THAAD拦截弹能量管理控制机动的策略与仿真

THAAD拦截弹是世界上少数能够进行能量管理控制机动的防空导弹之一。针对THAAD拦截弹先进的能量管理控制机动,从动力学模型、控制机制、运动学模型等方面提出了一套完整的方案。建立了非线性、强耦合、时变参数的大侧滑角弹体动力学模型,利用基于微分几何理论的反馈线性化技术将其解耦线性化,并设计了控制器实现姿态角的控制;建立了基于螺旋坐标系的运动学模型,并投影到地面坐标系来描述THAAD拦截弹的运动;最后通过六自由度仿真证明了该方案能够实现能量管理控制机动。     

高旋二维弹道修正弹的角运动特性

为研究高旋二维弹道修正弹舵控后的攻角与速度偏角的特性,通过在无控弹角运动基础上增加控制组件提供的控制力和力矩,建立了其角运动方程,对起始扰动作用、瞬时控制力作用、长时间控制力作用下的弹丸攻角、速度偏角规律进行了分析。数值计算结果表明:高旋二维弹道修正弹受瞬时控制力作用时,产生的平衡攻角、平均速度偏角的方向与瞬时控制力方向大致相反;在固定方位舵控力长时间作用下,平衡攻角、平均速度偏角方向与控制力方向近似成180°,相差一个小的角度;攻角运动是由舵控力产生相反方向的攻角与重力产生向右的动力平衡角合成的,该攻角运动规律将影响弹道的质心运动。研究结果为高旋二维弹道修正弹的控制策略与控制方案设计提供了理论依据与参考。     

舰空导弹拦截机动目标弹道仿真

为研究舰空导弹对蛇形机动与螺旋机动目标拦截效果的差异,对舰空导弹拦截机动目标进行弹道仿真。首先建立反舰导弹的三维蛇形机动模型和螺旋机动模型,然后建立舰空导弹的三维矢量拦截模型,考虑导引头噪声和舵系统的过载限制,最后在Matlab环境下进行2种机动的拦截弹道仿真,采用蒙特卡洛法仿真不同机动强度和噪声强度下的脱靶量,并对比分析拦截蛇形机动和螺旋机动的需求过载和脱靶量。仿真结果验证了反舰导弹机动模型、航空导弹拦截模型的正确性和可行性,可为有针对性拦截机动目标提供参考。     

螺旋再入弹道特性分析

针对螺旋再入弹道低空发散问题,提出一种减小弹头落点侧向位移的工程方法.通过仿真计算,研究了螺旋再入弹道的飞行规律、特点以及落点精度等问题.仿真计算表明,该方法是可行的,能够有效减小落点的横向偏差.结果表明,螺旋再入弹道的机动能力与升力系数密切相关,升力系数越大,螺旋弹道机动能力越强,其纵向射程相对弹道式再入弹道偏小.     

临近空间目标拦截弹弹道设计与验证

针对临近空间高超声速目标拦截弹弹道方案进行了设计和验证.首先,论述了临近空间高超声速目标拦截弹弹道设计的必要性,以临近空间飞行器高抛-再入-滑翔方案为参考设计弹道,将全弹道分为主动段和滑翔段分段建模;然后,根据主动段、滑翔段分别以射程最远、末端速度最大为性能指标,通过飞行过程分析约束条件,建立弹道优化的最优控制模型;最...     

弹道修正弹修正力计算与仿真

修正力的大小、方向和作用点的不同都会影响弹丸的运动特性,对弹丸修正力的研究有利于实现精确修正和降低射击误差的目的。首先在一般无控弹道方程的基础上加入修正力变量得到有控弹道方程,然后利用泰勒公式得到了修正力公式,最后进行了仿真计算,仿真结果对于降低修正误差有一定的参考价值。     

关于弹道模型积分步长选取的讨论

讨论了刚体弹道模型，降阶刚体弹道模型，改进质点弹道模型以及质量弹道模型在积分步长选择时的基本原则，提出了在具体条件下积分步长可以采取的处理方式及应当注意的问题。通过积分步长的对比，有助于认识各种弹道模型在实际应用中的价值。     

弹道修正弹综述

弹道修正弹作为继导弹后新型的精确打击弹药,以其灵活的弹道修正能力和低廉的造价,受到了越来越多国家的关注和青睐。文中介绍了弹道修正弹的基本概念,概述了弹道修正弹的发展历史及现状,分析了实现弹道修正的关键技术,主要包括实际弹道探测技术、弹道修正方案的优选和修正执行机构的设计。指出了各种技术方案的优缺点,探讨了弹道修正弹的发展方向。     

反鱼雷鱼雷拦截弹道及拦截概率

通过分析反鱼雷鱼雷的2种不同拦截弹道,建立了迎面逆弹道拦截和直接直线拦截方案的数学模型,讨论了来袭鱼雷方位角和反鱼雷鱼雷发射角之间的关系,采用蒙特卡罗法,仿真计算了本舰对来袭鱼雷的测距和测向误差对反鱼雷鱼雷拦截目标概率的影响,同时讨论了拦截弹道与反鱼雷鱼雷性能的关系。结论表明,迎面逆弹道拦截方式具有更高的拦截概率;对来袭目标实现准确定位能有效的提高反鱼雷鱼雷对来袭目标的拦截概率;增加反鱼雷鱼雷的自导探测距离和搜索扇面角能有效提高对来袭鱼雷的拦截概率。     

弹道修正弹及其关键技术分析

介绍了弹道修正弹的基本概念及其修正方法,概述了弹道修正弹发展历程及国外研究现状。针对实现弹道修正的关键技术,主要包括实际弹道探测技术、弹道解算技术和修正执行机构的设计,分析了工作原理、性能优缺点及典型应用实例,最后探讨了弹道修正弹的发展趋势。     

水雷攻击直升机弹道设计与仿真

针对传统水雷无法防范直升机的猎雷、扫雷问题,提出了利用水雷出水攻击直升机的解决方案,分析了出水过程中介质发生突变时水雷的受力变化,建立了水雷水中、空中运动方程组和直升机的运动数学模型,设计了水雷的出水攻击弹道,并通过仿真程序对攻击弹道进行研究。仿真结果表明,所设计的水雷攻击直升机弹道是可行的。     

空间拦截弹道优化研究

为验证利用地基导弹进行空间拦截的可行性,对空间拦截弹道优化问题进行了描述.根据固体火箭弹道设计方法,分析了弹道的影响因素,提出基于正交设计的搜索算法,给出了详细的算法流程,介绍了搜索方向的正交设计方式和搜索过程.用该模型对某一参考弹进行了仿真计算,计算结果表明,只要弹道参数设计合适,参考弹完全可以将100 kg有效载荷送入近地轨道,满足空间拦截作战要求.     

水雷出水攻击空中弹道设计与分析

针对水雷出水攻击的作战模式,设计了该模式下的空中攻击弹道,建立了水雷出水攻击弹道数学模型,分析了垂直上升弹道的姿态稳定控制、快速转弯弹道的限制转弯角速率和设置俯冲角、俯冲攻击弹道导引等关键技术,最后对各段弹道的动态特性进行了仿真。仿真结果表明,预设弹道稳定可控,能按预设弹道实施对目标的打击。     

某型远程火箭炮训练模拟弹弹道特性研究

某型远程火箭炮采用122 mm火箭弹实弹作为训练模拟弹,由于远程火箭炮与122 mm火箭炮定向管长度的不同,导致它们的弹道特性有所差异.对两者弹丸出定向管管口附近同一位置的速度、弹道倾角和地面风修正量等弹道特性进行分析研究,得出了不能用现有122 mm火箭炮射表决定远程火箭炮训练弹射击诸元的结论.     

不同攻角约束下空空导弹敏捷转弯过程弹道优化

为考察攻角约束对直气复合控制的导弹实现越肩发射的影响,首先针对一个反作用喷气系统安装在尾部的敏捷导弹建立了俯仰通道四阶动态模型,然后利用高斯伪谱法获得时间-燃料最优解,并对不同攻角约束下的最优解进行了分析和比较。仿真结果说明攻角约束越严格,敏捷转弯过程的转弯半径越大,时间越长,燃料消耗越多。     

基于主动螺旋变轨的三维末制导律研究

针对解决我方导弹既能够规避敌方拦截导弹又能够准确命中海面机动目标的问题,提出了一种超声速反舰导弹自寻的主动螺旋变轨的三维导引设计方案。首先建立了三者在三维空间中的运动几何关系模型;然后基于自适应变结构控制的思想采用让视线角速率跟踪给定衰减螺旋指令信号的方法使导弹在打击目标的过程中实现螺旋变轨,以逃避敌方导弹的拦截;同时选择合理的参数使弹目间视线角速率在飞行过程中趋于零,以保证我方导弹能够准确命中海面机动目标。仿真结果表明,该制导律既能够使反舰导弹进行主动螺旋变轨,在4.41S使敌方拦截弹的脱靶量达到最小值209.233 m,又能以脱靶量0.932 m的精度命中其机动舰艇。     

水雷出水攻击弹道规划与仿真

在信息战和网络战条件下,水雷出水攻击目标可以大幅增大封锁半径,并且将封锁领域从水面扩展到低空,从而可大大提高主动攻击水雷的作战效能。分析了水雷出水攻击作战过程的特点,提出了水雷出水攻击弹道方案和弹道规划方法,并就3种典型作战态势进行了弹道仿真,结果表明,该弹道方案可以使水雷有效命中目标,从理论上证实了弹道方案的可行性。研究成果可为工程设计人员提供参考。     

远程制导炮弹有控段弹道优化设计

文中对某远程制导炮弹进行弹道优化设计,为了能够很好的控制炮弹飞行,将有控段分成滑翔段、增速段和过重补偿段进行研究。根据制导炮弹滑翔段的特点,建立了制导炮弹的弹道模型,然后根据所建立的模型,给出了一种基于滑翔段的弹道优化算法。该算法避免了繁杂的梯度计算,相对于序列二次规划法其计算量大大降低了。仿真结果表明,所设计的弹道方案不仅增大了弹丸的射程,也提高了弹丸的命中概率。     

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.