动能拦截器姿控固体小火箭点火算法设计

使用固体姿控小火箭是实现动能拦截器快响应和高精度姿态控制的最佳方案之一。针对一种新型动能拦截器姿控小火箭布局,提出了点火组合混合搜索算法。描述了动能拦截器姿控小火箭的配置方案,分析了弹体自旋需求。设计了一种结合目标排序法和区间搜索法的点火组合混合搜索算法:当可用小火箭个数较少时,采用目标排序法;当可用小火箭个数较多时,采用区间搜索法。指令力矩近似仿真结果及姿态控制数值仿真结果表明:该算法能够有效地近似指令力矩,实现快速高精度的姿态跟踪。     

临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

基于效能分析的坦克主动防护系统建模研究

主动防护系统是坦克防护体系的重要组成部分,建立坦克主动防护系统模型对提高作战仿真的可信性,尤其是对提高涉及坦克作战的作战仿真可信性具有重要意义。创新提出了基于可用性、可靠性和能力的系统使用周期(System Use Cycle,SUC)建模方法,并重点对坦克主动防护系统的侦察探测能力、信息处理与控制能力以及拦截能力进行了建模。最后,将坦克主动防护系统模型应用到作战仿真系统中,以俄罗斯"竞技场"主动防护系统为例,研究了主动防护系统对坦克战场生存能力的影响。仿真实验结果表明:主动防护系统能有效提高坦克的战场生存能力。     

弹丸时间零点获取方法的现状和发展趋势

弹丸时间零点即弹丸飞离炮口的时刻,是火炮性能分析、试验和测试中的关键数据。分析了目前几种常用的弹丸时间零点检测方法,并根据高射频火炮弹丸连发情况下的特点,指出了传统时间零点检测方法的不适用性,从理论角度分析了高射频火炮连发弹丸的时间获取方法。最后针对高射频武器装备的发展情况和时间零点检测方法的现状进行了展望。     

稀相气力输送CFD-DEM仿真中两种模型的比较

比较了两种不同的CFD-DEM数学模型(模型A和简化模型A)在稀相气力输送数值模拟中的性能。简化模型A忽略了空隙率对气相的影响,在节省仿真时间的同时也提高了计算的稳定性。使用两种模型分别对带有弯管的稀相气力输送系统进行了仿真,对比仿真结果表明:两种模型对颗粒绳分散速度和弯管出口处颗粒分布的预测几乎一致,对弯管入口处颗粒速度和弯管中接触信息的预测也仅存在较小差别。     

加油车加油系统瞬变流数值分析

针对加油车加油系统管路结构,利用特征线法和有限差分格式,对2种典型加油工况建立数学模型。用C#语言编制程序,对2种工况的泵出口压力和系统流量进行数值分析,得到压力和流量随时间变化的关系曲线。计算结果表明:单枪加油工况出现压力波动时间较早,且压力波动幅值较大。此方法更好地反映了加油系统的动态变化过程,为加油车虚拟训练系统的开发提供了理论依据。     

基于指数法的舰艇火控系统效能分析

通过对舰艇防空、反潜、对海、对陆4方面作战任务进行分析,引入逻辑门"与"、"或"、"乘",建立了舰艇火控系统效能模型。根据各武器火控系统的战技指标,采用效能指数法及AHP法,对其效能自下而上进行聚合,得到舰艇火控系统的效能值。最后以防空火控系统为例进行仿真,验证了所建模型的有效性。     

面向网络化无人机集群的计算换通信分布式任务调度方法

针对网络化无人机集群任务自主协同问题以及市场竞拍法的优缺点,提出“计算换通信”思想及其相应的分布式任务调度方法。通过对显式和隐式冲突任务的分析,建立任务相关智能体集合。提出基于任务抑制的局部优化方法,用于提前消解部分任务冲突,以减少算法迭代次数。设计基于历史竞标信息的智能体位置推断法,为局部优化提供必要的信息输入。基于组网仿真平台与集群救援场景开展蒙特卡罗仿真实验,结果表明,相比于市场竞拍法中具有代表性的基于共识的捆绑算法和性能影响算法,所提方法能够获得更少的迭代次数、更短的收敛时间以及更优的调度性能。     

典型线性火工分离装置作用过程数值模拟及试验研究

针对目前线性火工分离装置的优化设计主要依靠试验验证,成本高且设计优化迭代慢的问题,采用任意拉格朗日-欧拉方法建立典型线性火工分离装置的数值模型。通过火工分离试验和光子多普勒测速试验对上述数值模型进行验证,发现该数值模型具有较好的精度。使用该模型研究上述火工分离装置分离瞬态过程的力学机理,并定量分析多种因素对分离装置重点部位等效塑性应变等关键特征量的影响。研究发现,芯药线密度、分离板削弱槽底部的圆角半径对分离装置的作用过程有重大影响。此外,保护罩材质、削弱槽开口角度、分离板槽结构尺寸等因素对分离过程也有一定影响,但其影响相对较小。研究结果可以为典型线性火工分离装置的优化设计提供基础。     

高精度液压系统压力波传递速度在线测量试验

管内流体压力波传递速度是分析研究液压系统稳定性和动态品质的基础物理参数。从传输管路波动方程出发,推导三传感器测量原理,引入Foster等价剪切系数模型,对液压管路中各种影响因子进行高精度估计,采用Newton-Raphson迭代法减小数据处理误差,精确计算压力波传递速度。基于理论推导,搭建液压管路压力波传递速度在线测量试验平台,用MATLAB软件编程,实现了液压系统多种工况下压力波传递速度的精准测量与计算。试验结果表明：系统在典型的工作压力20 bar、50 bar、75 bar和100 bar下,压力波传递速度大约分别为1 320 m/s、1 338 m/s、1 363 m/s、1 380 m/s,所测结果在置信水平为95%的波速区间内误差在±1%范围内;管路压力波传递速度大小随工作压力的升高而增大,并依据试验结果给出了二者之间的函数关系;精确计算压力波传递速度需考虑管路材料对系统柔性的影响。试验和分析结果对液压系统管路压力波传递速度在线测量和预估具有重要指导意义和参考价值。