柔性弹箭飞行力学建模研究

结合传统弹箭刚体飞行动力学理论,基于大运动弹性体浮动框架建模方法,采用混合坐标建立了飞行力学模型,该模型考虑了柔性弹箭惯量矩阵时变效应,通过小参数摄动法确定了柔性变形引起的空气动力变化.采用了合适的浮动框架--线性化Tisserand框架,使得浮动框架引出的约束方程自动满足,飞行力学求解由微分代数混合方程组化为微分方程组;通过分析变形运动方程,给出了在转速变化较慢的被动段时系统临界状态的条件和临界转速.     

飞行力学导航法探讨

针对一般组合导航系统的缺陷，本文提出飞行力学导航法这一新的组合导航概念并具体设计了GPS／运动方程组合方案。飞行力学导航法是一种在不增加硬件设备的情况下，单纯用软件（运动方程）明显改善原导航系统性能的导航方案。本文给出了飞行力学导航法的定义，并分析了其适用范围和特点。分析了传统运动方程建模中的各种误差源，推导了包含误差源在内的飞行器扰动方程，并得出其解析解。建立了GPS／运动方程组合系统状态方程的观测方程，并进行仿真，验证了其可行性。仿真结果表明，GPS／运动方程组合系统导航精度高于GPS，而且较单独GPS增加了信息冗余度。     

简易制导航弹非线性控制

针对简易制导航弹非线性模型,运用微分几何理论和现代控制思想,提出了一种分层控制方法,即将该模型分为质心层、速度层、姿态层和角速度层,使其具有仿射型特点,然后根据各层间的关系进行控制器设计.仿真结果表明,这种分层控制器较传统控制器具有更好控制品质,且实现简单,同时满足简易制导航弹低成本要求.     

简易制导航弹控制系统的设计

基于某简易制导航弹工程的研制背景，为配合总体方案设计，以航弹为研究对象，建立了纵向和侧向控制系统模型；采用控制系统经典的PID调节规律，论述了参数设计原则，并由此进行了简易制导炸弹控制系统的参数设计。经3轴转台的地面半实物仿真实验，对相关参数作了适当的调整、通过飞机带飞试验和投弹试验验证，本控制系统设计是正确的。     

双模制导航弹静稳定性数值分析

采用二阶Roe格式求解三维N-S方程,根据航弹雷诺数较高、计算网格不规则的特点,选用Spalart-Allmaras代数模型。首先,对卫星制导航弹绕流流场进行大量数值模拟,与风洞吹风试验数据对比,验证了数值方法的有效性。在此基础上对双模制导航弹在不同的攻角和不同来流速度以及不同舵偏角下的绕流流动进行数值模拟,对航弹的升阻特性、纵向静稳定性进行了详细分析,获取的气动参数分布规律对此类双模制导航弹气动布局设计具有一定的参考价值。     

边条式前翼的制导航弹气动特性

针对四片边条式矩形前翼与弹翼、尾舵形成的＂×-×-×＂和＂＋-×-×＂配置的2种气动布局的制导航弹,应用数值方法对绕流流场进行了模拟,并依据数值计算结果从升阻特性和纵向静稳定性两方进行初步探讨,得出了＂×-×-×＂和＂＋-×-×＂2种气动布局下制导航弹的气动差异。     

再论飞行力学的研究手段

联系以往的工作经验和信息时代的高新技术 ,对飞行力学的三大研究手段 ,即理论研究、高速计算和实验研究 ,进行了比较详细的讨论 .重点论述了飞行力学设计、飞行仿真技术和实验技术     

迈向21世纪的飞行力学

从“需求牵引和专业推动”的观点出发,讨论了飞行力学的发展历程;提出了飞行力学的两次飞跃和三个阶段的论点;特别讨论了有控飞行力学和计算飞行和学在未来飞行器发展中的重要意义;最后,对迈向２１世纪的我国导弹飞行力学学科的建设和研究工作提出了一些算法和建议．     

提升格式自适应小波在制导航弹仿真试验数据滤波中的应用

针对简易制导航弹惯性测量装置(IMU)采样数据的实时处理问题,提出了基于提升格式的第二代自适应小波的滤波方法。该方法采用多项式拟合的预测算子,对含有噪声的数据通过小波高频分解系数估计出噪声的强度,进行数字滤波。三轴转台试验仿真结果表明,该方法应用方便且去噪声效果好,特别适合需要预测数据的实时处理。     

钱学森与现代飞行力学

回顾了钱学森教授对现代飞行力学的贡献,其中包括飞行力学在现代力学中的地位问题、建模理论、钱学森弹道问题、最优弹道问题、摄动弹道问题和变系数系统的稳定性问题;基于钱学森的现代力学观点,进一步讨论了现代飞行力学的两个重要发展方向,即有控飞行力学和计算飞行力学问题.     

激光制导炸弹控制通道模型参考变结构控制

针对激光制导炸弹侧向控制通道为导引回路的一部分,同时其参数随投放高度和投放速度发生很大变化等特点。给出了一种线性时变系统模型参考变结构控制器的设计方法,并进行了仿真研究,结果表明,所给方法性能优良。     

简易制导炸弹方案弹道优化设计

从简易制导炸弹的制导控制方案出发,分析了影响简易制导炸弹射程和精度的主要因素;给出了弹道设计所采用的弹道方程;建立了以方案机构产生的俯仰角突变时间t1、t2为设计变量,飞行距离为目标函数,满足控制精度、速度、法向过载和舵偏角等约束条件的方案弹道优化设计模型,并进行了数值仿真.数值仿真计算表明,按此优化设计模型得到的方案弹道,具有射程远、精度好的优点,方案弹道的优化设计除取决于方案机构给出的弹道倾角外,还将取决于投弹的初始条件.     

激光制导炸弹滚转通道的滑模变结构控制

针对激光制导炸弹的滚转控制通道的时变特性，设计了一种滑模变结构控制器，利用系统在骨动模态上的一致鲁棒性使弹体在各工作点上都具有良好的特性。该控制器具有线性部分用以控制趋近段的动态特性，用滑动模太来保证系统在终态的特性。仿真结果表明该控制器具有良好的性能。     

低空伞弹外弹道动力学模型

在一定的假设的基础上 ,将飞行系统 (炸弹与降落伞组成 )看作为变质量的质点弹性系统 ,充分考虑了变质量、附加质量及其引起的作用力 ,给出了作用在伞衣上的横向气动工程计算方法 .借鉴现代控制理论的结构化模型方法 ,建立了低空伞弹自动坠落过程、拉直过程、充气过程及稳定下落过程的结构化模型 ,使计算机编程易于实现 .运用该模型通过空投试验数据验证 ,表明此弹道模型是有效的     

尾翼式柔性弹箭飞行稳定性研究

建立了低速旋转的尾翼式弹箭飞行运动和柔性弯曲变形耦合的动力学模型和一般运动方程组，以梁的弯曲理论为基础，推导了柔性弹箭的弯曲变形方程，在准静态变形条件下推导出了柔性弹箭的攻角运动方程，并由此获得了尾翼式柔性弹箭的静态稳定性条件和动态稳定性条件，从中可以看出柔性变形对弹箭飞行稳定性的影响，为大长细经弹箭的设计提供了重要的理论依据。     

柔性弹丸飞行动力学研究

建立了大长细比弹丸刚体运动和柔性弯曲变形耦合的动力学模型；定义了柔性弹丸的平均弹轴系和刚体运动；以梁的弯曲理论为基础，推导了柔性弹丸的弯曲变形方程。在准静态变形条件下给出了柔性弹丸的攻角运动方程及其解，并由此获得了柔性弹丸的静态和动态稳定性条件，从中可看出柔性变形对弹丸飞行稳定性的影响，为长大细比弹箭的设计提供了重要的理论依据。     

高速点射浮动新结构无壳弹枪自动机动力学理论研究

本文将无壳弹枪的自动机运动机构作为自由度的多体系统,采用牛顿一欧拉法,建立了考虑浮动体与自动机耦合作用的高速点射浮动新结构无壳弹枪自动机动力学理论模型,基于这个理论模型分析了这类自动机的运动状态,能量传递关系与工作特性,为这类自动机的设计和研究提供了理论依据和分析手段。     

高速点射浮动新结构无壳弹枪自动机

本文将无壳弹枪的自动机运动机构作为多自由度的多体系统,采用牛顿-欧拉法,建立了考虑浮动体与自动机耦合作用的高速点射浮动新结构无壳弹枪自动机动力学理论模型,基于这个理论模型分析了这类自动机的运动状态、能量传递关系与工作特性,为这类自动机的设计和研究提供了理论依据和分析手段.