掠飞末敏弹膛内运动过程仿真研究

基于Adams软件对掠飞末敏弹的膛内运动过程进行了动力学仿真分析.考虑掠飞末敏弹的结构非对称性,重点分析了质心位置、转动惯量等结构因素对掠飞末敏弹膛内运动正确性的影响.仿真结果分析表明:弹丸结构非对称时,弹丸与炮膛间接触次数和受力大小均明显增大;弹丸质心位置改变造成接触力增大,初始摆动角增大;转动惯量改变时,初始摆动角增大.     

掠飞末敏弹命中率模型设计与仿真

掠飞末敏弹采用平飞攻顶的方式进行目标搜索和毁伤,与已装备的各型末敏弹有较大不同,文中针对掠飞末敏弹的特点建立其工作流程数学仿真模型,用VC6.0平台编写了仿真软件,并利用该模型对影响掠飞末敏弹的命中率的相关参数进行了初步的仿真研究,仿真结果得到了试验验证,本模型可用于掠飞末敏弹的设计分析工作.     

末敏弹引信与战斗部系统的仿真研究

引信与战斗部系统仿真是末敏弹系统总体设计中的关键环节.建立了弹目遭遇过程中的弹目运动、子弹摆动和延时估计模型,根据上述模型及弹目三维实体模型,实现了末敏弹波束扫描、目标捕获、起爆延时计算及爆炸成型弹丸战斗部起爆和命中目标过程的可视化仿真,通过仿真对子弹摆动、风等因素对探测器扫描轨迹、捕获概率及爆炸成型弹丸战斗部对目标毁...     

末端敏感弹动态命中概率初步分析

本文将末敏弹的外弹道划分为无控弹道、抛射弹道与敏感弹道等三部分.末敏弹的命中概率P为捕获概率P_1,敏感概率P_2,EFP命中概率P_3的连乘积.文中提出了末敏弹目标捕获拦的概念.并举例对某末敏弹命中概率进行了计算.结果表明,可比一般榴弹命中概率提高100～150倍以上.同时在EFP命中概率计算中提出了“必要扫入值”的概念,但限于篇幅,文中对敏感概率P_2未展开讨论.     

末敏弹探测特性对射击效率的影响

根据末敏弹能够探测目标的特点,研究了末敏弹探测目标的规律,建立了按照目标随机分布规律求取目标平均长度的计算模型,结合末敏弹探测起始位置的随机性,根据末敏弹探测特性转换后的目标平均长度,确立了计算末敏弹平均扫描半径的模型;给出了计算末敏弹探测目标概率的公式;结合经典射击理论模型,建立了评定末敏弹对不动目标射击效率的新模型.结果表明,末敏弹探测特性是研究末敏弹射击效率评定方法的关键,发展末敏弹可以大大提高炮兵火力打击能力.     

远程火箭末敏弹弹道特性仿真

为研究远程火箭末敏弹弹道特性,应用弹道理论和控制理论,建立了远程火箭末敏弹母弹弹道方程;引入多体系统动力学理论,分析了末敏弹系统伞、伞盘、弹等刚体间的力学关系,考虑了系统的连接方式和约束,分析了伞绳弹性,建立了末敏弹在减速运动和稳态扫描段的完整运动模型.编制了远程火箭末敏弹弹道仿真软件,进行了末敏弹全弹道数字仿真,并得到了部分试验验证,分析了末敏弹弹道特性.为远程火箭末敏弹射击精度仿真和减少精度试验用弹量奠定了基础.     

末敏子弹稳态扫描角仿真模型研究

基于末敏弹的工程实践以及目前末敏子弹稳态扫描的研究现状,提出了以系统参数优化为目的的扫描角双频仿真模型。针对某末敏子弹,通过对实测扫描角数据的处理,获得了模型中相关参数的取值范围,并依据实际结果进行了扫描角模型对比。仿真结果表明,采用双频扫描角模型得到的目标捕获概率和命中概率与实际结果相比误差较小,优于单频扫描角模型。     

末敏弹扫描运动的影响因素分析

针对影响末敏弹扫描运动的落速、转速、扫描角这些因素,依据由四元数法求解伞弹刚体简化模型得出的系统方程组进行数值仿真,从弹重和静态悬挂角方面列表比较,以求找到所需扫描轨迹最为合适的末敏弹参数.同时又考虑风对弹道的影响,结合具体实例做数值仿真,仿真结果也量化了横风和纵风对扫描轨迹的影响,对作战环境的选择具有指导意义.     

超音速弹丸低伸弹道的近似解析解

针对引信和弹药试验用超音速弹丸低伸弹道诸元求解过程较为复杂的问题,利用超音速段空气阻力定律有理式函数经验公式求解弹丸低伸弹道质心运动方程组,提出了超音速弹丸低伸弹道诸元中速度与时间的解析函数式。该解析式编程简单,应用方便。实例表明,所得到的超音速弹丸低伸弹道诸元近似解析解公式具有较高的求解精度。     

基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真

文中介绍了基于MATLAB/Simulink的末敏弹弹道仿真方法.首先根据末敏弹的工作原理,将末敏弹的弹道分为减速减旋阶段和稳态扫描两个阶段分别建模,并给出了末敏弹弹道的动力学模型.然后介绍如何采用MATLAB/Simulink模块化的方法建立仿真模型,并进行了仿真计算.仿真结果比较好的模拟了末敏弹的弹道特性,能够满足末敏弹稳态扫描的要求,可以为末敏弹的总体技术设计提供帮助.     

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.     

毫米波末制导弹药搜索段弹道设计

针对毫米波末制导弹药视场较小的问题,进行了搜索段弹道设计.建立了导引头搜索捕获域模型,推导出弹药无动力滑翔距离公式.针对毫米波末制导弹药搜索段弹道,分别进行平飞弹道方案和等弹道倾角斜下滑弹道方案设计.仿真表明:平飞弹道方案扫描域不收缩,但飞行速度下降较快,对于相同的滑翔距离和末速要求,其起始滑翔速度较大;斜下滑弹道方案增强了制导弹药的滑翔能力,但存在扫描域收缩的缺点,采用导引头光轴在俯仰方向随高度进动可解决该问题.2种弹道方案都可以满足扫描域和末速要求.     

扭曲尾翼弹箭气动外形多目标优化

为了提升掠飞末敏弹战术技术性能,将扭曲尾翼结构应用于弹箭气动布局,并在风洞实验基础上,结合计算流体力学、正交实验、逐步回归分析以及多目标遗传算法,对扭曲尾翼弹箭开展了以增旋、减阻为目标的气动外形多目标优化设计,最终给出了尾翼外形的Pareto优化方案。结果表明：采用扭曲尾翼结构有利于改善弹箭气动性能;所建立的气动参数代理模型,能对弹箭阻力系数和平衡转速进行准确预测,并得到了尾翼几何参数对其影响规律;基于多目标遗传算法最终得到的Pareto优化方案,达到了良好的增旋、减阻效果。该研究方法对扭曲尾翼弹箭气动优化设计具有参考意义。     

气动偏心角对非对称翼末敏弹扫描运动的影响规律研究

针对非对称尾翼末敏弹的结构特点,建立适合力学分析的坐标系,分析考虑气动偏心角和大攻角非线性时的力和力矩模型,推导出六自由度运动微分方程组。以某非对称末敏弹结构为例进行数值仿真计算,计算结果与实验数据相吻合,表明：与非对称翼展开方向一致的气动偏心角能够诱导弹体产生稳定螺旋扫描运动,且扫描角必定与气动偏心角共面,扫描转速随气动偏心角的增大而减小,扫描角随气动偏心角的增大而增大,且大致成线性关系,为非对称翼末敏弹的结构设计和气动设计提供了理论参考。     

无伞双翼末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标的影响

为认清无伞末敏弹翼片安装角对其稳态扫描作战指标,如扫描角、扫描速率、扫描范围等的影响,通过四元数方法,建立了无伞双翼末敏弹的运动方程,对其稳态扫描阶段进行了数值仿真与分析。结果表明:相比于传统的欧拉法,四元数方法可避免数值仿真的退化,优化稳态扫描仿真结果;末敏弹翼片的安装角对扫描角、扫描速率、扫描间距有着重要影响;随着安装角的增大,扫描角和扫描间距逐渐增大,当扫描角过大时,末敏弹将出现失稳现象。该文研究有助于认清末敏弹的稳态扫描原理,对今后的工程试验具有重要的指导意义。     

空气动力非对称弹丸大攻角旋转共振运动研究及应用

弹丸旋转时,空气动力非对称会对弹丸的角运动产生周期性的强迫干扰,在一定条件下,可以形成弹丸纵轴相对于速度矢量成一定角度的旋转运动,这种旋转运动可用于实现无伞末敏弹的稳态扫描。在考虑弹丸所受非对称空气动力与其他力和力矩的前提下,建立了弹丸的运动微分方程,推导出了复数形式的攻角方程。以攻角方程为基础,探讨了弹丸形成稳定旋转共振状态的条件。针对某空气动力非对称弹丸进行了仿真计算,结果表明：空气动力非对称弹丸在一定条件下可以形成旋转共振运动,为无伞末敏弹的气动设计提供了理论参考。     

间断采样导致末敏弹大范围扫描盲区的消减对策

为消减末敏弹在间断采样模式下搜索目标导致的大范围盲区现象，通过建立间断采样模式下扫描点的分布模型与案例演示分析该现象的成因：离散标准化极角的周期性重复或小幅递进。基于此规律，通过理论推导分别分析研究无伞无翼末敏弹、有伞或有翼末敏弹大范围盲区现象的几何特征与形成条件，并通过试验数据验证该现象的工程意义；根据该现象的形成条件，提出削减扫描盲区的小采样时间间隔、大敏感器视场角对策和随机采样时间间隔对策，进行仿真评估。结果表明：随机采样时间间隔对策可在基本保持原有硬件方案前提下，有效降低盲区半径，具有技术可行性和较高的效费比。     

末段脉冲修正弹攻击区研究

为了确定采用激光半主动制导的末段脉冲修正弹的攻击区域,建立了导引头探测区模型,建立了六自由度有控弹道方程组,并提出了攻击区建模和仿真的方法.利用上述模型对不同条件下的攻击区进行了仿真计算与分析,结果表明增大导引头视场角、脉冲修正能力、启控点高度和发射条件都将影响攻击区的范围.     

带扰流片旋转稳定弹动态稳定性

为发展一种新型弹道修正弹,以带扰流片旋转稳定弹为研究对象对其进行动态稳定性分析。推导带扰流片旋转稳定弹的动力学模型并简化得到其非齐次角运动方程,求得攻角在阶跃激励下的瞬态响应和稳态响应解析解。根据非线性角运动方程分析旋转弹结构参数、飞行参数和气动参数对系统分岔特性及稳定性的影响,通过数值计算分析带扰流片旋转稳定弹的修正能力。结果表明：求得的攻角解析解具有较高的精度;气动参数对动力学系统平衡点的稳定域影响较大;扰流片的控制效率很高。研究结果为带扰流片旋转稳定弹的结构参数设计提供了参考。     

制导炮弹末端弹道空中姿态遥测方法研究

介绍了利用摄影测量学的方法对末制导炮弹末端弹道上的飞行姿态进行遥测的方法：在目标区布置3～10个均匀分布的控制点,当炮弹飞至目标区上空后抛掉鼻锥,将目标区图像通过图像发射机传回到地面,地面接收到传回的图像后根据图像上分布的控制点坐标信息,利用单像空间后方交汇法解算出炮弹当前时刻的空中姿态参数;进而综合所得到信息,推导出该型制导炮弹末端弹道上的运动规律。