未来高能武器 ——电磁轨道炮

电影《变形金刚Ⅱ》有这样一个场景:正当埃及金字塔就要被巨无霸大力神刨开的危急时刻,美军启用了“绝密武器”,也就是海军驱逐舰上的电磁轨道炮,隔着好几百千米,精准地打倒了这个外星入侵者. 如今,这个科幻电影里的镜头变成了现实. 2010年底,美国海军成功试射了电磁轨道炮.这种电磁轨道炮的炮弹速度达5倍音速,射程远达110海里(200千米).美国海军研究部宜称:“这次试射成功,对于海上运用这种先进武器又往前迈进一步.” 电磁轨道炮,顾名思义不再利用火药,而是采用电磁力来发射炮弹.在强大的电流推动下,电磁轨道炮发射的炮弹比传统火炮速度快得多.炮弹出膛速度达到7～8倍音速,射程有400 ～ 500千米.空气阻力会逐渐降低炮弹的速度,但到达目标时仍有5倍的音速.而一般的子弹和炮弹的出膛速度连3倍音速都不到.面对5倍音速的炮弹,钢铁就像豆腐,而炮弹里根本不用装炸药,光靠动能就有足够的破坏力.     

千锤百炼出“深山” 跨出实验室大门的电磁轨道炮

电影《变形金刚2》中演绎了这样一个情节：面对危机,美军最终从战舰上发射了一件神秘兵器——超高速炮弹,对金字塔顶的“大力神”予以毁灭性打击。该“神兵”就是新概念动能武器——电磁轨道炮。艺术来源于生活。3月1日,一条被众多媒体纷纷转载的重磅新闻与视频令所有的军迷朋友瞠目结舌,啧啧不止：第一部由美国军工企业制造的电磁轨道炮原型试射成功,标志着曾经被视为“天方夜谭”的动能武器已走出实验室,向军事应用领域迈出了第一步。     

静止条件下多种轨道-电枢形状的轨道炮电流分布仿真

针对等轨道截面、等炮口截面、等长度、等材料和等电流8种典型的轨道-电枢结构,在电枢速度为0 m／s的情况下,采用Ansoftl 2有限元分析软件,仿真分析电流分布特征,得到：矩形截面轨道一长方体结构电枢的轨道炮有最不均匀的电流分布特征,电流主要分布在轨道外表面和电枢后部凹表面,并且分别对应于趋肤效应和电流短路径聚集现象,跑道形截面的轨道一回转体结构电枢的轨道炮有最均匀的电流密度分布．     

IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测

快速准确的导弹轨道预测是有效进行导弹防御的前提。提出一种基于IMM-EKF的弹道导弹轨道实时动态预测方法,对导弹发射点和落点分别进行动态预测研究。首先,构建不包含导弹先验信息的IMM-EKF弹道估计器;其次,定义一种模型概率累积因子,用于估计导弹的关机时刻及相应的运动状态;最后,基于导弹运动状态的实时估计,动态预测落点和发射点。仿真实验结果表明:该方法能实时动态预测导弹发射点和落点;发射点预测应利用主动段状态估计,而落点预测则在导弹自由段早期进行为宜。     

基于电磁涡旋的雷达目标成像

作为信息载体的电磁波除了传统的携带信息方式外,近年来其波前以电磁涡旋形式展现的信息调制能力也越来越受到关注。本文综述了电磁涡旋在信息调制等方面的研究进展,阐述了其在雷达信息获取方面的潜在应用价值。针对圆形相控阵列,建立了电磁涡旋波照射下理想点散射目标的回波模型。将各阵元的接收信号按照与发射时相同的模式移相后,沿圆周积分即可获得雷达阵列的输出回波。该回波可表示为经平方Bessel函数调幅后的傅里叶基函数的线性组合。结合Bessel函数的频谱特性,分析了轨道角动量态与方位角变量之间的近似对偶关系,利用逆投影和滤波-傅里叶变换方法进行了成像处理。仿真实验表明,电磁涡旋对雷达目标具有方位向成像的潜力。本文的研究可为新体制的雷达设计、目标识别技术的发展提供参考和借鉴。     

弹道导弹中段拦截产生的空间碎片影响分析

针对弹道导弹中段拦截产生的空间碎片可能对在轨航天器的影响进行了分析,弹道导弹中段拦截产生的空间碎片的质量、速度和运行时间都很有限,本质上为亚轨道残骸,不会对在轨航天器造成重大影响,对在轨航天器的威胁主要来自流星和以往空间任务产生的轨道残骸.     

基于TOPSIS的同步轨道通信卫星综合能力评估

同步轨道通信卫星具有诸多优势,现有的通信卫星星座大多由多颗此类卫星组成。星座中的每颗卫星对特定作战区域的影响不尽相同,提出了采用逼近理想点法对同步轨道通信卫星综合能力进行了评估,为了解星座中各颗卫星的相对重要性提供了依据。首先,介绍了评估过程,根据同步轨道通信卫星特点提出了评估指标体系;其次,重点介绍了逼近理想点法运用的模型;最后通过仿真实例,证明这种评估方法运用于同步轨道通信卫星综合能力评估可行。     

美国海军电磁轨道炮研发计划评析

美国海军电磁轨道炮从论证到缩比样机研制已走过了11年的发展历程,其研制进展无论是所达到的指标还是在关键技术的突破方面均走在了美国三军的前列,取得引人瞩目的成绩。美国海军在对舰载电磁炮的需求定位上给予了明确而充分的论证分析,制定了切实可行的发展路线图,并在研发的管理中引入竞争和评价机制,在关键部件的研制上,采取由两个研发团队同时开展竞争的机制,从而把研制风险降低到最小。然而,美海军电磁轨道炮的研发也并非一帆风顺,在装舰对象、炮口动能指标和研发经费等方面都还存在一些变数,认真分析美海军电磁轨道炮在研发过程中的经验,预测其下一步发展趋势,具有一定的参考价值。     

无人机混合PID/H∞鲁棒着陆控制器

无人机在进场着陆过程中模型参数发生摄动,存在低空大气扰动和外界不确定性干扰等因素.基于无人机自动着陆性能要求,内环利用线性矩阵不等式凸优化方法,将鲁棒H∞控制转化为标准H∞控制处理,外环采用PID控制航迹,实现系统着陆轨迹的精确控制,有效抑制风干扰及外界不确定性干扰.所设计的控制律在顺风着陆和逆风着陆下分别进行仿真验证...     

奇摄动椭圆方程边值问题的边界元法及一致敛速估计

利用边界元方法,讨论了三维奇摄动椭圆方程边值问题,得到了关于ε的一致的误差的最优估计。