紊流风场下无人机飞行状态多模型估计算法

针对紊流风场环境下飞行速度因模型参数发生变化导致单一固定参数滤波器精度降低的问题,提出了一种无人机飞行状态多模型估计算法.在建立单一固定模型紊流风场有色噪声卡尔曼滤波器的基础上,采用多模型自适应卡尔曼估计,得到飞行速度的最优状态估计.仿真结果表明,多模型估计算法在模型参数发生变化时能有效地减小紊流风场对无人机飞行速度的影响,满足飞行速度控制输入的精度要求.     

平流层飞艇抗风场干扰约束Unscented卡尔曼滤波算法设计与应用

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度,研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上,设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量,将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合,对速度误差进行估计和补偿,以减小风场对飞艇定位精度的影响;证明该算法的状态估计量不仅是无偏的,而且协方差小于标准Unscented卡尔曼滤波的协方差;将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证,并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法进行比较。结果表明:提出的约束Unscented卡尔曼滤波算法的滤波性能明显优于自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法,能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响,提高飞艇的导航定位精度。     

平流层飞艇抗风场干扰CUKF算法设计与应用

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度,研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上,设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。首先确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量,将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合,对速度误差进行估计和补偿,以减小风场对飞艇定位精度的影响;然后证明该算法的状态估计量不仅是无偏的,而且协方差小于标准UKF的协方差;最后将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证,并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应UKF算法进行比较,结果表明：提出的约束UKF算法的滤波性能明显优于自适应EKF和抗差自适应UKF算法,能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响,提高飞艇的导航定位精度。     

临近空间大气环境建模及其对飞行器影响

临近空间飞行器在大气层飞行的过程中，其飞行状态和工作性能会受到大气环境的影响。首先对临近空间大气的宏观变化和扰动类型进行了简要介绍，建立了基于国军标的中国地区平稳风模型和基于概率的最恶劣阵风模型，并研究了风场变化特性和阵风幅值变化规律，最后仿真分析了大气风场对飞行器弹道的影响。仿真结果表明：大气风场对飞行器的落点散布有显著影响，并且其影响结果与当地平稳风的长周期变化有关。     

浮空器气体混充定高建模与仿真

依据浮空器浮重平衡特性以及理想气体状态方程,探索了一种气体混充控制浮空器平飞高度的定高方式,并对浮空器气体混充定高技术进行了总体设计研究。考虑到热力学特性对于浮空器上升过程和平飞过程的重要性,结合工程热力学中混充气体的热物性能,以超压气球作为研究对象,分析球体上升和平飞过程中的热环境,并与动力学模型进行耦合。在此基础上,对混充气球上升及平飞过程进行力学仿真,得到气球上升过程中高度、速度、气体温度以及压强的变化,验证了浮空器混充定高技术的可行性,为后续浮空器飞行试验提供指导。     

网络层次分析法在光电防护战斗效能评估中的应用

依据浮空器浮重平衡特性以及理想气体状态方程,探索了一种气体混充控制浮空器平飞高度的定高方式,并对浮空器气体混充定高技术进行了总体设计研究。考虑到热力学特性对于浮空器上升过程和平飞过程的重要性,结合工程热力学中混充气体的热物性能,以超压气球作为研究对象,分析球体上升和平飞过程中的热环境,并与动力学模型进行耦合。在此基础上,对混充气球上升及平飞过程进行力学仿真,得到气球上升过程中高度、速度、气体温度以及压强的变化,验证了浮空器混充定高技术的可行性,为后续浮空器飞行试验提供指导。     

临近空间浮空器区域覆盖布局优化问题

以最大化覆盖收益和最小化覆盖代价为优化目标,建立了多浮空器区域覆盖布局优化问题的多目标混合整数规划模型,设计实现了多浮空器联合覆盖进化算法,充分利用目标位置、浮空器覆盖能力等启发式信息构造初始种群,避免进化太慢;交叉、变异算子在保证有效解的前提下,避免了算法陷入局部最优;精英策略避免丢失进化过程产生的非劣解,加快算法收...     

高效费比的战场监视平台雷达浮空器

雷达浮空器的优势浮空器与固定翼飞机、直升机相比,除了增大雷达直视侦察范围外,还能安装更大孔径的雷达,从而大大提高雷达灵敏度。同时,浮空器能为所载雷达提供更好的工作环境,持续工作时间更长,便于遥控工作。尽管系留式雷达浮空器具有上述优点,但其有效工作时间受制于大气因素。如风速影响它的上升和下降时间;特别恶劣的天气会使雷达浮空器脱离系泊,导致整个系统损坏。高效费比是雷达浮空器系统的最大优势。1993年,美国海关就采购雷达浮空器监视系统向参议院提供的证词中指出,采购一套能够探测到278千米半径范围内、雷达截面大于2米2的空…     

风场中平流层飞艇轨迹跟踪的滑模控制方法

为实现平流层飞艇驻空阶段可控飞行，研究环境风场中横侧向轨迹跟踪的滑模控制方法。建立平流层飞艇驻空阶段动力学模型，将动力学方程解耦为纵向运动方程和横侧向运动方程，采用小扰动方法对动力学方程进行线性化；利用滑模控制对外部干扰强鲁棒的特性，设计横侧向轨迹跟踪的滑模控制器；以直线与圆组成的复合轨迹跟踪控制为例，对提出的轨迹控制方法进行仿真验证。仿真结果表明，所提基于滑模的轨迹跟踪控制方法鲁棒性好，在一定范围的风场扰动条件下，可以实现对指令轨迹的有效跟踪控制，响应特性好。     

多巡飞弹侦察/打击/评估一体协同方案设计

针对巡飞弹侦察/打击/评估作战模式,提出了一种基于预设航迹点的巡飞弹多任务协同策略。在分析作战任务模式的基础上,建立了基于时间协同的约束模型;针对不规则侦察区域,设计了区域侦察覆盖的飞行航迹,考虑威胁和障碍,采用改进的A*算法对巡飞弹的任务航迹进行了规划;以双弹协同实现"即打即评估"的协同任务模式为例,仿真计算和分析了协同策略的可行性,为未来网络化巡飞弹协同作战应用提供技术支撑。     

空间飞网系统牵拉模式影响研究

针对空间飞网系统任务设计需求,研究飞网牵拉模式对系统展开性能的影响。建立空间飞网系统拉出展开过程动力学模型,并通过地面试验对比验证了模型的有效性。面向任务需求建立空间飞网系统评价指标,针对四、六点牵拉模式,采用有限绳段方法对飞网系统进行建模仿真。模型中保持绳网质量和初始发射能量一致,对评价指标的分析结果表明,在六点牵拉模式下,飞网系统飞行性能指标和力学性能指标有明显提高,但能量利用率和系统可靠性小幅下降。     

高空长航时太阳能飞机研究进展与技术挑战

高空长航时太阳能飞机是当前的前沿热点方向,可实现月量级的长期驻空,并形成“时间持久+区域保持”的新型应用能力。系统总结了高空长航时太阳能飞机三阶段发展历程,包括初期探索阶段、快速发展阶段、实用能力验证与应用示范阶段,重点阐述国外典型发展计划,深入分析气动布局设计、储能电池、高空推进、大尺度结构、飞行控制等面临的主要技术挑战,并提出重点攻关方向建议,为高空长航时太阳能飞机创新发展提供参考。     

飞艇浮升力随高度变化规律的研究

针对软式飞艇,在确定压力高度和囊体体积的条件下,对其所受的浮升力随高度变化规律进行了理论分析和仿真计算,给出了飞艇囊体体积设计、压力高度的确定与总浮升力和静浮升力各参数之间的数值变化关系,为飞艇的总体设计提供了理论基础。     

空气深度预冷组合循环发动机吸气式模态建模及性能分析

针对空气深度预冷组合循环发动机——协同吸气式火箭发动机(Synergistic Air-Breathing Rocket Engine,SABRE),采用部件法对其进行建模,匹配计算得到吸气式模态下飞行走廊内其性能参数变化规律,并研究其高度速度特性。计算模型可信度较高,推力误差小于6%,能够较为准确地模拟SABRE吸气式模态的性能参数。结果表明:SABRE兼具火箭发动机大推力和航空发动机高比冲的特点,吸气式模态下比冲介于21 300~27 380 m/s,随着高度速度的增大,其推力比冲先增大后减小;SABRE利用预冷器将入口空气温度降低,可使其空域速域拓宽至25 km、5Ma,满足高超声速飞行的动力需求;发动机速度下限由压气机最大流量决定,速度上限则由氦气回路减压器工作限制条件决定。     

大圆航线导航与控制律设计

随着无人机(UAV)应用范围的扩大,要求无人机能精确跟踪预定航线.预定的飞行任务可以有两种规划方式,一是近似在当地切平面上的直线或曲线;二是飞行距离较长时在地球表面的大圆航线.第二种规划相对复杂,研究较少,因此,介绍了某型无人机的动力学模型,提出了一种全新的大圆航线导航解算算法,设计了大圆导航控制律,此外,还分析了常值风及突风干扰对导航的影响.经计算机仿真验证和部分的实际飞行试验结果表明:与预定航线的距离偏差较小,航迹精度较高,新算法及设计较好地满足了实际大圆航线飞行要求.     

某型飞机采用DCCIP方式投放炸弹的精度分析

分析了影响DCCIP攻击方式轰炸精度的各种误差源,针对某型飞机平显火控系统的不同组合方式,建立了相应的精度分析数学模型,采用定型试飞数据,仿真计算了各种组合方式下的水平DCCIP轰炸精度.仿真计算结果与定型靶试数据吻合,在某型飞机平显火控系统的靶试的定型中得到了实际应用.     

Experimental study on explosion dispersion process of a multi-layer composite charge under different initiation modes

The influence of initiation modes on the explosive dispersion process of the multi-layer composite charge (MCC) was studied. Overpressure sensors and high-speed photography system were used to investigate the energy release process of an MCC with a specific structure. The shock wave pressure and explosive dispersion characteristics of the MCC under different initiation modes were compared. The forming and expanding process of the shock wave of the composite charge under different initiation modes was determined. The separation position of the shock wave and fireball interface was determined. The calculation formulas of the shock radius and overpressure of the composite charge are presented. The radius of the shock wave of the composite charge was significantly affected by the initiation mode. Moreover, the development process of the composite explosive fireball under different initiation modes was analyzed, the variation rules of the composite charge dispersion radius and fireball dispersion velocity with time were obtained under the different initiation modes, the explosion energy release rate of composite charge under simultaneous initiation modes was the highest, and the peak overpressure under the simultaneous initiation mode was 1.61 times that of central single-point initiation.     

喷注方式对双模态冲压发动机燃烧稳定性的影响

在模拟飞行马赫数Ma=4的直连式试验设备基础上,采用固定几何双模态冲压发动机燃烧室构型,使用液体煤油作为燃料,并用火炬式点火器点火,研究不同喷注方式下的火焰稳定性。试验研究表明:在加热器来流总温、总压较低的条件下,火焰稳定较难实现;煤油喷注方式对双模态冲压发动机燃烧室内燃烧稳定性影响很大。     

新型飞行模拟器六自由运动系统结构研究

新型大负载飞行模拟器六自由度运动系统是根据大型飞机飞行模拟器的特点,结合传统Stewart六自由度运动系统结构,提出的一种由气动单元提供支撑力、驱动单元提供驱动力的新型六自由度运动系统。它能在有效地提高运动系统承载能力的同时降低驱动单元的负载,使系统安全性得到了大幅度提高,为满足大型飞机飞行模拟器六自由运动系统要求提供了一条新的技术实现途径。在ADAMS平台上建立新型电动六自由度运动系统虚拟样机,结合飞行模拟器系统要求,通过对系统进行动态仿真、自由度分析、结构运动学和动力学分析。得到各驱动单元、气支撑单元以及各铰链在不同运动状态下的驱动力、行程范围、运动速度等特性曲线,为整个运动系统的设计与制造提供依据。     

基于ADC模型的某雷达干扰系统效能分析

某雷达干扰系统在执行任务中存在两种工作模式.针对不同的工作模式,在ADC模型的基础上分别建立了贴近实战的效能分析模型.在主要工作模式中,考虑了战场环境中电子干扰因素对效能的影响,引入了系统抗干扰系数;在辅助工作模式中,还考虑了系统协同好坏对效能的影响,引入了系统协同系数.最后通过实例及相应的仿真,分析了两种系数对效能的影响.