基于OpenFOAM的某型炮弹初始段气动仿真研究

为研究某型炮弹初始段的气动特性并获得相关气动参数,运用结构化网格划分方法建立该型炮弹初始段仿真模型;依托OpenFOAM软件平台,应用可压缩流动求解器对初始段气动特性进行仿真,并提取可用于外弹道设计中的相关气动参数;将仿真结果与风洞试验值进行对比,发现可压缩流动求解器的仿真结果具有很高的精度,完全满足该型炮弹高精度射表的编制要求．     

电磁炮外弹道仿真分析

电磁炮初速高、射程远,其外弹道与常规火炮不同。为获得电磁炮的外弹道数据,开展了仿真研究。采用龙格-库塔法解算弹道方程组,计算不同仿真条件下炮口动能32MJ和64MJ电磁炮的外弹道数据,分析最大射程角和最大射高,研究弹形系数、弹丸初速和主要误差对电磁炮外弹道特性的影响。结果表明,电磁炮弹丸初速提高,弹道系数减小,射程增加。仿真结果可为电磁炮的指标选择提供技术参考。     

跳跃式弹道导弹突防能力

建立了导弹防御系统仿真模型,对跳跃式弹道导弹的突防效能进行了分析.基于弹道数据,计算了导弹采用传统抛物弹道的突防概率与不同RCS情况下采用跳跃式弹道的突防能力.针对跳跃式弹道导弹末段突防能力不高的问题,对弹道进一步改进,即在末端进行迎角变轨机动或蛇行机动.仿真结果证明,末端机动有效地提高了导弹全程的突防能力.     

地空导弹与弹道导弹的技术融合正在促使这两类导弹产生突破性的发展

地空导弹采用弹道导弹的抛物弹道技术 ,能够实现应用固体推进剂达到低质量远射程的目标。弹道导弹采用地空导弹末段弹道的寻的制导控制技术 ,可以达到降速、增程并实现末段有效制导控制和弹道机动的目标 ,从而大幅度提高命中精度和突防概率。地空导弹和弹道导弹之间的技术融合 ,已经开始并将很快形成这两类导弹的新一轮突破性的发展     

地对空中远程导弹制导规律研究

本文给出了一种弹道中段和末段的复合制导规律,使导弹作战空域扩大了,并获得良好的拦截特性。文中对三维空间导弹飞行的制导规律进行了推导,求得了一种闭合回路的非线性最优制导规律的解析解,它适合于导弹中段和末段制导。此种复合制导规律,它的弹道中段和末段的交接段航向误差为零,对目标机动具有良好的适应性。制导算法是在惯性坐标系或在导引头坐标系中以反馈形式给出,在弹上使用,实现起来比较简单,适用于在线运算。     

末段修正弹一种修正方案

为了在弹道末段对弹道偏差实施修正,建立了脉冲控制力下的六自由度弹道模型,研究了单个脉冲修正能力的快速估算方法,并由落点弹道偏差量确定脉冲方向角和点火数,由此提出一种较为精确的修正方法。利用上述模型和算法,进行了仿真计算。仿真结果表明:脉冲控制可有效地修正弹道偏差,对算例中给定的目标偏差量,纵向修正误差约为10%,侧向修正误差约为5%。     

基于外弹道的高炮火控算法与仿真

为适应现代战争中目标速度与机动性的提高,增强高炮打击空中运动目标能力,需要充分发挥基于外弹道火控解算精度高的优点,并提高解算速度。通过整合外弹道实时解算和解命中迭代算法与初值选择,得到了一种完全基于外弹道解算的快速火控解算算法体系。经过仿真计算,并将仿真结果与射表数据对比,验证了外弹道实时解算的准确性。利用GDI+图形功能基于C#语言仿真分析了匀速与匀加速直线运动目标的解命中问题,验证了算法的可行性,为火控系统的研制提供了参考。     

基于SVM的坦克炮弹外弹道仿真模型

运用基于支持向量机理论试图建立一个新的坦克炮弹外弹道仿真模型,以期取得更好的仿真效果。首先,分析了支持向量机回归理论和仿真模型的构建。其次,对坦克射表数据进行整理,构建了训练样本集和测试集。最后,利用构建的训练样本集和测试集分别对模型进行训练和测试,测试结果表明:由于支持向量机的强非线性映射能力,模型获得了很好的弹道形状与瞄准角的映射关系,从而较好地解决了目前通用仿真模型中与实际相差太远、模型复杂、条件苛刻、计算量大,不便实际应用等问题。     

枪发侦察弹外弹道仿真与试验

为了研究枪发侦察弹外弹道特性,重点建立数学模型进行仿真,利用高速摄影机对实弹试验进行数据采集,仿真结果与试验数据对比验证了枪发侦察弹外弹道模型与仿真结果的有效性,可为侦察弹外弹道研究提供参考。     

平衡滑翔高超声速飞行器弹道预测方法

针对高超声速飞行器的弹道预测问题,提出了在平衡滑翔条件下的弹道预测方法。分析了高超声速飞行器平衡滑翔时运动参数之间的关系,并求解出带有未知参量的弹道解析式,在此基础上,结合量测数据计算出高超声速飞行器的未知参量,获得了只有时间参量的弹道解析式,即实现了弹道预测。将高超声速飞行器运动微分方程组的数值积分解作为真实数据,通过仿真实验计算了弹道预测的均方根误差,验证了弹道预测的有效性。     

驱逐舰发射导弹

图为一艘“旅大”级导弹驱逐舰发射“海鹰”导弹,发射时其发射方向须转90度,对准左右舷,只能进行横向攻击。由于“海鹰”导弹初始段弹道较高,所以从画面上看     

某制导侵彻航弹复合制导方案设计

首先分析了着靶姿态对钻地弹侵彻的影响,并就某制导侵彻航弹要求弹着角大和射程远的特点,提出了解决方案,设计钻地航弹复合制导方案,即通过方案弹道加末端角约束比例导引律实现对钻地航弹射程和末段着靶姿态的要求。针对方案弹道设计PID控制律,提出了中末段制导方案转换条件,仿真结果表明弹药着地时具有高速且满足末端角度约束。     

临近空间拦截弹最优弹道跟踪制导律

针对拦截临近空间高超声速飞行器的弹道跟踪过程,基于线性二次型调节器理论和高斯伪谱法设计一种跟踪制导律。为了对标称弹道进行精确跟踪,考虑线性二次型跟踪问题,应用最优控制理论推导最优解的充要条件,得到带时变增益的线性状态反馈控制量的表达式;基于高斯伪谱法,在离散的勒让德-高斯点上利用标称弹道数据计算差分矩阵和系数矩阵,求得状态扰动反馈控制律。仿真结果表明,与基于求解矩阵黎卡提方程的方法相比,该方法选取较少的节点即可获得高精度的反馈控制量,且运算效率大幅提高,满足在线实施要求。     

图书介绍

西北工业大学火力与指挥系统上程专业的教材,由西北工业大学出版社出版。现已出版的教材有:《航空外弹道学》陆彦等编,1985年出版(50万字左右)。本书介绍从飞机发射或投放的各种弹丸的飞行原理及其应用。全书系统地阐述了航空外弹道学的基本问题和求解方法;飞行稳定性理论;弹道表的编制及应用电子计算机计算弹道的程序设计问题。《航空武器系统分析》罗文等编,1988年出版(27万字左右)本书介绍航空武器系统分析的基本原理和方法。主要内容有:     

基于GPU的弹道快速计算方法

针对目前飞行器航迹规划中弹道计算量大、耗时长的问题,结合GPU大规模并行计算特性,提出了一种基于GPU的弹道快速计算方法.该方法以4阶Runge-Kutta (R-K)法为基础求解弹道微分方程组,通过计算资源的分配、数据流分段将弹道计算任务映射到GPU线程模型,利用CPU加GPU异构模型的数据流控制能力,实现上千条弹道的并行计算;实验表明该方法计算精度满足要求,并获得几十倍理想加速效果;也为航迹规划系统其他大规模并行计算提供了新的解决思路.     

动能拦截器轨道修正能力的数值计算方法

大气层外动能拦截器末段的轨道修正能力与制导方式有关,给出了某种制导方式下轨道修正能力的数值计算方法。该方法通过计算动能拦截器在飞行末段能够消除的最大零控脱靶量得到轨道修正能力。仿真结果表明,该数值计算方法不仅可以计算装药量充足情况下的轨道修正能力,而且可以计算装药量不足时的轨道修正能力。该数值计算方法具有编程实现简单和计算快捷的优点,可以满足快速计算轨道修正能力的需求。     

旋转弹丸空气动力特性数值解法

为提高在弹道计算和弹丸设计中弹丸空气动力系数精度,采用隐式LU算法求解N S方程并考虑代数湍流模型,在旋转物面边界条件下计算弹丸的阻力、升力、俯仰力矩、滚转阻尼力矩、马格努斯力和力矩。通过对美国T388等弹丸的气动力系数计算并与弹道靶试验数据进行比较,以及对某榴弹的气动力计算结果在弹道计算中进行应用分析,表明用数值模拟得到的旋转弹丸空气动力系数好于以前用工程方法给出的结果。     

末段修正火箭弹简易脉冲修正技术

提出了一种末段修正火箭弹简易脉冲修正技术的设计方案,并建立了修正弹道模型.在此基础上提出了火箭弹在修正过程中目标点坐标的计算方法;提出了旋转角速度的测定方法;进而提出了简易的点火算法.对上述方法进行了仿真分析的结果表明:该种修正方法具有较强的修正能力,选择合适的点火时机,可以使火箭弹落点偏差大大减小.     

中段智能机动突防后的虚拟目标修正研究

为实现弹头中段机动后的显式制导,进行了虚拟目标修正研究。通过在建立最大弹道包络面的基础上,提出基于穿越弹道横截面的虚拟目标修正方法,基于弹道包络横截面的大机动弹道虚拟目标计算方法,建立虚拟目标计算模型。通过仿真获得了大机动弹道对应的虚拟目标,通过显式制导方法验证了其具有较好的制导精度,此方法为工程应用和理论研究提供了重要的理论参考。     

坦克射击过程中炮膛内火药气体温度计算

坦克射击后出现炮膛内壁烧蚀及身管温度上升等问题,其首要因素为火药爆炸燃烧所产生的高温气体。应用内弹道零维模型,以空间平均热力学参数描述坦克射击过程中炮膛内弹道状态,采用四阶龙格一库塔法求解内弹道常微分方程组,计算出内弹道时期火药气体的压力、流速和温度等随时间的变化规律。应用指数函数拟合出后效期炮膛内火药气体温度公式,最后得到坦克整个射击过程中炮膛内火药气体温度的变化规律。通过计算结果与试验数据的对比,验证了计算结果的合理性。此计算结果可为坦克炮身管的烧蚀、热状况及红外辐射特性的研究提供理论依据。