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针对滑翔制导炮弹的气动、弹道设计问题,为有效提高炮弹的滑翔性能,本文研究了一种气动-弹道综合优化方法。该方法采用工程算法进行气动分析,采用自适应配点的Radau伪谱法进行弹道分析,可综合考虑气动外形的静态参数优化和滑翔过程中攻角控制规律的动态优化;利用Kriging模型建立了炮弹外形参数和性能指标(如射程、飞行时间等)之间的映射关系,实现了外形优化和弹道优化的紧密耦合,并利用组合加点准则不断更新模型直至收敛得出最优外形和最优弹道。本文分别以射程最大和飞行时间短/控制能量消耗小为目标函数,对某滑翔制导炮弹的鸭舵、尾翼外形参数进行综合优化。仿真结果表明,相较于基准方案,综合优化方案有着更优异的弹道性能,其中Opt-1方案使射程提高了37.8%, Opt-2方案在攻击固定目标时能有效减少飞行时间并使控制能量消耗降低46%,验证了该气动-弹道综合优化方法的可行性和有效性。 相似文献
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冲压增程制导炮弹气动特性研究 总被引:2,自引:0,他引:2
为研究冲压增程制导炮弹在不同弹道阶段的气动特性,依据其工作原理与飞行特点,设计冲压助推、爬升飞行、滑翔控制状态所对应的3种气动外形。运用拼接网格技术与雷诺转捩模型,对冲压增程制导炮弹的三维流场与气动特性进行模拟和数值计算。结果表明:3种气动外形与相同外形参数(除舵翼与头部母线外)但不采用冲压结构形式的鸭式布局制导炮弹(参考弹)相比,升阻力系数规律一致;冲压助推、滑翔控制、爬升飞行外形在相同条件下对应的阻力系数依次递减,分别较参考弹阻力系数增大约50.5%、42.9%、33%;滑翔控制外形因鸭舵展开,相同条件下升力系数较其他两种外形大,又因进气道限制了鸭舵面积,相同条件下升力系数较参考弹小(约小11.9%);弹体摆动减小了冲压发动机进气道的流量系数和总压恢复系数,对其总体性能产生了不利影响。 相似文献
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复合制导炮弹最优滑翔弹道与控制 总被引:1,自引:0,他引:1
研究了制导炮弹最优滑翔弹道与控制问题.建立了滑翔弹道模型,以射程为指标函数,考虑终端速度、高度和弹道倾角约束,采用庞特里亚金极大值原理和共轭梯度法求出控制变量有约束的最优滑翔弹道,简要分析了滑翔增程机理.给出2种纵向通道控制结构,并进行控制参数设计,数值仿真表明2种控制结构均可实现对最优滑翔基准弹道的精确跟踪. 相似文献
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针对因工艺限制导致的惯导陀螺质心与内、外框轴交点不严格重合的问题,通过建立惯导陀螺转子动量矩坐标系,讨论了惯导陀螺转子存在质量偏心时的刚体运动,确定了转子受迫进动后的空间方位,分析了转子进动对惯导飞行控制过程的影响。利用末制导炮弹刚体弹道模型进行仿真,结果表明:轴向质量偏心造成转子在空间水平和垂直方向偏转角度较大,对末制导炮弹射程和侧偏影响很大;径向偏心造成转子在空间中的移动缓慢,对末制导炮弹射程、侧偏产生一定的影响。 相似文献
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为研究适配变后掠翼巡航导弹多任务飞行的弹道设计问题,将导弹飞行过程分为爬升、巡航、下滑、盘旋和攻击5个飞行阶段。为了使导弹实现快速平稳的爬升和下滑,并顺利地转入巡航和盘旋阶段,弹道高度采用指数形式的程序飞行高度指令函数,并根据导弹运动方程,解析出高度指令函数关键参数的选择公式; 盘旋段采用覆盖作战区域的圆形弹道,偏航过载指令由与作战区域面积相关弹道曲率得出; 巡航段采用等高飞行直线弹道,攻击段采用自动寻的导引。弹道仿真结果表明,所设计的多任务弹道及指令合理,满足多任务飞行和高精度制导要求。 相似文献
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针对采用SINS/GPS和末端寻的复合制导的制导炮弹,采用比例导引作为中制导和末制导的导引规律.从动力学方程出发,推导出制导系统的解析表达式.在对制导系统解析表达式各个参数进行分析的基础上,设计出对高度和速度具有自适应能力的制导系统控制参数,所得的结果易于工程实现.为了实现大落角攻击目标,进行了末制导过重补设计.仿真结果表明该制导控制系统性能良好,可以精确的将制导炮弹导引到目标捕获区,实现小脱靶量大落角对目标进行攻击. 相似文献
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论述了国外末制导炮射弹药的研制与装备现状,介绍了几种典型的末制导炮弹和末制导迫弹,通过性能对比分析,探讨了末制导炮射弹药的技术发展趋势。 相似文献
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针对无控火箭弹的内弹道优化问题,以增加射程为目标,在发动机总冲恒定的约束条件下,分别建立了固体火箭发动机单室单推模式和单室双推模式的内弹道数学模型和优化模型,采用改进的混合粒子群优化算法,对固体火箭发动机的内弹道特性进行优化设计,求得了全局最优解。仿真结果表明,提出的混合粒子群优化算法具有较好的全局寻优能力和鲁棒性,是解决固体火箭发动机内弹道优化问题的有效方法; 设计的优化策略将某型122 mm无控火箭弹的最远射程提高了3.75%~4.45%,仿真结果对无控火箭弹的总体设计具有一定的理论指导意义。 相似文献
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为提高尾翼弹射击精度,对高速箭弹滚转气动特性进行研究。建立火箭弹简化模型,对不同翼片斜置角
的火箭弹进行数值模拟,采用有限体积法对空间进行离散,通过多参考系模型模拟火箭弹的定常旋转,得出火箭弹
的滚转阻尼力矩导数和平衡转速,并分别对有、无旋转条件下的气动特性进行分析。计算结果表明:火箭弹升力系
数随攻角的增大而增大,随翼片斜置角的增大变化不大;滚转阻尼力矩导数在高空时会骤减,平衡转速随着马赫数
的增大而增大。 相似文献
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某制导炮弹二维两相流内弹道性能分析与数值模拟研究 总被引:2,自引:2,他引:0
为了研究某制导炮弹二维两相流内弹道性能,简化两相流多维数值模拟中弹底运动边界处理的复杂性,提高运动边界处的计算精度,建立了基于任意拉格朗日欧拉方法的某制导炮弹内弹道二维气-固两相流模型,空间上采用具有TVD特性的高阶MUSCL类型的有限体积法对方程进行离散,时间方向采用4阶Runge-Kutta方法进行时间推进。通过拥有解析解的数值验证算例,验证了数值格式以及动网格生成方法的准确性。对某大口径制导炮弹内弹道膛内循环过程进行二维两相流数值仿真。模拟结果准确地反映了整个内弹道循环膛内两相流动特性及其发展过程,并与实验结果有较好的一致性。同时分析了不同点火因素对该制导炮弹内弹道性能的影响,为后续深入优化该制导炮弹内弹道性能及发射安全性提供了理论基础。 相似文献
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为了研究暴雨条件对弹丸气动性能的影响,本文采用计算流体力学方法对极端暴雨条件下的弹丸气动特性开展数值模拟,通过求解三维定常可压缩的Navier-Stokes方程和k-ε湍流模型来计算流场,利用双向动量耦合的Eulerian-Lagrangian方法对流场中离散的雨滴粒子进行轨迹追踪,并考虑由于气流湍流引起雨滴粒子的随机扩散效应以及雨滴粒子与弹丸表面的相互作用,分析了攻角和液态含水量对M910弹丸和某120 mm迫弹气动参数的影响。研究结果表明,暴雨环境对两种弹丸的升力系数均有较大的影响,当马赫数为0.7时,M910弹丸升力系数最大下降了14.5%,120 mm迫弹升力系数最大下降了21.9%,并且影响程度随着攻角的增大而逐渐降低; 两种弹丸的阻力系数受暴雨影响较小; 由于尾翼的原因,暴雨对迫弹(尾翼弹)的影响程度高于M910弹丸(旋转弹); 弹丸表面形成的不均匀水膜层以及雨滴粒子碰撞导致弹丸边界的动量损失是影响弹丸气动性能的主要原因。 相似文献
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小口径尾翼弹与尾裙弹的弹道特性分析 总被引:1,自引:0,他引:1
作为新一代的高超音速小口径杆式脱壳穿甲弹,其弹芯结构目前主要为尾翼式和尾裙式两种形式.显然不同的结构形式在飞行弹道上的弹道特性是不一样的,但在理论上弄清这种尾部结构上的差异(尾翼与尾裙)究竟对弹芯在飞行弹道上的空气动力特性、飞行稳定性特性、速度降特性等有多大影响,以及将二者在结构简易性、成本等多方面的综合因素对比分析,对帮助最终确定采用哪种尾部结构方案,是有一定参考意义的.该文主要根据查阅到的一些研究文献,结合理论分析与计算,对两弹的外弹道特性作了综合对比分析. 相似文献