机动性的方法上的异同,同时还讨论了这两种型号的制导和精度。     

再入机动弹道气动环境仿真研究

机动弹头再入飞行时．其控制系统是由空气舵偏转产生的空气动力作为控制力的．文中研究了空气舵三个通道之间的交连耦合影响并建立了再入机动弹道的气动环境模型。通过仿真试验，结果证明文中建立的模型与机动弹头再入飞行的实际情况更为接近．验证了模型的可信性。     

非常规布局弹头超音速气动特性数值研究

从薄层近似NS方程出发，采用高效ENO差分格式，对超音速飞行时弹头形成的流场进行了数值模拟，并与已有的计算和实验数据进行比较。弹头外形为带有倒角圆的平头－圆柱形非常规气动布局，研究了例角圆半径的影响，给出零攻角、马赫数M＝2．0－5．0范围内气动阻力的变化规律；对部分模型的热流分布也进行探讨。     

机动弹头引入段弹道优化设计

建立了机动弹头再入弹道的数学模型,该模型要求在满足热流约束的条件下,寻找一个攻角控制规律作为输入来使得弹道最优．采用遗传算法对此问题进行优化计算,并设计了一种适当的惩罚函数将其转化为无约束问题,提高了求解效率,得到了全局最优弹道和相应的初始伴随变量．实例计算结果表明,数学模型正确,计算方法可行,在满足热流约束的条件下可以求解出最大终端速度弹道．     

机动弹头弹道导弹六自由度建模与仿真

针对机动弹头弹道导弹飞行的特点,应用六自由度一体化建模理论建立了较为精确的数学模型,并对其进行了仿真,给出了部分仿真结果。结果表明,所建立的六自由度运动模型能够充分表征其飞行特点,可在此基础上进一步进行系统分析、质量评估等工作。     

机动弹头引入段弹道优化设计

建立了机动弹头再入弹道的数学模型,该模型要求在满足热流约束的条件下,寻找一个攻角控制规律作为输入来使得弹道最优.采用遗传算法对此问题进行优化计算,并设计了一种适当的惩罚函数将其转化为无约束问题,提高了求解效率,得到了全局最优弹道和相应的初始伴随变量.实例计算结果表明,数学模型正确,计算方法可行,在满足热流约束的条件下可以求解出最大终端速度弹道.     

一种再入机动弹头最优制导律研究

利用最优控制理论及非线性控制理论中的精确线性化方法．将再入机动弹头方向控制方案设计问题转化为线性系统综合问题．无需作任何简化假设，推导方式更为简单．为再入弹头的机动方式提供了一种新方法．仿真表明推导出的制导律可行。     

舵机动刚度测试系统设计

动刚度特性是舵机的一项重要性能指标,而基于计算机的测试系统是测试舵机动刚度特性的关键部分.在介绍动刚度测试原理基础上,主要从硬件和软件两个方面介绍了测试系统研制.试验结果表明,测试系统满足数据采集、数据存储分析以及加载系统的闭环控制与校正等要求,对提高舵机阻抗设计具有重要意义.     

浅析再入机动飞行器十字布局与叉字布局的气动特性差异

利用典型状态的风洞试验结果对十字布局与叉字布局再入机动飞行器的气动特性进行了分析也比较。研究结果表明，叉字布局的静稳定裕度变化范围大于十字布局，机动配平能力高于十字布局，升力、升阻比与十字布局相当，舵面控制效率大于十字布局，舵前缘压力与十字布局相当，舵面压力则远大于十字布局，俯仰、偏航、滚转控制的气动交连耦合影响比十字布局严重。     

舵面形状对铰链力矩的影响分析

为研究舵面形状对铰链力矩的影响,运用CFD技术模拟某无翼式布局弹箭在不同马赫数下的尾舵受力分布情况,分别对尾舵前缘根弦、后缘梢弦与后缘根弦进行小面积的裁剪,得到三组弹身-尾舵组合体,分别对各组合体进行数值模拟,得到各组合体在不同马赫数下的舵面压心、铰链力矩以及全弹气动特性系数。结果表明,裁剪尾舵前缘使舵面压心更分散; 裁剪尾舵后缘使舵面压心更集中,有利于铰链轴的设计,可有效减小铰链力矩; 裁剪尾舵对全弹的气动特性有微小的影响。     

复合制导再入机动弹头再入误差分析

根据融合了干扰因素的再入机动弹头再入段六自由度弹道方程,研究了一种基于变化的再入干扰量偏导数矩阵和弹道参数偏差的参数估计方法,由再入干扰方程求得辅助导航系统开始工作前每一时刻的再入误差值.理论推导和仿真结果表明,该再入误差分析方法是合理的,分析结果在估算结果范围之内,气动干扰是再入误差的主要影响因素.     

基于复合执行机构的再入弹头动力学建模与控制

为提高再入弹头命中精度和机动突防能力,将质量滑块和单框架控制力矩陀螺（SGCMG）配合使用,以在弹头再入全过程中产生足够的姿态控制力矩.针对采用质量滑块/SGCMG复合执行机构的再入弹头,利用New-Eul-er法,建立了弹头再入动力学模型.在此基础上,利用Lyapunov稳定性理论,设计了弹头非线性姿态控制器.对某型导弹再入弹头的仿真研究表明：质量滑块/SGCMG复合执行机构可以满足弹头再入全过程的力矩需求,输出力矩误差小于0.001 5N.m;控制系统可以实现姿态角的良好跟踪,稳定跟踪误差小于0.5°,复合执行机构方案是可行的.     

一种新型弹头痕迹测量仪

介绍了一种新型的接触与非接触弹头痕迹测量系统,该系统可以获取弹头痕迹的二维平面图像和准确的弹头轮廓高度信息。它由直线相位光栅干涉式大量程位移传感器进行弹头截面轮廓和三维形貌的接触测量,并采用显微镜和CCD摄像装置进行弹头痕迹的非接触图像测量。接触式测量理论测量分辨率可达到0．12nm,测量量程大于2mm,圆周分辨率为2．16,非接触测量横向分辨率5μm。     

一种基于JPDAF的机动目标轨迹融合算法

多传感器目标跟踪是利用不同的平台获得有关目标的准确、连续的动态描述。PDAF(probabilistic data association filter)算法用于处理单目标跟踪问题，它假定所有的量测都是在特定的目标扩展门限中，即来自一个目标或杂波。如果另一个目标也在该门限中，就可能产生错误。为了解决混杂、密集环境下的多目标跟踪问题，本文利用JPDAF(joint probabilities data association filter)算法，通过考虑可利用的关联事件来简化处理过程．根据关联概率值来对假设进行估计。最后的仿真结果表明该算法对向量状态估计有明显改善。     

基于DSP的新型弹载控制计算机

以项目的控制计算机为研究背景，按照高性能和小型化的要求，设计并实现了基于DSP的新型弹载控制计算机，突破了基于PC机和普通单片机的弹载计算机无法同时满足高速度、高精度和实现小型化的限制。详细给出了整体方案的设计原则和设计方案、硬件选型、接口设计、软件编制以及软件和硬件的具体调试步骤，并通过了地面的性能测试。     

偏心起爆定向战斗部威力研究

为研究偏心起爆定向战斗部毁伤威力,推导了偏心起爆点对侧延长线附近有限角度内应用的偏心起爆破片初速公式,并设计钨柱和钨球两种预制破片偏心起爆定向战斗部进行了试验验证。结果表明,所推导公式可用于偏心起爆定向战斗部计算。设计的偏心起爆战斗部的速度增益,钨柱破片为10.9%,钨球破片为19.8%。钨球破片初速、破片球面分布密度、毁伤概率均高于钨柱破片。     

一种聚焦式杀伤战斗部的设计方法

为研究聚焦式杀伤战斗部的设计方法,采用新的战斗部设计思想,以一端静态起爆条件下的轴时称聚焦式杀伤战斗部为例进行了设计研究,将圆弧形战斗部装药结构各微元段按一定角度旋转,得到了满足聚焦杀伤要求的战斗部装药曲线结构.计算表明,该聚焦式杀伤战斗部可控制破片的飞散方向并形成聚焦带,实现了对目标的剪切毁伤.该设计方法对加强战斗部终点毁伤效应的工程设计有着重要意义.     

一种处理机动目标的自适应Kalman滤波算法

针对卡尔曼滤波的缺点,提出了一种卡尔滤波的改进算法,然后将其应用到机动目标跟踪中,并用实例对该法进行了仿真,结果表明,该方法简单实用,效果很好.