固体火箭应急发射任务规划及发射流程研究

利用贮存值班的固体运载火箭,可以在24 h内将卫星送入目标轨道。针对灾害监测、热点冲突监视、区域信息增强、空间系统补网重构等典型突发事件,基于贮存的固体火箭应急发射任务模式,研究了基于综合成本评估的贮存管理机制、应急发射任务规划内容和方法,制定了基于贮存状态的应急发射流程,设计了自动化快速评估系统,为快速响应固体运载火箭应急发射提供参考。     

高斯伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用

为实现对可变推力固体火箭发动机推进剂的充分利用,以近程导弹拦截目标为特定研究场景,在推进剂质量给定的情况下采用Gauss伪谱法进行弹道优化设计。该方法采用变推力控制,选用固体火箭发动机实现推力可调,由比例导引给出制导指令,研究Gauss伪谱法在变推力导弹弹道优化中的应用方法,最终得到目标函数及约束条件下的比例导引变推力优化方案。仿真结果表明了高斯伪谱法应用于可变推力导弹弹道优化设计的有效性,同时与传统发动机方案下的弹道进行对比,表明了变推力控制在导弹弹道性能上的优越性。     

动能拦截器姿控固体小火箭点火算法设计

使用固体姿控小火箭是实现动能拦截器快响应和高精度姿态控制的最佳方案之一。针对一种新型动能拦截器姿控小火箭布局,提出了点火组合混合搜索算法。描述了动能拦截器姿控小火箭的配置方案,分析了弹体自旋需求。设计了一种结合目标排序法和区间搜索法的点火组合混合搜索算法:当可用小火箭个数较少时,采用目标排序法;当可用小火箭个数较多时,采用区间搜索法。指令力矩近似仿真结果及姿态控制数值仿真结果表明:该算法能够有效地近似指令力矩,实现快速高精度的姿态跟踪。     

变推力固体火箭发动机战术导弹弹道优化研究

在给定发射初始条件、目标逃逸方式及控制律条件下进行了导弹性能仿真,给出了采用变推力固体火箭发动机的战术导弹最大发射弹目距离和变推力固体火箭发动机二级推力所对应的关系,形成了仿真条件下的变推力发动机控制律,丰富了采用变推力发动机的导弹制导律设计维数,并分析了发动机二级推力调节对弹道设计的影响,对采用变推力固体火箭发动机的导弹弹道优化设计具有一定的指导意义。     

大型捆绑助推器总体/动力/轨道一体化设计与优化

在综合考虑固体火箭发动机设计、轨道设计和总体特性相互作用、相互影响的情况下,建立了捆绑助推器总体/动力/轨道一体化设计优化模型和系统分析模型,并应用遗传算法完成了某大型捆绑助推器6个设计参数的优选。结果表明:本文方法优化设计效果明显,优化所得助推器质量比原方案减轻了17.7%。     

外大气层动能拦截器仿真平台设计和实现

针对外大气层固体或液体动能拦截器,使用VC++6.0开发了仿真平台。仿真模型的参数可以通过文件形式保存和读取。仿真平台能够动态演示飞行弹道和飞行参数;能够对拦截结果进行脱靶量评估、初始条件评估、轨道修正能力评估和能量消耗评估;能够进行3种综合测试;能够对关键设计参数进行寻优计算;能够封装为动能拦截器仿真模块与运载器仿真模块整合。介绍了平台的设计、实现、关键技术和应用情况。     

亚轨道飞行器试验运载火箭的射程控制

运载火箭试验靶场就是用于火箭发射试验的专门场区,包括陆域、海域、空域等。靶场安全问题比较复杂、涉及范围广,火箭进入外层空间前不允许穿越外国领域或必须保证距国境线有一定的安全距离,其残骸落区不允许在外国领域。在我国,受到国土范围限制,又要实现洲际运载火箭全程飞行试验的要求,实际中通常采取"高弹道"、"低弹道"等特殊弹道的飞行试验来代替全程飞行试验的策略。通过对两类特殊亚轨道飞行器的飞行试验火箭的弹道特点描述,开展射程控制分析,研究基于我国国境进行亚轨道飞行试验的靶场安全控制方法。射程控制,对于低弹道可以采用控制俯仰程序角速度方法,而对于高弹道可以采用控制俯仰程序角方法。     

基于Gauss伪谱法的火箭空间投送轨道设计

利用火箭将打击载荷或二次平台投送到空间,从太空发起进攻成为未来战争的一种重要作战方式。对于该作战方式,火箭投送轨道优化设计问题异常关键。应用Gauss伪谱法建立了快速投送轨道的优化模型,给出了轨迹快速优化策略并进行了仿真计算。结果表明该方法用于火箭快速投送轨道优化问题具有很大的优势。     

基于运载能力评估的固体运载火箭推力向量控制方案比较

从对运载能力影响角度开展固体运载火箭发动机推力向量控制系统比较分析研究。设计了三种采用不同发动机推力向量控制系统的多级固体运载火箭方案,将增广乘子法与共轭方向法相结合,对固体运载火箭上升段弹道进行了优化设计,给出运载能力评估结果。研究表明,起飞质量均为50 000kg,目标轨道均为300km太阳同步轨道时,采用栅格舵和侧喷流作为推力向量控制系统方案,比采用燃气舵和侧喷流作为推力向量控制系统方案,运载能力提高70kg,比各级固体发动机全部采用摆动喷管控制方案,运载能力提高115kg,为固体运载火箭总体方案论证提供理论依据。     

多次点火固体火箭发动机在面空导弹上的应用研究

论述了多次点火固体火箭发动机的多次点火的最佳控制,具体研究了两次点火固体火箭发动机的参数对飞行性能的影响,对两次点火固体火箭发动机结合弹道同时最佳化问题给出了仿真结果.     

近空间飞行器固体火箭助推器/助推弹道总体设计优化

研究一种近空间飞行器的固体火箭助推器/助推弹道总体优化问题.在选定喷管构型、推进剂、壳体材料、绝热层材料及药柱结构的前提下,建立包含热力学分析与计算、质量分析与计算、气动力分析与计算和弹道设计与计算的系统分析模型,采用一种基于可行性规则与结合模拟退火的混合粒子群优化算法求解最优解.优化结果表明建立的系统分析模型和采用的...     

直接力/气动力复合作用动能拦截弹姿态控制方法

针对直接力/气动力复合作用动能拦截弹的姿态控制问题,建立了拦截弹俯仰-偏航通道短周期运动模型;利用线性二次型最优跟踪控制理论结合姿控固体小火箭点火逻辑设计了复合控制系统,通过分析非线性容限得出了该系统对直接力偏差具有强鲁棒性的结论;姿控回路仿真表明系统具有快速响应特性及良好的跟踪性能,考虑侧喷干扰效应等实际条件的六自由度弹道仿真表明所设计的控制系统能够满足拦截末段直接碰撞要求。     

STK飞行任务仿真及其在空地链路分析中的应用

飞行仿真是飞行航路设计,飞行任务规划以及飞行训练等项目中非常重要的一项任务。介绍了在STK(Satellite Tool Kit)的三维显示环境下,利用STK提供的专业化模块STK/AMM(Aircraft Mission Modeler)进行航空器飞行任务仿真的方法,详细阐述了利用该模块进行飞行任务规划和飞行路径设计的过程。同时结合STK的数据分析功能完成航空器在飞行过程中与地面台站的通信链路的可用性分析。给出的仿真方法较以往的仿真方法简单,设计过程更加灵活,可以快速地实现飞行任务仿真设计和空地通信链路的可用性分析。     

临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

远程制导迫弹滑翔增程弹道方案研究

以满足迫击炮的远程化打击为研究背景,本文提出了以火箭助推+滑翔增程的远程制导迫弹弹道方案,建立了弹道方程组模型,在此基础上对滑翔增程弹道进行研究.理论分析及数字仿真表明,滑翔增程能力主要取决于弹体的升阻比以及最大弹道高.通过提高弹体升阻比和优化最大弹道高设计,远程制导迫弹能够实现较强的弹道增程,满足远程化打击作战需求.     

基于空间发射的远程交会路径规划

研究了空间平台发射追踪器的相关技术和组合机动路径规划策略。首先对空间发射方式、发射窗口和发射初始姿态需求进行了系统分析,选择了合理的发射方式,提出了发射方案设计策略。针对空间平台发射追踪器实现与目标远程交会的组合机动问题,进行了基于投放发射的空间交会任务分析。建立了非线性多冲量推进最优变轨数学模型,以及基于空间发射的多约束多参数组合机动路径规划模型。设计了遗传算法+序列二次规划串行混合求解策略进行求解,并对发射方案和参数选择的必要性进行了仿真分析。仿真结果表明,本方法能够有效实现基于空间发射的远程交会任务设计及组合机动路径规划。研究结果为空间发射任务和组合机动路径规划提供了有价值的参考。     

航天器模块发射搭载适配器设计及力学分析

随着航天技术的发展,模块化航天器的设计应用已经成为研究热点,快速、有效运载不同功能模块进入太空将成为亟待解决的问题。设计了搭载适配器结构,利用火箭发射卫星时的剩余空间,实现模块的快速搭载发射。分析了搭载适配器的应用模式,利用Pro/E软件设计了搭载适配器的机械结构,并利用ANSYS软件对结构进行了有限元分析。     

基于典型弹道的反导导弹制导方式分析

针对典型的导弹弹道仿真,通过对反导导弹的几种备选制导律进行了参数调试和数字仿真,设计了初、中制导方案,通过数字仿真给出了弹道规划,明确了允许的发射条件。同时,分析了各方案主要的制导信息误差及其影响,针对高斯噪声误差模型提出了制导信息误差指标。最终确定了较优制导方案。该方案经数字仿真验证具有较优的攻击区性能,攻击区较大、发射条件约束较为宽松,以当前的技术水平有望实现。     

微小型固体火箭发动机点火特性试验

设计了一种适用于某微小型固体火箭发动机的点火器 ,对某微小型固体火箭发动机的点火特性进行了大量试验研究 ,引入了初始点火压强的概念 ,找出了影响点火延迟时间散布的主要规律 ,确定了能满足微小型固体火箭发动机点火性能的点火方案     

近地一次环月两次交会的载人登月任务规划

针对近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行阶段多、周期长、约束复杂,导致各阶段飞行窗口与轨道衔接匹配复杂的难题,提出分层分解、正逆向结合的全任务标称飞行窗口与轨道衔接设计策略。介绍近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行模式特点和应用前景,假定任务基本需求与工程约束,仿真验证所提方法的有效性,可以快速规划出近地一次环月两次交会的载人登月任务飞行轨道与窗口。