平飞时内埋导弹弹射分离仿真与研究

利用应用计算流体动力学软件FLUENT的二次开发功能和RNG k-ε湍流模型建立了载机投弹流场数值模拟和弹道仿真相结合的仿真模型。运用动网格技术更新导弹与载机发生相对运动而导致的计算域变化。将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦合,模拟计算了超音速条件下内埋导弹与载机分离的过程。结果表明,气动干扰对弹的纵向运动影响非常大,随着马赫数的增加,仿真结束时导弹下落距离减小,俯仰角曲线波动幅值增加。     

激光制导炸弹偏转投弹方式与投放域的研究

激光制导炸弹是一种无动力可控武器,根据这种特性,提出了偏转投弹的作战方式,即投弹时炸弹的速度在水平面的投影与弹目线在水平面内的投影存在一个夹角(即偏转角).这样有利于载机投弹后迅速逃离敌方防空区域,从而提高栽机生存率.首先,建立了激光制导炸弹的六自由度模型;然后,对激光制导炸弹的六自由度模型和控制系统在VC环境中进行了仿真试验;重点研究了偏转投弹的弹道以及在不同条件下偏转投弹与投放域(即攻击区)的关系;最后,对仿真结果做了对比,并从炸弹飞行时间、偏差、能量各方面分析了原因,结果表明此攻击方式的可行性.     

机载武器投放安全性分析

本文以某机载武器为研究对象,建立了导弹与载机的三维数学模型,采用基于kw-SST湍流模型的雷诺平均N-S方程求解,数值模拟了机弹分离过程。通过流场气动参数分析,研究了导弹下滑过程的动态特性,获取了导弹安全分离边界,以及适合折叠弹翼、折叠尾翼展开的条件,研究结果对其它型号导弹的研制工作具有一定参考价值。     

基于命中概率的制导炸弹可达域定量缩减方法

针对各类误差和干扰因素在制导炸弹的实际投放过程中客观存在,导致基于理想弹道模型计算出的可达域无法保证必要的命中概率的问题,研究了几种典型误差和干扰对于制导炸弹命中概率的影响。通过综合扰动下的Monte-Carlo仿真打靶实验,从命中概率分布的角度描述了可达域的本质特性。提出了一种可达域的定量缩减方法,有效提高了制导炸弹在实际环境中投放的命中概率。通过仿真可以看出,该方法简明直接,通用性和可行性较强。     

基于命中概率的制导炸弹可达域定量缩减方法

针对各类误差和干扰因素在制导炸弹的实际投放过程中客观存在,导致基于理想弹道模型计算出的可达域无法保证必要的命中概率的问题,研究了几种典型误差和干扰对于制导炸弹命中概率的影响。通过综合扰动下的Monte-Carlo仿真打靶实验,从命中概率分布的角度描述了可达域的本质特性。提出了一种可达域的定量缩减方法,有效提高了制导炸弹在实际环境中投放的命中概率。通过仿真可以看出,该方法简明直接,通用性和可行性较强。     

武器投放规划研究

为了能够完成机上实时武器投放的规划,生成攻击航路,实现飞行、打击和退出的一体化设计,提出了武器投放规划的方法。以制导炸弹为例,分析了武器火力控制处理流程、战场威胁模型和航路规划模型,设计了计算武器投放关键点模型和退出航路规划的算法。仿真结果表明算法可行。     

跨音速大攻角电视制导炸弹绕流流场数值分析

应用计算流体力学的理论方法,对某型电跨音速大攻角电视制导炸弹绕流流场及其空气动力特性展开数值分析。其中,控制方程为雷诺平均的可压缩Navier-Stokes方程,湍流模型采用标准k-ε两方程模型,数值格式为二阶迎风格式。利用Gambit2.2软件对电视制导炸弹及其绕流流场进行三维建模,使用Fluent6.2软件对电视制导炸弹在亚、跨、超音速以及不同攻角条件下的三维流场进行数值模拟,得到相应的压力分布图、温度分布图、马赫数分布图,以及电视制导炸弹的阻力系数曲线和升力系数曲线。分析绕流流场结构规律,为进一步的等离子体激励改善电视制导炸弹气动特性设计提供参考和依据。     

外形包络面的尾焰红外图像仿真

基于粒子系统的尾焰红外图像仿真计算量大,难以与红外辐射的计算模型相结合。为了解决这个问题,首先提出了基于化学反应式的航空发动机尾焰气体组分计算模型,改进现有的尾焰流场工程计算方法;然后提出了基于外形包络面的尾焰红外图像仿真模型,研究了包络面的建立、包络面模型与流场计算模型以及气体辐射计算模型的结合、包络面模型对尾焰红外图像影响三个相关问题;最后通过数值仿真得到了尾焰的红外图像。结果表明:尾焰的红外图像主要由其核心区的高温气体决定;当包络范围增大到一定程度后,尾焰图像与选用的包络面的外形无关;选择一个易于划分面元的包络面模型,并划定能全面反映尾焰辐射分布特征的小包络面范围,可使尾焰图像的生成更加高效准确。     

内通道流场与光场能量耦合的数值模拟

对内通道中的热晕效应问题,完整求解流场与光场的能量耦合方程是一个非常有意义而又亟待解决的研究课题。借助流体力学模拟软件Fluent,通过解耦求解光传输方程和流体力学方程的方法,建立了较为完整的流场与光场耦合相互作用仿真平台。编写用户自定义函数,完成初始流场参数的读取,并进行光传输计算;将计算得到的光能以能量源项的形式添加到流场能量方程中去;借助现有的流场分析软件Fluent,对流场方程进行求解,并转入下一时间步的计算。对横截面为圆形的直管道结构,理论近似计算得到的结果与数值仿真平台计算得到的结果基本一致。     

机载风切变探测系统研究中的数值仿真与风切变模型

本文综合论述了数值模拟仿真在机载风切变探测告警系统研究中的作用,和低空风切变模型在模拟仿真中的重要性。讨论了机载风切变探测系统的组成及与目前关于低空风切变研究的几类问题的关系;具体说明了在机载遥测传感器,风切变计算机和全系统的研制中,需要由数值仿真解决的技术问题;说明了几种不同类型的风切变模型的特点、不足以及在机载风切变探测系统的数值仿真研究的作用。     

红外诱饵弹的视景仿真

利用红外诱饵弹来干扰红外制导导弹是目前使用最广泛的红外对抗方式.为了更好地研究红外诱饵弹的干扰效果,可对红外对抗进行视景仿真.通过研究红外诱饵弹的特性,利用粒子系统对红外诱饵弹进行模拟.加入飞机模型和背景构成一个红外诱饵弹视景仿真系统.通过红外成像算法可得到存在红外诱饵弹干扰时目标的红外图像.仿真程序完全采用C语言和O...     

基于动态规划的制导滑翔炸弹最优控制研究

针对制导滑翔炸弹的最远滑翔距离问题,提出一种基于动态规划的制导律设计方法。对制导炸弹受力和滑翔控制约束进行分析;按照最优化分析方法建立制导滑翔炸弹的数学模型;根据末端着地角约束的特点,设计了顺序搜索的动态规划算法。最后,根据制导炸弹实际飞行情况,确定了各项约束的参数,按照设计的算法进行了寻优计算。计算结果表明了该方法的有效性。     

红外成像导引系统抗干扰性能评估研究

为解决红外成像导引系统抗干扰性能难于定量评估问题,给出了一种新的评估指标体系。首先通过详细分析红外光学系统、调制器、探测器、图像处理系统、陀螺伺服系统的性能参数,得到红外导引系统在抗干扰过程中的固有性能指标;然后规划了在不同仿真条件下的抗干扰仿真实验,得到抗干扰识别算法概率和各种干扰因素的数据;最后采用层次分析法建立了红外成像导引系统抗干扰性能计算模型,并用算例进行了计算,结果表明该指标体系具有一定的实用性。     

远距引导战斗机自动攻击控制律实现

针对现代战斗机向目标空域的远距引导过程,建立了战斗机与目标的三维相对运动数学模型,引入了战斗机自动攻击的概念,并将三维引导问题分解到水平和垂直两个面内分别进行研究;基于战斗机远距引导时间最短的要求以及最优控制的相关理论,以时间最短为目标分别设计了战斗机水平面和垂直面的远距引导律,在此基础上设计了远距引导战斗机自动攻击控制律;最后通过仿真比较,验证了时间最优引导法能有效应用于战斗机为实现自动攻击的远距引导。     

无人机紧密编队协同控制设计与仿真

研究了紧密编队无人机所受气动耦合的影响以及三维环境下的编队控制方法,分析了在气动耦合影响下编队的动力学特性和运动学特性,建立了紧密编队控制的数学模型。根据编队飞行实体试验的工程控制方法,采用经典PID控制设计了紧密编队控制系统。仿真实验表明,设计的控制系统能够较好地实现无人机紧密编队队形形成与保持,并且具有编队形成速度快、编队误差小的优点。     

基于模糊干扰观测器的无人机自主着陆逆控制器设计

针对具有显著非线性和不确定性的无人机自主着陆系统,提出基于模糊干扰观测器的非线性动态逆的控制方法,用于降低控制器对不确定性的要求。基于时标分离原则,将无人机自主着陆系统分为快回路、慢回路、非常慢回路和极慢回路,通过在快回路、慢回路和非常慢回路设计动态逆控制律使状态解耦,设计直线下滑和指数拉平的着陆轨迹,并在极慢回路进行跟踪。设计基于模糊系统的干扰观测器,以逼近外部干扰和内部不确定性等复合干扰,基于李雅普诺夫理论证明系统稳定性。最后给出了无人机自主着陆轨迹跟踪控制仿真,仿真结果表明设计控制器具有良好鲁棒性,完成无人机在外界干扰下的自主着陆控制。     

基于决策树的空袭目标数据挖掘

为了更好地辅助决策人员进行空袭目标选择,首先分析了影响空袭目标选择的因素;利用Netica软件得到训练样本集;利用ID3算法构造决策树模型,并从中挖掘出空袭目标选择的14条规则;最后总结出目标选择遵循的6条指导原则。仿真结果表明,利用决策树进行空袭目标数据挖掘,准确率比较满意,是一种目标选择的新思路。     

基于变化检测的机场毁伤评估算法

提出了一种基于遥感图像变化检测的机场毁伤效果评估算法,该算法由图像预处理、兴趣区域划定、毁伤特征提取和分级评估4个模块组成。首先对图像进行直方图规定化,提高图像局部对比度,并采用Hough变换提取机场区域,抑制掉过多的背景干扰;然后利用变化检测参数指标对目标特征进行描述,实现毁伤信息的有效提取;最后建立整体的特征向量"相似度",几何、纹理特征"二次距离",设计分级评估准则。仿真结果表明,该算法有效地实现了对机场目标毁伤效果的评估,同时经过适当扩展和改进,可用于各种人造目标毁伤效果的评估。     

动态环境下的多UCAV协同任务分配研究

战场环境的动态性和不确定性以及协同控制的复杂性,使得预先制定的无人作战飞机任务分配方案不能满足动态战场环境中的实时性要求。考虑到无人作战飞机的差异、目标的差异及战场态势对目标分配的影响,建立了多无人作战飞机协同目标分配问题的数学模型。针对多无人作战飞机协同控制中的动态任务分配问题,提出一种改进的混合重分配策略,从任务层次上解决了多无人作战飞机的动态任务分配问题,在此基础上提出了混合细菌觅食算法,并用该算法在动态环境中为无人作战飞机进行合理的任务分配,通过仿真实验和分析表明混合重分配策略和混合细菌觅食算法的有效性。