三维比例导引弹道建模方法研究

基于比例导引弹道的自身规律,运用坐标变换方法,选取合适的坐标系,建立了导弹按比例导引法拦截空中目标的模型,并在信息处理环节中加入导航误差、导弹控制误差、导弹观测误差和目标观测误差等,实现三维比例导引弹道的仿真.仿真结果表明,所建立的模型比较符合实际情况,可直观地显示比例导引弹道特性.     

基于飞行轨迹的三维模型实时姿态调整算法

为了解决三维GIS(地理信息系统)弹道可视化系统中导弹飞行姿态不逼真的问题,提出一种基于飞行轨迹的三维模型实时姿态调整算法.该算法使用建模工具构建导弹模型,通过地球坐标与地心坐标系转换、地面坐标系与弹体坐标系转换,利用导弹飞行的前后轨迹点求出导弹飞行姿态角,使用四元数旋转矩阵实时更新三维场景中三维模型飞行姿态.从飞行态势可以看出,算法模拟的三维模型的飞行效果流畅,实时性好,实际应用价值高.     

基于Powell法的末制导炮弹惯导飞行段符合方法

惯导飞行段的符合是末制导炮弹射表编拟工作中的关键技术难题,通常编射表的对象都是无控弹,有控弹道符合问题是射表编拟首次遇到的课题。简要介绍了惯导飞行控制原理及惯导段弹道数学模型,确定了符合系数和符合对象,介绍了POWELL法和单纯形法的基本思路、方法,并进行了符合计算。通过利用符合结果计算的弹道三维坐标值和实测值比较,单纯形法效果较差,而POWELL法效果很好,不仅落点一致,而且惯导段弹道形状也吻合得非常好,充分说明基于POWELL法的惯导飞行段符合方法是有效可行的。此方法充分利用惯导段三维坐标测量信息校准弹道模型中较多的关键参数,在高价值制导弹药射表编拟方法研究中实现了突破。     

基于扰动大气模型的动力推进高超声速飞行器弹道特性分析

在半速度坐标系建立动力推进高超声速飞行器质心动力学方程,并进行了弹道仿真,分析了初始点参数和飞行设计参数对标准弹道影响,完成了标准大气和扰动大气模型中飞行器跳跃弹道高度、过载、热流特性的对比分析.将地球扰动大气模型应用于飞行器跳跃弹道分析,讨论了不同大气模型对动力推进高超声速飞行器跳跃弹道影响.仿真结果表明,大气参数变化对高超声速飞行器跳跃弹道最低点、最大过载、最大驻点热流和总吸热量等参数影响明显, 该结论对飞行器总体、结构、动力、热防护、导航、制导与控制系统前期设计工作有一定参考价值.     

弹道导弹预警仿真系统中弹道构造方法

建立符合作战想定要求的弹道导弹飞行轨迹模型,并按仿真时间步长推算弹道导弹的位置状态,是构建弹道导弹预警探测仿真系统的首要任务。首先在不考虑地球自转的情况下,按照指定的发射点和落点,依据最小能量弹道理论建立了弹道导弹关机点参数计算模型和被动段运动学模型。在此基础上,采用迭代的方法计算考虑地球自转时的弹道导弹关机点参数,并在地心惯性直角坐标系下构造了弹道导弹的被动段弹道。最后将利用法构造的弹道参数与STK中对应参数进行了对比分析,结果证明了所提出方法的正确性。     

导弹最优制导律弹道仿真分析

根据导弹仿真数据,绘制可直观显示弹道特性的理想弹道曲线。给出了比例导引法的差分方程,建立了比例导引法的三维弹道仿真模型。在对比例导引法进行三维弹道仿真的基础上,分别对增量比例导引、基于二次型的最优制导律和考虑动态特性的二次型最优制导律进行了三维弹道仿真,绘制出了可直观显示弹道特性的理想弹道,计算了导弹与目标的遭遇时间,并对结果进行了比较分析。最后得出考虑弹体动态特性的二次型最优制导律具有最优性。     

自然风对旋转弹丸外弹道性能影响的仿真研究

为研究自然风对旋转弹丸外弹道性能的影响,基于坐标变换理论考虑了地球曲率变化对刚体弹道模型的作用,分析了自然风对各气动力和气动力矩的影响,建立了非标准条件下的刚体外弹道模型。应用该模型对某105mm榴弹不同风速、风向下的外弹道过程进行仿真,结果表明,自然风对飞行弹丸的攻角姿态有较大影响,进而影响弹丸的射程和方向偏移量;自然风对弹丸攻角姿态的影响在弹丸飞行的初始阶段风速大小起主要作用,而在弹丸飞行的中间阶段则是风矢方向起主要作用。     

二维弹道修正弹修正方法

为提高弹箭密集度,采用阻力修正原理进行纵向距离修正;增设阻尼片,调节炮弹的极阻尼力矩来改变炮弹旋转速度,进而调节偏流大小来实现侧向弹道修正,是一种低成本的二维弹道修正技术。基于牛顿流理论、经验公式和风洞实验数据提出了组合式二维修正机构弹道修正弹的扩增阻力系数和扩增极阻尼力矩系数计算方法,对不同阻力环、阻尼片结构的气动力进行了数值计算分析。分析了组合式二维弹道修正弹的侧向弹道修正原理,建立了其飞行弹道数学模型,对阻力环、阻尼片机构在飞行弹道上不同位置处作用对应的射程修正量、侧向弹道修正能力和动态飞行稳定性进行了数值计算。结果表明:该二维弹道修正技术可以满足对弹道纵向和侧向偏差修正的需求,且不影响炮弹的飞行稳定性。     

基于STK的机载布撒器弹道仿真

机载布撒器是快速、远程、精确打击的新一代空对地攻击武器,对其弹道的研究有着重要意义。建立了机载布撒器飞行弹道仿真模型,运用能量法消除了风对布撒器的部分干扰,通过MATLAB得出布撒器弹道数据及二维弹道,利用STK软件强大的弹道仿真能力,建立布撒器仿真星历文件及姿态文件,设置地面站并运用YPR旋转方法转换坐标系,添加了布撒器仿真模型,以布撒器为中心视角展示并完成了三维弹道仿真,为后续对布撒器改装提供了一定参考依据。     

指令制导防空炮弹启控点参数的确定方法

简要阐述了指令制导防空炮弹有控弹道控制模式,建立了鸭舵控制力和控制力矩作用下的有控弹道模型,研究了弹丸理想启控姿态和启控位置的确定方法,得到了确定理想启控位置的启控函数.数值仿真结果表明,该启控函数简单、快速,具有较高精度,易于计算机程序实现,弹丸有控弹道也可保持飞行稳定.研究结果对今后深入展开指令制导防空炮弹的研究和工程设计具有一定的参考意义.