适合概念设计的制导炮弹气动外形优化方法

为了构建能够满足复杂外形制导炮弹气动外形优化设计的方法,给出了基于解析函数和UG NX软件二次开发系统的制导炮弹参数化建模基本原理和具体实施方法,并使用遗传算法为优化算法,结合高精度面元法的气动特性预估程序,完成概念设计阶段的制导炮弹气动外形优化的快速优化设计。以翼-身-尾布局形式的制导炮弹气动外形优化设计为算例,对该优化方法进行了考核验证。算例验证结果表明:气动外形优化方法在使用较少的参数条件下,能够构建具有复杂形状的弹身和翼型的制导炮弹气动布局,并能在构建几何外形的同时快速生成不同拓扑结构外形的面元网格,结合遗传算法能够在制导炮弹概念设计阶段快速得到较优的外形布局,具有很好的工程应用前景。     

弹体压心位置变化对末制导炮弹弹道的影响

首先对比弹体压心位置变化对火箭增程弹道和末制导炮弹名义弹道的不同影响，重点分析弹体压心位置变化对末制导炮弹末导段弹道的影响特点，得出弹体压心位置变化对末导段弹道的捕获域和有效攻击区有着重要影响的结论。该结论对末制导炮弹的射表编拟以及新型末制导炮弹的设计都具有重要指导意义。     

电视末制导炮弹射击效力分析

根据舰炮用电视末制导炮弹的工作原理,首先结合导弹射击效力分析模型,将其弹道分为非制导段和制导段,并将导引头有效工作幅员作为非制导段的目标命中面积,使弹丸电视末进入末制导阶段;然后,对制导段射击模型进行立体分析,讨论射击过程中影响电视末制导炮弹射击精度的几个主要误差源,并对不同距离的目标进行射击效力分析;最后,对比制式炮弹和电视末制导炮弹的命中率,并分析电视末制导炮弹在作战使用时的优劣性,为制导炮弹下阶段的研究提供了理论依据和数据支撑。     

某型末制导炮弹偏流的分析与计算

针对某型激光半主动式末制导炮弹偏流问题，基于考虑末制导炮弹各个典型弹道飞行阶段的刚体弹道模型，通过仿真计算，分析该末制导炮弹偏流的基本特点；探讨偏流形成的原因，确定影响其大小的关键因素，并对计算偏流所需要的数值积分时间步长进行了探讨。有关结论对准确编拟末制导炮弹射表所需要的偏流有直接应用价值，对新型末制导炮弹的弹道设计有积极的指导意义。     

基于反馈线性化的制导炮弹弹道控制系统设计

为提高制导炮弹的控制性能,研究了一种非线性弹道控制系统设计方法。建立了弹道控制系统模型,针对该模型的非线性、耦合和不确定性问题,利用反馈线性化方法将复杂的非线性系统进行解耦,结合滑模控制原理给出了一种非线性鲁棒控制器设计方法,并应用于制导炮弹的弹道跟踪控制器设计。制导炮弹六自由度仿真表明:该模型和控制器设计方法是可行的,能有效地控制制导炮弹按预期弹道飞行,具有良好的动态跟踪性能,并对气动参数摄动表现出鲁棒性,有利于提高制导炮弹的大空域作战能力。     

激光末制导炮弹高原弹道特性研究

对某型末制导炮弹在高原工作模式条件下的弹道特性进行了仿真分析,选取不同的射角、程装、激光开机时间等射表基本诸元组合,进行了大量的仿真计算,分析比对了高原条件下不同基本诸元组合对名义弹道和捕获域影响的规律及特点.这些高原弹道规律的发现不仅对该型末制导炮弹的射表编拟工作具有重要的参考作用,而且完善了末制导炮弹的弹道理论体系.     

末制导弹药弹载同步通信系统

分析了传统末制导炮弹的工作原理和存在的不足,提出了一种改进方案,对改进的末制导炮弹系统组成、功能、原理和信息流程进行了详细的阐述,为新一代末制导弹药的信息化研制提供了一个技术途径。     

末制导炮弹射表参数程控时间的研究

末制导炮弹属于制导武器,正是由于程控时间和激光开机时间的存在(需要人为给定)致使其弹道比较复杂.程控时间体现为惯性制导的开始,激光开机时间体现为激光末制导的开始,这两种制导的实现都是通过舵片的偏转来实现.从射表编拟的角度出发,通过仿真研究程控时间对末制导炮弹弹道参数的影响,给出了程控时间确定的一些原则,为编制高精度的射...     

滑翔增程炮弹的气动布局与外形参数优化设计分析

为提高滑翔增程炮弹的滑翔距离,要对滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数进行优化设计.研究了滑翔增程炮弹的总体气动布局方案,以全弹的升阻比为优化目标函数,建立了滑翔增程炮弹的气动外形参数优化设计方法.仿真结果表明,采用该方法确定的气动外形参数,有利于滑翔增程炮弹稳定性适当,操纵性良好,稳定性与操纵性、舵偏角与平衡攻角匹配较好.研究结果为滑翔增程炮弹的气动布局和外形参数设计提供了理论依据.     

非质心布置的简易脉冲式末制导炮弹控制方法

针对非质心布置的简易脉冲式末制导炮弹特点建立数学仿真模型,并对制导控制系统进行了设计,给出了脉冲选择和点火方案,编制了六自由度弹道仿真程序,并在此基础上提出了一种新型脉冲控制方法使其在增加修正能力的同时也达到理想的精度,最后通过仿真证明了该控制方法实用可行。     

二维弹道修正弹及其制导控制技术综述

针对二维弹道修正弹这类具有广泛应用前景的智能弹药,综述了二维弹道修正弹的发展、主要修正机构方案及其制导控制技术。对二维弹道修正弹的研制历程进行总结,梳理发展脉络揭示其发展规律,分析二维修正弹的打击任务。对几种主流修正方案进行讨论,分析各机构的作用特点及研究难点。基于二维弹道修正弹打击任务需求,从气动辨识及状态估计算法、修正机构参数优化设计算法和制导律三个方面总结其控制技术的发展现状。着重介绍近年来发展迅猛的智能算法,特别是神经网络理论在二维修正弹控制算法领域的研究应用。进一步指出二维弹道修正弹的控制研究需解决的主要技术难点和未来发展方向,为二维弹道修正的设计提供思路。     

基于CFD方法的典型防空导弹气动反设计研究

建立了基于计算流体动力学(CFD)的防空导弹气动反设计方法,对世界几种典型防空导弹气动外形进行了反设计研究,计算了气动特性参数,进一步通过综合对比,剖析了气动布局以及气动外形的主要特点,最后给出了总结和启示,可作为工程设计的有益参考。     

直射武器弹药性能测试仪自动击发系统设计与实现

直射武器弹药性能测试仪是对直射武器弹药性能进行检测的一种装置,自动击发系统是直射武器弹药性能测试仪的重要组成部分,它是完成弹药自动发射、检测弹药性能的关键。介绍了自动击发系统的组成结构及其工作原理,对自动击发控制系统的实现进行了系统研究,详细介绍了自动击发系统结构参数的设计计算过程,并举例验证了其可靠性。     

精确制导弹药低成本制导控制系统设计

针对精确制导弹药制导控制系统低成本的迫切需求,提出了一种弹载低成本制导控制系统设计方法。建立了一种弹载制导控制系统低成本体系架构,从功能、硬件、软件等方面对其进行了GNC一体化设计,并在此基础上提出了一种基于ARM处理器的一体化制导计算机设计方法。针对MEMS导航系统精度低、噪声大特点,设计了一种惯性/卫星数字制导方案。该低成本制导控制系统设计方法可有效减少系统冗余硬件,降低成本,实现较高的制导控制精度,满足未来低成本精确制导武器的需求。     

炮兵火力毁伤指标体系研究与应用

依据评定射击效率原理,采用弹药消耗量的简化计算公式,根据等效思想和逐步逼近思想,建立了目标、毁伤程度和弹药向标准体系的换算关系;在此基础上,通过改造计算火炮射击效能的基本公式,得出了不同火炮间的换算关系。从而确立了炮兵火力毁伤指标体系和标准化换算的方法,为在战役层次上把握炮兵的作战运用提供了科学的途径。     

基于战时弹药消耗及补给数据的弹药储备量控制方法

针对战时基于定点调拨的弹药储备与基于定期调拨的弹药储备中存在的断供与盲供问题,从弹药消耗及补给数据出发,围绕弹药消耗量、补给量与储备量之间的相互关系,以优化技术为手段,兼顾基于定点调拨弹药储备与基于定期调拨弹药储备的优点,通过寻求最佳弹药储备量和最佳弹药补给点的方法,实现了弹药储备量的优化控制,为今后的弹药储备控制方法研究提供了理论依据和参考。     

基于ISIGHT的微型飞行器布局优化设计研究

微型飞行器具有飞行雷诺数低、易受外界环境干扰等特点,并存在多目标优化问题,因此其气动布局优化设计难度较大。针对微型飞行器的特点及优化设计要求,采用N-S方程与遗传算法相结合的方法对微型飞行器的多目标优化设计,基于ISIGHT软件来实现该方法的具体流程,克服了计算量大、无法实现自主迭代的缺点。并对微型飞行器的展弦比、尾翼安装角、尾翼的高度和根弦长进行优化,优化目标为飞行器的静稳定性和升阻特性,优化后的构型具有良好的气动性能,结果表明该方法明显提高了计算的精度和优化设计的水平,在工程上有一定的应用价值。     

基于0-1规划的弹种决策与发射时序优化

对于身管发射武器系统,同一发射单元使用不同弹种完成作战任务时,需要确立合适的弹种决策与最佳的发射时机.提出用O-1变量来描述弹种决策变量.通过时弹种发射机制及武器系统控制特点进行分析,构造多种0-1变量用以描述武器系统作战时序之间的约束关系,建立了弹种发射时序的0-1规划模型,并用LINGO软件实现了0-1规划的求解.给出了典型应用实例,进行了仿真计算,结果表明,该方法简单可行.     

基于效用函数的随伴支援炮兵弹药选择模型

随着火炮武器系统的发展,火炮所配属的弹药类型越来越多,针对不同目标选择合适的弹药以达到最佳作战效能具有重要意义。首先,按照"最大化对敌火力效果、最小化附带损伤,最小化费用"的原则,分析了随伴支援炮兵弹药选择模型要考虑的决策指标,包括毁伤比、压制比、非敌伤亡率、安全距离、费用。建立了决策指标的效用函数,在此基础上建立了整体的决策指标,对决策指标的权重系数进行了分析探讨。最后用实例证明该方法是一种有效综合各类因素的弹药选择方法,能够很好地解决弹药选择问题。     

Aerodynamics analysis of a hypersonic electromagnetic gun launched projectile

A hypersonic aerodynamics analysis of an electromagnetic gun (EM gun) launched projectile configuration is undertaken in order to ameliorate the basic aerodynamic characteristics in comparison with the regular projectile layout. Static margin and pendulum motion analysis models have been applied to evaluate the flight stability of a new airframe configuration. With a steady state computational fluid dynamics (CFD) simulation, the basic density, pressure and velocity contours of the EM gun projectile flow field at Mach number 5.0, 6.0 and 7.0 (angle of attack = 0°) have been analyzed. Furthermore, the static margin values are enhanced dramatically for the EM gun projectile with configuration optimization. Drag, lift and pitch property variations are all illustrated with the changes of Mach number and angle of attack. A particle ballistic calculation was completed for the pendulum analysis. The results show that the configuration optimized projectile, launched from the EM gun at Mach number 5.0 to 7.0, acts in a much more stable way than the projectiles with regular aerodynamic layout.