基于Simulink的无动力自导深弹导引弹道仿真研究

为了深入分析无动力自导深弹的攻潜能力,针对无动力自导深弹水下导引弹道问题,依据其微分方程模型,利用Matlab/Simulink建立了其导引弹道的仿真模型,并采用蒙特卡洛法在各种假设条件下进行了仿真,仿真结果给出了其水下机动范围和速度的特性,分析了其自导作用距离、自导作用扇面以及目标运动深度与运动速度对其命中概率的影响,改进了以往对命中问题"发现即命中"的判断原则,为其参数设计和作战使用提供了参考和建议.     

水面舰艇规避尾流自导鱼雷模型

对潜射尾流自导鱼雷的防御是水面舰艇面临的最大难题之一。首先,概括了尾流自导鱼雷的制导原理,分析了一种广被提及的规避方法——交叉航迹规避所存在的不足。其次,从尾流自导鱼雷的弹道控制特点出发,提出了一种向雷转向规避、诱雷逆向追踪的机动方法,并通过对典型态势的分析建立了数学模型。最后,进行了仿真计算,分析并比较了不同规避机动方法的应用条件。结果证实:在给定的鱼雷报警范围内,向雷转向规避的对抗效果明显优于交叉航迹方法。     

高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法

为进一步提高高超声速飞行器的突防性能,提出高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化方法。考虑飞行器180°×360°方向的雷达散射截面,针对原数据尖峰多、收敛难的难题,运用高斯滤波法对其进行预处理,既不改变原数据趋势又加以平滑,提高优化问题收敛性能。为使计算所用雷达散射截面数据具备较强的保真性,采用三次样条插值方法调用离散数据计算实时雷达散射截面。完成了高超声速飞行器低可探测性滑翔弹道优化问题的建模,以探测概率为目标函数,运用hp自适应Radau伪谱法优化求解,采用逐步计算策略进一步提高优化效率和收敛性能。与传统最短飞行时间弹道对比表明,该方法有效降低了飞行器被雷达发现的概率。     

虚拟战场环境中火炮外弹道可视化研究

在某合成战术对抗仿真训练系统中,为提高训练的沉浸感和打击仿真结果的可信度,需要对火炮弹丸的外弹道进行可视化建模与仿真。采用空气动力学简化方程对弹丸飞行轨迹进行数学建模,并用显示欧拉法求解弹丸在虚拟战场环境中的位置;然后对弹丸从发射、飞行到弹目交汇爆炸的全过程产生的视效、声效进行了可视化的设计;基于UNITY 3D仿真引擎对火炮弹丸的外弹道进行了渲染实现,并将算法模型封装为动态库,便于将来的复用。经部队试用验证取得了较好的训练效果。     

一种连续修正速度方向的导引方法

考虑制导炮弹由身管武器发射,其飞行控制能力和导引信息量有限,基于预测落点位置偏差量来修正速度方向并在控制时间内连续分配导引指令的思想,提出了一种新的三维末制导方法。根据非线性弹道方程组的级数解预测弹丸落点位置,得到落点与目标的偏差,并提出了两种通过此偏差解算当前速度方向修正量的方法。取剩余飞行时间为修正时间,通过将速度方向修正量分配到整个剩余导引段建立了加速度修正公式,以减小导引指令饱和的可能性。通过连续地预测落点和分配加速度指令来实时地导引飞行。仿真结果表明：该导引方法简单可行,精度高,对控制能力要求较低,且具备较好的制导效果和毁伤效果,为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

WRF模拟太原地区气象场特征及对弹丸的影响

在用WRF模拟太原地区2014年3月19号天气状况的基础上,得出该地区气象场特征,检验WRF模式在复杂地形下的模拟预报能力,并讨论了模拟的气象场对弹丸飞行造成的可能影响。结果表明:WRF模拟的气象场与真实大气比较接近;在该气象场背景下,射程为90 km的某弹丸由纵风引起射程误差较大,约为1 293.85 m,由横风在落点产生的横向偏差为304.85 m,由温度引起的射程偏差很小约为12.93 m。可见,实际大气对弹丸射击精度的影响是可观的,用WRF模拟的流场计算气象因素对弹丸射击精度的影响是有意义的。     

基于混合遗传算法的拦截弹道优化方法

传统的遗传算法中,交叉和变异样本的选择直接影响算法的收敛.通常根据工程实际需求调整交叉和变异样本的选择概率来提高遗传算法运行的有效性和防止早熟现象的发生.将传统的单纯形搜索算法与遗传算法相结合,提出了一种混合遗传算法,并在算法中增加了加速循环操作,提高遗传算法在求解优化问题特别是工程应用中的有效性,以便优化拦截弹道.数学仿真结果表明该方法能够有效地解决迎面拦截弹道问题.     

利用弹道方程计算悬浮弹射击诸元

给出了悬浮弹非标准条件下的弹道方程组,以及弹道条件、气象条件、地形条件非标准时的有关参数的修正计朔椒?建立了一种简单快速求取射击诸元的数学模型并进行了模拟计算.经模拟计算表明:在初始射角赋予非常简单的条件下,只用两条弹道,再通过一次插值,即可逼近目标.此模型和方法可应用于该武器系统的C3I系统中.     

压制火控系统中有关最大射程角的应用探讨

通过对实际应用中,压制火控系统射击诸元中有关最大射程角的具体使用进行了分析,提出了在地面压制武器系统外弹道中距离-射角函数可能出现多个极点的观点,并给出了最大射程角具体计算方法,在火控系统的工程实践中提高了武器系统的性能。     

一种防空指令修正弹控制模式研究

针对防空指令修正弹的方案设计问题,探讨了一种通过选择弹丸在有控段某点停止控制而恰能完成修正指标的外弹道控制模式,推导了有控弹丸平均侧向速度和剩余飞行时间的估算公式,给出了最佳停控点的确定判据.对上述控制模式进行了仿真计算,得到不同修正条件下的侧偏修正量及攻角曲线.仿真结果表明,该控制模式具有较高的控制精度,侧偏修正最大误差不超过±2.5%,且在该模式下弹丸也可保持飞行稳定.该研究结果可用于指导防空指令修正弹的方案设计.