火箭助飞鱼雷弹道的仿真实现与应用研究

首先深入研究了火箭助飞鱼雷空中和水下弹道，建立了其全弹道仿真模型。并建立了其对水下目标的自导检测模型，进而建立了基于蒙特卡罗法的火箭助飞鱼雷发现概率计算模型，并进行了实际仿真计算。文中的研究成果对研究火箭助飞鱼雷弹道参数的优化设计及射击效率问题有一定的参考价值。     

火箭助飞鱼雷系统建模与空中弹道仿真研究

文中根据动量和动量矩定理，推导了火箭助飞鱼雷系统的三维空间运动方程，并对火箭助飞鱼雷助推段空中弹道进行了仿真，研究了影响火箭助飞鱼雷空中弹道的主要因素。     

舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜效能模型与仿真

为分析舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜效果,建立了火箭助飞鱼雷空中和水下弹道模型,以及对目标的自导检测模型,进而建立了基于蒙特卡罗法的舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜命中概率计算模型,通过仿真计算,验证了舰载直升机引导火箭助飞鱼雷攻潜的有效性.对进一步研究火箭助飞鱼雷作战使用问题,最大限度发挥其作战效能提供了参考.     

火箭助飞鱼雷水下水平发射弹道设计

为了实现火箭助飞鱼雷采用潜艇鱼雷发射管发射，对火箭助飞鱼雷的水下水平发射的有关问题进行了探索性研究，设计了火箭助飞鱼雷运载器的总体方案并进行了弹道规划，提出了火箭助飞鱼雷倾斜出水并偏航避艇的水下弹道运动方式。运用动量和动量矩定理，在运载器体坐标系下建立了运载器的6自由度弹道数学模型，提出了相应的弹道控制规律，并在MATLAB／Simulink环境下对火箭助飞鱼雷运载器的水下弹道进行了数值仿真，结果表明，火箭助飞鱼雷的总体方案及弹道规划方案可行，通过操舵控制可以实现运载器倾斜出水并偏航避艇的设计要求。     

火箭助飞鱼雷捕获概率的解析模型

针对火箭助飞鱼雷作战方式及弹道形式与传统声自导鱼雷的不同,深入分析了搜索区域、落点散布和目标散布等影响火箭助飞鱼雷捕获概率的关键因素,得出了各要素的数学描述。进而综合考虑3 个要素的相互关系,并根据不同射击方式下目标散布模型的本质区别,分别采用“误差综合冶与“全概率冶的思想,构建了前置点和现在点2 种典型射击方式下火箭助飞鱼雷捕获概率的解析模型。且其计算值与仿真实验结果吻合良好。     

编队使用火箭助飞鱼雷齐射实施方法

根据火箭助飞鱼雷空中运动各部分的特点,建立了其空中纵向运动方程组,完善了空中弹道模型,仿真计算了射程-飞行时间和射程-关机时间关系多项式,利用关系式计算了编队齐射火箭助飞鱼雷的协同时间,确定了不同态势下的指挥方式,为深入研究火箭助飞鱼雷编队作战使用问题提供了重要的参考数据和理论依据.     

护航编队使用火箭助飞声诱饵对抗声自导鱼雷仿真分析

以水面舰艇护航编队对抗声自导鱼雷为背景,分析了单舰艇使用火箭助飞声诱饵对抗来袭鱼雷,建立了声自导鱼雷攻击水面舰艇编队和火箭助飞声诱饵对鱼雷实施诱骗的数学模型,并对声自导鱼雷攻击水面舰艇编队的追踪弹道进行仿真,分析了不同护航舰艇使用火箭助飞声诱饵对抗声自导鱼雷的过程,得出了鱼雷能够成功命中编队舰艇的几种态势,并求取了一种典型态势下火箭助飞声诱饵能够有效保护编队舰艇的最佳投放位置,为编队合理使用火箭助飞声诱饵提供参考。     

火箭助飞式反鱼雷鱼雷性能仿真

依据火箭助飞式反鱼雷鱼雷典型作战态势,建立了相关模型,仿真了火箭助飞式反鱼雷鱼雷的作战过程。仿真结果表明,航速和航程对火箭助飞式反鱼雷鱼雷拦截概率有较大影响,自导作用距离不小于水下航程可以保证较高的拦截概率。     

火箭助飞鱼雷的空中弹道研究

推导了火箭助飞鱼雷在火箭助飞段，鱼雷自由飞行段，鱼雷带伞运动段以及火箭与鱼雷分离阶段的运动数学模型，指 出了求解鱼雷空中复杂弹道的全过程。对研究鱼雷的空中弹道有一定的指导意义。     

火箭助飞鱼雷的弹道分析

对火箭助飞鱼雷的空中运动、入水运动和水下运动进行了分析，建立了各自的运动方程，指出了各弹道段上主要的弹道特性，为火箭助飞鱼雷的设计和弹道计算提供依据。     

斜截头弹体入水的弹道特性

斜截头弹体的入水会发生姿态偏转和弹道弯曲。从理论上分析弹丸在水中的偏转过程,得出斜截头弹体姿态偏转方程。利用AUTODYN软件对斜截头弹体入水过程进行数值模拟,基于模拟结果提出描述弹体质心轨迹的经验公式,并通过试验验证其准确性。设计炮射垂直入水试验,利用高速摄像机记录弹丸的撞击速度和运动过程。试验结果表明：理论分析得出的姿态偏转方程可靠,数值模拟和基于数值模拟得出的质心弹道经验公式的预测精度可信。     

比例导引法三维弹道仿真分析

简要介绍了导弹的导引规律.以比例导引法为例,采用预报-校正法给出了比例导引法的差分方程,结合使用M atlab语言,对比例导引法的导弹弹道进行了三维仿真,绘制出舰空导弹的垂直发射弹道,分析了导弹速度、目标速度以及比例导引系数的变化对弹道的影响.     

基于Matlab的巡航靶弹水平机动弹道设计与仿真

基于Matlab模块化仿真设计思想,根据某巡航式靶弹弹道模型的特点,开发了由9个数学模型组成的完整的弹道设计与仿真模型,建立了靶弹实现中空水平蛇形机动的方案飞行弹道计算模型,对弹道进行仿真计算,并对计算结果进行了分析.仿真计算表明,该模型较好地模拟了靶弹的水平机动弹道和其他运动特征,为总体分析和控制系统设计提供了依据.     

一种基于风洞试验环境的轨迹捕获系统设计

为了对投放物（以下称外挂物）相对飞机的分离特性进行考察,设计了一种用于跨声速风洞试验的轨迹捕获系统,来模拟外挂物从飞机上释放时的运动轨迹。针对外挂物轨迹的捕获问题,设计出一种6自由度串联机械臂,并通过有限元方法分析其受气动载荷时的位置精度;对机械臂进行运动学分析,根据外挂物动力学方程设计出机械臂捕获外挂物轨迹的控制器,并对机械臂运动空间进行了仿真分析;对某外挂物运动轨迹和机械臂对该投放物的捕获轨迹进行了仿真模拟。结果表明：该试验系统的允许试验时间大于0.8 s,机械臂对外挂物各方向上运动轨迹的捕获误差不超过1 mm,满足试验精度要求,从理论上验证了所设计的风洞试验轨迹捕获系统对外挂物轨迹模拟的真实性。     

典型干扰对导弹弹道参数的影响研究

飞行过程中存在的各种干扰会使导弹偏离预定弹道而影响其精度,因此研究各干扰因素对弹道参数的影响显得很有必要。文中通过试验仿真研究对比了几种典型干扰对某型导弹弹道参数的影响,建立了该型导弹六自由度标准弹道模型,以及发动机推力偏心、风干扰、初始扰动、分离扰动四种典型干扰的偏差模型。针对四种极限模式进行了仿真试验,分析了各因素对导弹弹道参数的影响。仿真结果表明,对于该型导弹,经常干扰对其飞行特性的影响远大于瞬时干扰,导弹位置受推力偏心的影响较大,姿态角主要受风干扰影响,而瞬时干扰只在作用时刻前后对弹道参数有影响且影响不大。     

复杂地表背景下动目标天基红外探测图像仿真

面向天基红外探测图像仿真需求,基于导弹内外流场的流动控制方程和辐射计算方程构建弹道导弹辐射仿真模型,基于全球地表类型数据库(GlobCover)和随机分形算法构建复杂地表背景辐射仿真模型,基于严密成像几何模型提出星载相机入瞳处场景耦合辐射仿真方法。进一步叠加探测系统成像链路中的光学系统、探测器和信号处理模型,提出一种复杂地表背景下运动目标天基红外探测图像仿真方法。仿真结果表明,利用卫星轨道参数和导弹目标弹道数据,采用该方法可以实现卫星对弹道导弹主动段的连续成像仿真。     

VR技术在飞行弹道仿真上的应用研究

探讨了虚拟现实技术在弹道仿真领域的应用,以某简易制导的飞行弹道为例,以VC为软件平台,运用三维图形和模拟库OpenGL进行了虚拟场景的构架.基于控制力作用下的刚体弹道模型,进行飞行弹道的动态模拟.结果表明,运用VR技术进行飞行弹道仿真,相对于传统的数字仿真,更便于观察理解导弹的飞行状态,在某种程度上能更好地达到仿真的目的.     

一种水下航行器轨迹发生器的设计与仿真

为了减少水下航行器（AUV）导航系统算法开发过程中跑车试验及半实物仿真等所耗费的资金和时间,提出一种水下航行器轨迹发生器的设计方法。利用所给出的轨迹微分方程,反推得出生成轨迹参数公式和惯性信息公式,同时给出水下航行器在直航、转弯和爬潜等常见的运动状态下轨迹发生器的具体输入,并将生成的惯性量测值（加速度和陀螺值）输入捷联式惯性导航算法。验证结果表明,利用所设计的轨迹发生器可以为研究导航算法提供模拟的数据,具有工程实际意义。     

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。     

主动段弹道定位与跟踪算法

针对预警卫星测量方程的非线性,利用传统方法(如EKF)不可避免地会带来线性化误差.该文提出了几何定位卡尔曼滤波(GL-KF)方法,在主动段弹道位于过地心平面的假设下,根据2颗卫星的角度测量解算出导弹位置,将测量方程转化为线性模型,减小了测量方程非线性所带来的估计误差.在得到位置信息后,利用Kalman Filter实现对主动段导弹的跟踪.通过Monte-Carlo仿真可以看出,该方法较之EKF滤波有更好的估计精度.