星际探测太阳帆行星和太阳借力轨道全局优化

以太阳帆在20年内飞行至距离太阳200 AU以远进行星际探测为目标,研究太阳帆通过行星借力和太阳借力的轨道全局优化问题。建立太阳帆时间最优转移轨道数学模型,分析行星借力和太阳借力的约束条件,并用这些约束条件构造目标函数,从而将轨道优化的四点边值问题转化为求解无约束条件下的多变量优化问题。通过选取合理的约束权重,采用遗传算法获得大范围的粗略解,代入到序列二次规划算法中获得高精度解。仿真结果表明,虽然太阳帆通过太阳借力已获得相当大的加速度,但加上木星借力仍然可以节省相当多的飞行时间。提出的轨道优化思路,可以为太阳系逃逸任务轨道初步设计提供参考。     

级间设计人机联合探月方案

利用登月飞行器的级间组合设计方法对载人登月飞行器的构造进行设计,在级间方案的论证中分析了不同组装模式对运载火箭能力的需求,建立了航天员和机器人联合探测的载人登月方案。级间组合方法可为应转移飞行器和登月飞行器设计提供另一种思路,根据飞行器级间的不同组合方式对登月飞行器的质量规模进行了初步估算,并对比了不同飞行方案对运载火箭能力的需求,研究可为我国首次载人登月任务方案提供参考。     

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。     

远程巡航诱饵掩护作战效果建模研究

针对远程巡航诱饵掩护潜艇突破封锁作战中的掩护效果计算问题展开了研究。建立了衡量远程巡航诱饵掩护潜艇突破封锁效果的指标体系及各指标的量化计算数学模型,并结合具体案例对远程巡航诱饵掩护潜艇突破封锁作战的效果进行综合计算分析。结果表明,在远程巡航诱饵的掩护支援下,潜艇突破封锁的概率得到了明显的提高。     

评估飞控系统的风洞虚拟飞行试验系统与关键技术

为向开展具体的风洞虚拟飞行试验技术提供引导,针对应用于飞控系统评估的风洞虚拟飞行试验系统及关键技术进行了分析。基于传统意义上的飞控系统评估方法的不足,分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估的优势;按飞控系统常用的姿态控制回路及制导控制回路的组成形式,介绍风洞虚拟飞行试验系统方案与工作原理,详细分析它与半实物仿真系统的差异;分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估需解决的关键技术问题,包括风洞虚拟飞行试验评估方法、飞行器模型设计技术、飞控系统改进技术及模型支撑技术。     

基于飞行仿真的近地告警包线计算

TSO-C151b标准中近地告警包线为通用模型设计,未结合飞机的自身特性。为精确给出飞机过大下降速率告警包线,通过结合飞机自身气动特性和操纵特性,分析告警机理,建立飞机六自由度仿真程序。依据飞机发动机数据、气动力数据、质量特性数据等,建立仿真模型及操作程序,实时模拟飞机各舵面的操作响应过程,以及飞机的运动姿态和飞行轨迹,计算飞机在不同下降速率时拉起的损失高度,设计近地告警包线。实际试飞数据验证了模型设计合理,计算结果准确。同时,将仿真计算得出的告警包线与TSO-C151b对比,给出适用于飞机的近地告警包线使用建议,保证飞机飞行安全。     

基于脉冲控制的末修弹飞行稳定性研究

脉冲力的瞬间作用会引起攻角和侧滑角的急剧变化,对末修弹飞行稳定性产生较大的影响.以线性化运动微分方程组为数学解析手段,对末修弹脉冲作用稳定性进行深入分析研究.数值仿真表明,采用小扰动法分析弹丸脉冲控制弹丸飞行稳定性是可行的.     

台风浪过程对空中飞行器生存能力的影响分析

为了分析台风浪对飞行器生存能力的影响,以CCMP风场驱动WW3海浪模式,对发生在2008年9月的台风"黑格比"所致的台风浪进行数值模拟,并就台风浪对导弹等飞行器击水概率的影响进行计算分析。研究发现:以CCMP风场作为WW3模式的驱动场,对发生在中国海的台风浪进行数值模拟是可行的,模拟的海浪数据接近海浪浮标观测数据;击水概率大值区主要分布于台风的大浪区,当飞行器的飞行高度为12m时,击水概率基本在15%以上,近台风中心更是高达26%～30%,台风大浪区的外围的击水概率则基本都在10%以下;当导弹飞行高度为15m时,击水概率基本只有12m时的一半;无论飞行高度为12m还是15m,击水概率的大值区均集中分布于该台风行进方向的右半圆。击水概率的高值中心并不位于台风中心,这应该是由于台风中心存在一低风速的台风眼造成的。该研究为提高掠海飞行器的生存能力提供参考。     

增强小波系数的飞行数据奇异值阈值降噪

针对飞行数据降噪问题,提出了增强小波系数的飞行数据奇异值阈值降噪算法.结合小波系数噪声自相关函数进行飞行数据的最佳分解层小波分解,对高频小波系数先进行增强预处理再进行SVD分解,运用奇异熵理论确定奇异值重构阶次,采用奇异值阈值对小波系数进行处理并重构,得到降噪数据.仿真实验表明,本文算法能获得较高的信噪比,改善了数据质量.     

基于A*算法的实时航迹规划方法研究

根据巡航导弹实时航迹规划时效性强、弹载计算设备的运算速度和内存容量有限等特点,将巡航导弹的机动性能约束与规划空间的划分结合起来,构造了一个较小的搜索空间,然后在此缩小了的搜索空间内利用A*算法具有的启发式特点,可在有效时间内搜索到满足要求的可行航迹.最后,通过一个例子对A*算法进行了验证.