基于外弹道可视化的火炮射弹散布仿真研究

在建立并验证外弹道仿真模型正确性的基础上,基于VegaPrime视景仿真开发环境和VC++.net语言,在三维仿真战场环境中实现了火炮外弹道可视化,可以获得随机条件下落点散布的特征。仿真结果可以用于作战仿真中射击开始诸元的修正和射击效果评估。     

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。     

控制速度方向的弹道修正导引方法

由于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,故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加速度修正公式,从而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,可为该体制制导炮弹的应用提供参考依据。     

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.     

旋翼-机身组合体对机载导弹的气动干扰

直升机对机载导弹的气动特性和初始弹道的影响,对于改进导弹发射技术和载机的安全具有重要意义.对时间滗步进自由尾迹模型进行改进,建立了一种能快速收敛的悬停旋翼自由尾迹模型,并与机身面元模型耦合成旋翼/机身组合体气动干扰模型.发展了一种旋翼/机身组合体干扰条件下导弹气动特性的工程计算方法,并对某型空空导弹的气动特性和初始弹道进行了数值模拟.结果表明,导弹在最初几米内气动力系数变化十分剧烈,说明直升机确实对导弹具有很强的干扰作用.最后对结果作了简要分析,指出了直升机下洗气流对导弹的气动干扰规律.     

对某破甲弹密集度试验结果异常的分析

在某型破甲弹立靶密集度交验试验时,一组试验结果不满足验收指标要求,其散布情况明显不同于以往.统计该型破甲弹多年来的密集度试验结果,假设检验表明其高低、方向密集度均服从正态分布.经对试验现象分析,认为是由射手瞄准因素造成了此次试验结果异常,而不是产品质量造成的,并得到了后续试验结果的证实.提出了处理类似情形对策,当每组首发弹着点距离立靶边沿距离较小时,后续射击的脱靶概率较大,应重新开始试验.     

具有旁侧视声纳鱼雷攻击末弹道研究

为了实现具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的模拟仿真,利用力学与现代数学的方法,建立了具有旁侧视声纳鱼雷攻防对抗单一目标的弹道设计动力学模型与运动学模型,并以此建立了鱼雷导引弹道段、平行航向弹道段和程序弹道段的数学模型,该模型的建立可以实现鱼雷攻击末弹道的仿真研究.     

弹道目标跟踪滤波方法研究

主要对弹道目标的跟踪滤波方法进行了综述,对扩展卡尔曼滤波（extended Kalman filter,EKF）、转换测量卡尔曼滤波（conversion measurement Kalman filter, CMKF）、基于弹道运动方程的扩展卡尔曼滤波（ballistic extended Kalman filter, BEKF）、基于弹道运动方程的无敏卡尔曼滤波（ballistic unscented Kalman filter, BUKF）4种滤波算法的关键点、优缺点进行了剖析。进一步利用仿真的弹道数据对4种滤波方法的效能进行了验证,对比了不同滤波器的滤波精度和再入目标的跟踪性能,分析了质阻比对滤波性能的影响,提出了选择和设计目标跟踪滤波方法时需要考虑的几个问题,为雷达滤波方法的选择和设计提供参考和依据。     

增量比例导引弹道仿真研究

通过引入附加增量,对传统的比例导引方法进行改进。建立了增量比例导引方法的数学模型,运用Matlab语言进行仿真计算,分析了不同的比例导引系数、附加增量对导引弹道及导弹与目标相遇时间的影响,得到不同导引系数及附加增量下的弹道曲线和弹目相遇时间,仿真结果表明与传统的比例导引方法相比,在比例导引系数不变的情况下,选择合适的附加增量可以减少导弹与目标的相遇时间。