虚拟战场环境中火炮外弹道可视化研究

在某合成战术对抗仿真训练系统中,为提高训练的沉浸感和打击仿真结果的可信度,需要对火炮弹丸的外弹道进行可视化建模与仿真。采用空气动力学简化方程对弹丸飞行轨迹进行数学建模,并用显示欧拉法求解弹丸在虚拟战场环境中的位置;然后对弹丸从发射、飞行到弹目交汇爆炸的全过程产生的视效、声效进行了可视化的设计;基于UNITY 3D仿真引擎对火炮弹丸的外弹道进行了渲染实现,并将算法模型封装为动态库,便于将来的复用。经部队试用验证取得了较好的训练效果。     

枪身缓冲器对车载转管机枪后坐力影响分析

为研究车载转管机枪后坐力变化规律,依据内弹道理论建立三管12.7 mm转管机枪内弹道数学模型,运用V B编写程序得到枪管膛压曲线;应用刚柔耦合系统动力学理论建立车载转管机枪武器系统虚拟样机,依次分析枪身与架座之间分别采用有预压力双向缓冲器、有预压力单向缓冲器、无预压力双向缓冲器3种连接方式对后坐力、机匣前冲与后坐位移的影响。结果表明,有预压力双向缓冲器可有效降低并快速衰减后坐力。     

火炮补弹机构转弹器的设计与研究

为了能够提高自动补弹机构的效率,实现火炮内双层自动化弹仓同时补弹,针对现有自动化弹仓设计了火炮补弹机构的转弹器,对其工作状况进行了初步模拟研究,以验证该设计的可行性。通过构建转弹器的三维模型,进行动力学仿真,并对转弹器中的关键部件进行强度分析,在有限元方法的基础上完成了对转弹器的模拟研究。结果表明该装置能够在规定的时间完成指定的动作,实现弹丸的运输,满足设计指标。转弹器的设计和仿真验证对于优化设计转弹器,提高目前的补弹效率具有一定的参考价值。     

先验有色噪声补偿的卡尔曼滤波组合导航算法

根据飞行器实际情况,将舱内捷联惯导安装等效为弯扭耦合激励扰动下的Timoshenko梁和阻尼弹簧振子混合系统,分析其激励响应获取惯导随机误差中的有色噪声。将有色噪声作为先验信息,通过微分方程描述并导入惯导误差模型,设计增强的卡尔曼滤波组合导航算法,通过仿真飞行验证了算法的稳定性并与传统卡尔曼滤波组合导航进行了对比分析。     

掠飞末敏弹耦合运动动导数计算

以新型掠飞末敏弹为研究对象,提出了基于欧拉转动定理和滑移网格技术的复杂角运动模拟方法,利用著名的罗德里格斯转换矩阵插值求得弹箭在每个时间步的角速度修正值,并指定给球形滑移网格区。通过对非定常气动参数进行求解辨识,分析了不同马赫数下掠飞末敏弹滚转运动对其俯仰组合动导数和升力系数动导数的影响规律。结果表明:所提角运动模拟方法可有效消除姿态角计算的累积误差,实现对弹箭任意给定角运动的准确模拟;弹箭滚转运动对俯仰组合导数和升力系数动导数的辨识结果均存在显著影响,在进行弹箭动导数计算和稳定性分析时需充分考虑俯仰耦合效应的影响。