低速滚转末制导炮弹高原适应性改进方法研究

为解决低速滚转末制导炮弹在高原环境下的适应性问题,对低速滚转末制导炮弹在不同海拔条件下飞行特性进行研究,分析了高海拔条件的环境特性,末制导炮弹在不同海拔条件下的转速和过载变化特性,弹体增益和弹体阻尼的变化情况,提出了低速滚转末制导炮弹在高原环境下使用的改进方法,并以某低速滚转末制导炮弹为例进行了弹道仿真,验证了分析结果和改进方法的正确性,为低速滚转末制导炮弹的高原适应性设计和改进提供了参考依据.     

末制导炮弹滚转控制与计算机仿真

本文用计算机数字仿真方法研究了末制导炮弹的滚转控制问题。文中对末制导炮弹滚转控制的特点作了较详细的论述;建立了末制导滚转控制系统的原理结构框图及其数学模型,运用这一模型编制了程序,在计算机上进行了仿真,得出了末制导滚转控制系统主要性能参数与滚转速率、舵偏响应随时间的变化关系。文中采用的方法和软件对研究末制导火箭的滚转控制问题也是适用的。     

末制导炮弹末制导段外流场气动仿真

文中主要利用商业CFD软件Fluent对某型末制导炮弹的末制导段在不同攻角、不同飞行马赫数的气动特性进行了数值仿真,得出了该型末制导炮弹升力系数、阻力系数和滚转力矩系数随飞行马赫数和攻角的变化规律.结果表明,计算所得气动参数可以为该末制导炮弹编制高精度射表提供数据依据和参考.     

末制导炮弹初始滚转角的确定

文中根据末制导炮弹的飞行特点,提出了利用捷联惯导系统中的陀螺信息,确定末制导炮弹初始滚转角的方法,并通过半实物仿真试验,验证了初始滚转角确定方法的正确性.     

导引头隔离度对末制导炮弹制导控制的影响

为了研究导引头隔离度对末制导炮弹控制系统稳定性的影响,给出了导引头无量纲隔离度的概念,建立了末制导炮弹的制导控制系统模型;在忽略所有环节动力学的末制导炮弹简化制导控制模型中,推导了由初始指向误差角引起的末制导炮弹位置误差解析解,并进行了无量纲化;定义了表征末制导炮弹制导精度的量,在考虑所有环节动力学的情况下,引入了末制导炮弹的实际参数,分析了导引头无量纲隔离度对末制导炮弹制导精度的影响.得到了末制导炮弹控制系统在导引头无量纲隔离度x和无量纲量B1所形成平面上的稳定域;当x和B1超出稳定域时,末制导炮弹控制系统就会失稳.     

基于磁阻传感器的末制导迫击炮弹滚转姿态初始对准技术研究

在末制导追击炮弹控制时,需要知道追击炮弹的实时姿态角。追击炮弹在发射时具有高过载,使得陀螺等传统姿态角测量系统无法工作。文中提出了使用磁阻传感器,利用地磁矢量信息对弹体滚转姿态角进行辨识,并对自动驾驶仪滚转姿态进行空中初始对准的低成本方案。仿真结果显示,该方法具有较高的滚转姿态初始对准精度。     

末制导炮弹综述

介绍末制导炮弹技术,分析外军几种典型的末制导炮弹性能特点,阐述末制导炮弹发展现状,说明末制导炮弹在未来局部战争中的作用．     

图像末制导炮弹射击效率分析

为指导图像末制导炮弹的后期具体运用,分析其射击效率.将图像末制导炮弹的外弹道分为无控段、中制导段及末制导段,分别对每个阶段的误差、有效幅员和命中概率进行分析,计算出不同条件下对固定和运动目标的射击命中概率及毁伤概率,并与普通榴弹和激光末制导炮弹进行对比.结果表明:在不考虑操纵手搜索发现目标的情况下,图像末制导炮弹的射击效率与距离关系不大,整体上高于激光末制导炮弹,对装甲类点目标的命中概率基本保持在0.7以上.该研究可为下阶段该弹的具体作战运用提供理论支撑.     

无人机保障激光末制导炮弹武器系统射击分析

文中在分析无人机保障炮兵射击和激光末制导炮弹武器系统优势的基础上,论证了无人机与激光末制导炮弹武器系统结合使用的可行性,探讨了无人机保障末制导炮弹武器系统射击的工作原理,提出了无人机保障激光末制导炮弹武器系统射击方法。     

末制导炮弹膛内过载影响因素数值分析

针对弹炮耦合情况下末制导炮弹在膛内过载问题,通过分析过载影响因素,建立了末制导炮弹与火炮膛线身管相互耦合的动力学仿真模型;考虑了末制导炮弹的弹体与火炮身管发生相互接触/碰撞,以及膛线对末制导炮弹的扭转及摩擦的影响;对末制导炮弹在约束期的过载情况进行了数值仿真。研究表明导引部长度以及弹带与膛线径向强制量对末制导炮弹在膛内过载具有一定影响。     

简易制导弹滚转控制研究

研究了鸭式布局简易制导弹的滚转控制方案,在对固定尾翼弹滚转控制进行分析的基础上提出了一种自适应式自旋尾翼设计方案,实现了可根据转速自适应改变尾翼滚转控制方式的结构布局。分析了自适应自旋尾翼自动解锁的原理与可行性,通过对固定尾翼与自旋尾翼滚转气动特性进行比较,表明了用鸭舵可实现对自旋尾翼弹滚转的有效控制。对全弹道进行了弹体转速的仿真计算,得到了理想的滚转控制性能。     

倾斜控制系统的FUZZY控制

该控制方案舍去传统的校正环节,不用传统的PID控制,而用FUZZY控制设计反坦克导弹倾斜控制系统,给出了FUZZY控制表求取规则和控制表。实验结果表明FUZZY控制效果较传统的PDI控制效果好。     

滚转共振的主要特征量建模与灵敏度分析

通过多项式拟合的方法对引起滚转共振的主要特征量进行模型建立，并且应用六自由度弹道仿真方法对主要特征量对于滚转共振的灵敏度进行了定量分析。仿真结果表明，通过该方法能较为准确地得到滚转共振特征量的变化历程，可用于分析滚转共振作用机理和作用效果。     

鸭舵位置参数对弹箭滚转特性的影响

采用数值模拟方法,研究了一尾翼固定的鸭式布局弹箭舵尾间距以及鸭舵安装位置对滚转特性的影响。分析了其流场特性与气动特性,结果显示,固定尾翼鸭式布局弹箭的舵尾间距对滚转控制特性有较大的影响,且舵尾间距越小,鸭舵下洗诱导尾翼产生反向滚转力矩越大,鸭舵滚转控制效率越低; 鸭舵安装位置对滚转特性亦有较大的影响,安装在圆柱段上较安装在圆锥段上,其滚转力矩系数在跨音速得到提升,在亚音速和低超音速都有所下降,超音速时几乎不变。     

地磁传感器测量弹体滚转姿态方法研究

地磁传感器抗过载能力强且成本低,在制导炮弹中得到广泛应用,它的主要功能是测量弹体姿态;介绍了一种双轴地磁传感器测量弹体滚转姿态的方法,该双轴传感器固联在弹体横截面上;该测量方法利用地磁传感器随弹体滚转时感应磁场变化产生的正弦输出解算弹体滚转角速率及滚转方向,利用经纬度信息及弹体俯仰偏航信息,根据地磁场模型计算地磁场矢量在弹体横截面上的投影分量,然后由投影分量解算出滚转姿态角的基准角,最后根据双轴地磁传感器输出和基准角判定弹体姿态角;通过试验验证了该滚转姿态测量方法的可行性,并进行了误差分析,误差在可接受范围内,可满足简易制导炮弹需求。     

自动驾驶仪设计中复合滑模控制方法研究

针对导弹滚转驾驶仪模型，提出了一种复合滑模控制方案。首先分析影响系统稳定的模型不确定性。确定了其完全满足匹配条件；其次建立了主反馈比例切换的滑模控制方法，消除不确定性的影响；最后引入复合控制克服抖振减少不必要的指令切换。仿真分析表明，变结构驾驶仪平稳无抖振鲁棒性好。     

栅格翼翼身组合体超声速滚转阻尼特性

为了研究栅格翼翼身组合体超声速的滚转阻尼特性,采用求解定常状态N-S方程的方法,对超声速阶段栅格翼翼身组合体在有攻角时的滚转阻尼特性进行了数值研究,并且与平板翼翼身组合体的滚转阻尼特性进行了比较.对平板翼翼身组合体的数值模拟结果与实验值的误差较小,该方法可作为研究复杂翼身组合体滚转阻尼特性的数值计算方法.计算结果显示在所研究的攻角范围内,栅格翼翼身组合体的滚转阻尼导数随马赫数的增加出现2次转折,Ma=2.5时出现严重的气流壅塞现象;滚转阻尼导数随攻角的增大而减小,背风面栅格翼受组合体分离流的影响较大.     

基于非正交磁传感器组合的旋转弹体横滚角测试

针对微惯性传感器测量误差随时间严重发散且量程不能满足旋转弹体横滚角测量的要求,采用磁传感器组合对旋转弹体的横滚角测量及工程可实现性进行了研究。对于不同角度、位置安装的磁传感器,给出了其敏感轴上的数学表达式,并且利用两个非正交安装的磁传感器输出的极值之比与俯仰角呈固定关系进行姿态角求解。分析了产生奇异的条件和使用磁传感器进行横滚角测量的可行性,并对传感器布阵方案及解算方法进行了半实物实验。实验结果表明,俯仰角和横滚角的解算误差基本控制在1°以内,此测量方案适用于偏航角变化不大的旋转弹体。     

滚转组合式轴承弹性铰链研究及应用

为满足升力体高超声速飞行器大气动载荷、低振动频率滚转动态特性的测量要求,研制了滚转组合式轴承弹性铰链机构.设计将轴承和弹性铰链并联,由轴承抵抗大的气动载荷,由弹性铰链精确测量模型滚转角的变化,解决了一体式铰链面临的承载能力和振动频率的矛盾.将该机构先后应用于升力体高超声速飞行器的滚转动态特性试验和战术导弹亚跨声速低振动频率的滚转阻尼试验,均获得良好的试验结果.