高超声速乘波飞行器三维流场的并行数值模拟

针对高超声速乘波飞行器三维绕流流场,在基于LINUX+MPI系统的分布式并行计算平台上,并行求解了三维雷诺平均的N-S方程。并行数值方法采用的是有限体积方法(FVM)、OC-TVD差分格式、B-L代数湍流模型及流场分区的并行方法。计算结果表明,所采用的并行数值模拟方法能够求解包含强激波的流场,激波穿越区域边界时无断层、错位等通量不守恒的现象。并行计算效率高,8个处理机计算时的并行加速比达到了6 8。     

基于邻域最优控制理论的中制导弹道簇生成

针对临近空间高超声速目标飞行速度快,跟踪预测难的特点,提出了在中制导阶段进行最优弹道设计与弹道簇生成用于对目标预测命中区域进行有效覆盖的方法。首先,通过分析临近空间高超声速目标对现有防空体系带来的挑战,阐明了在中制导段进行弹道簇设计与生成的必要性,其次,将中制导段的弹道规划问题视为求解满足多种约束条件下的最优控制问题,应用最优化理论方法得到了基准的最优弹道,再次,应用邻域最优控制理论,针对终端约束条件进行调整,设计了邻域最优弹道簇的生成算法。最后,通过仿真验证了所提方法的有效性。     

基于空间谱估计的弹机分离检测研究

空空雷达主动制导导弹正成为各军事大国优先发展的空战武器,针对该类型导弹,分析了其典型的特征参数,以雷达-电子战一体化概念为牵引,提出了采用机载相控阵雷达信号处理技术进行弹机分离检测的思想。仿真结果表明,该方法具有较好的检测性能,为后续的干扰措施提供了有力的支撑。     

高超声速滑翔飞行器气动性能的数值模拟研究

由于具有高的升阻比,乘波构型被认为是高超声速滑翔飞行器的重点参考外形.考虑到高超声速条件下严重的气动加热问题,乘波构型的尖锐前缘需要进行钝化处理,其表面流动特征及气动性能也随之发生变化.基于参考弹道,本文分析了高超声速滑翔飞行器沿飞行轨迹的表面流场特征,并对其在典型飞行工况下的气动性能开展了数值模拟研究.结果表明:对于采用乘波布局设计的高超声速滑翔飞行器,其驻点流动存在三维效应,不能简单视为球头或圆柱绕流;钝化可以缓和严峻的受热形势,同时对其气动力性能造成影响:在2cm钝化半径条件下,其升阻比下降12.34％;高超声速滑翔飞行器的表面受热存在明显的分区特征,不同区域可采用不同的防热处理方法.     

高超声速滑翔飞行器倾斜转弯分析及控制系统设计

倾斜转弯技术是高超声速滑翔飞行器控制的一个重要发展方向.针对高超声速滑翔飞行器倾斜转弯技术开展研究.以平衡滑翔弹道为参考弹道,分析了转弯半径、下降高度、倾侧角等参数之间的关系,提出在设计高超声速滑翔飞行器制导控制指令时,应综合考虑不同高度速度下的控制能力约束.根据奇异摄动理论将动力学系统的受控状态变量分为快变量和慢变量两部分,运用轨迹线性化方法设计了控制系统.仿真结果表明,设计的控制器具有良好的控制性能,但随着高度的增加,控制指令应结合实际控制能力,以完成对飞行器的姿态控制.     

飞机机翼结构损伤仿真研究

飞机结构的战伤模式及战伤程度预测对于制定战场抢修预案及改进战斗生存力设计具有重要意义。采用计算机模拟仿真技术定量分析了飞机机翼结构遭受射弹攻击后的损伤情况。通过损伤仿真讨论了3类情形,一是机翼结构受到简单的侵彻后的冲击效应;二是高速射弹攻击带有翼盒的机翼,而产生流体动力冲压效应;三是在射弹冲击模型中增加爆炸条件,研究射弹以任意角度冲击不同的位置产生的耦合效应。基于AN SY S/LS-DYNA仿真,给出了机翼结构损伤的结果,结论为战伤飞机战场抢修的快速评估提供了科学依据,也为飞机平时修理提供了参考。     

考虑降雨影响的飞机生存力模型与仿真分析

为研究更符合实际战场环境的飞机作战生存力,以降雨这一自然环境为典型,建立了雨杂波干扰下雷达对飞机的探测概率模型以及飞机生存力模型。认为飞机的RCS是Swerling起伏目标,通过确定综合信干比和最小可检测信噪比,采用蒙特卡罗法,利用MATLAB仿真了在雨杂波干扰和杂波抑制综合作用下飞机的生存力与距离的关系,并重点讨论了雷达波长和降雨状况对飞机生存力的影响。结论认为:在S波段内,降雨使飞机的生存力有一定程度的提高,且随着降雨量的增大和敌方雷达波长的减小,飞机生存力的提高更为明显;考虑降雨状况的影响,对于飞机生存力的研究是具有一定实际意义的。     

带控制舵机动弹头粘性绕流数值模拟

采用空间二阶精度的交替方向隐式分解的NND格式求解完全气体假定下的非定常薄层近似Navier Stokes方程 ,并采用抛物化的椭圆型方程生成复杂带翼外形的空间网格。最后给出带控制舵机动弹头在M∞ =7 3,α =2 0°下所计算的流场等值线、表面压强分布及表面极限流线     

概率分布模型的飞机战备完好率评估与预测

飞机战备完好率是军用飞机战斗力的重要体现.在分析目前部队常用的飞机战备完好率算法缺陷的基础上,建立了基于概率分布的飞机战备完好率计算模型,该模型体现了飞机任务可靠性、维修性与战备完好性之间的关系.以某型飞机为例,通过分析飞机任务可靠度,利用飞机可靠性、维修性、保障性及作战训练任务的历史统计数据,依据概率分布模型对飞机的...     

弹道导弹打击航空母舰末制导有效区的确定与评估

在地地弹道式导弹与航空母舰攻防对抗中,需要研究航母是否在导弹进攻的有效区内。针对具有末制导的弹道式导弹具有再入机动变轨特性,建立了导弹再入机动飞行模型,提出了导弹在不同的再入条件下,对其飞行弹道及机动能力进行仿真计算的方法,通过仿真确定出了导弹打击航空母舰的有效区域。在此基础上,探讨了导弹在以不同的再入姿态、不同的再入飞行高度实施末制导时,导弹落点的有效区域、边界外形及有效区的变化范围。从所得结果来看,所建模型及仿真方法正确可行,在一定程度上解决了弹道导弹打击航空母舰战斗群作战保障急需解决的一些问题。