高空条件下远程弹箭的弹道特性计算分析

为研究高空条件下远程弹箭的弹道特性,基于稀薄气体动力学的分子运动论初步推导了远程火箭在高空稀薄气体中的阻力系数表达式,计算分析了在稀薄气体中阻力系数随马赫数和攻角的变化.提出了远程弹箭的弹道计算中应考虑高空稀薄气体的影响,全弹道阻力系数应兼顾稠密大气与稀薄大气中的阻力系数结合使用.计算结果表明,当攻角与马赫数相同时,阻力系数随着弹道高度的增加而增大,稀薄空气中阻力系数大于稠密空气中阻力系数,采用稠密大气与稀薄大气数据结合使用的阻力系数计算得到的射程小于完全采用稠密大气中阻力系数计算得到的射程.     

对建立我国炮兵高空标准气象条件的分析和建议

针对我国炮兵用标准气象条件缺少30 km高度以上气象参数分布的情况,根据超远程、高空飞行弹箭的弹道设计、弹道标准化及射表编制对高空标准气象条件的要求,给出了适合高空远程弹箭飞行的动力学模型.在对高空气象探测火箭实测气象数据分析的基础上,分析了气温、气压、空气密度随高度的变化规律,提出了56 km以下、可初步供国内开展高空飞行弹箭研究使用的高空标准气象条件.以150 km射程远程火箭为例,分析了不同高空气象条件对飞行弹道的影响,为远程高空弹箭研究提供了参考.     

尾翼稳定火箭弹高空气动力与弹道特性研究

针对新型弹箭的射程增大和飞行空域的大幅度提高,文中研究了尾翼稳定弹箭的主要气动力特性随海拔高度增大的变化规律以及对飞行弹道特性的影响。结果表明,随海拔高度增大阻力系数增大及压心系数减小对弹道特性的影响应该引起重视,在飞行弹道高度大于30km的远程弹箭飞行动力设计和弹道仿真计算中应该考虑空气动力系数随高度的变化。     

高空气象条件及其对弹箭弹道特性的影响分析

根据有限的高空气象数据，建立了弹箭弹道计算高空气象数学模型，并以某型火箭弹为背景。就高空气象条件对弹箭弹道特性的影响进行了分析研究。其结果可为远程弹箭设计计算提供参考。     

转速闭锁对远程弹箭的影响

针对远程弹箭研制过程出现的飞行不稳定现象,研究了远程弹箭诱导滚转力矩与诱导侧向力矩的形成机理,推导了在诱导滚转力矩与诱导侧向力矩作用下转速闭锁与似月运动的形成条件,对转速闭锁的形成进行了数值仿真验证.结果表明,转速闭锁的存在使火箭无法达到设计转速,使远程弹箭做较长时间的大振幅锥形运动,全弹道阻力增大、射程减小,严重时会造成飞行失稳.通过减小诱导滚转力矩和发射初始扰动、适当增大导转力矩等方法可对其进行抑制.     

箭载飞行器抛射外弹道计算方法研究

文中首先描述了箭载飞行器的抛射过程,然后分析了抛射过程中弹长变化对火箭所受空气动力与力矩的影响,最后基于某型远程简易控制火箭弹标准弹道并根据弹道修正理论进行箭载飞行器抛射外弹道计算,得出计算结果并验证了此方法的可行性.     

不同标准大气对远程弹箭射程影响的计算分析

对我国部分实测高空大气数据与1976年美国标准大气进行了对比分析,初步探讨了我国30～60km实际大气的计算方法,通过与1976年美国标准大气、1959年苏联标准大气、1964年苏联标准大气以及我国某实测高空气象数据的比较,证明了该方法的可行性及不同标准大气之间存在着显著差别.计算结果表明,高空条件下不同标准大气对远程弹箭射程的影响很大.研究的结果对于远程弹箭的作战使用具有一定的参考价值.     

尾翼式旋转火箭的弹道散布仿真分析

为了优化火箭弹设计,提高火箭射击精度,对多种因素下尾翼式旋转火箭的弹道散布进行了仿真分析。分析尾翼式旋转火箭散布的影响因素,建立模拟仿真数学模型,以刚体弹道模型为例对多种因素引起的弹道散布进行仿真分析。仿真结果表明:起始扰动、推力偏心、随机风、气动偏心、质量偏心、动不平衡等因素对火箭散布影响较大;对于大长径比远程火箭,还要考虑非线性运动造成的散布影响。     

基于卡尔曼滤波的弹箭飞行状态估计方法

为了快速、准确地获取弹箭飞行状态参数,讨论了采用不同卡尔曼滤波的弹道估计过程.采用质点弹道模型,考虑了动力平衡角的影响,以随机横风为过程噪声,建立了弹箭飞行状态方程;基于实测的弹箭位置、速度参数,建立了量测方程;分别采用扩展卡尔曼滤波(EKF)和线性化卡尔曼滤波(LKF)对测量数据进行最优估计,提出一个弹道滤波混杂算法.以某低旋尾冀弹为例,在坐标雷达探测体制下进行了仿真计算.结果表明,混杂算法减少了系统的在线计算量,提高了弹箭飞行状态的估计精度.     

带微型扰流片的尾翼弹飞行弹道仿真

为了研究微型扰流片的控制机理及控制效果,以某带微型扰流片的尾翼弹为研究对象,从动力学角度分析微型扰流片动作对尾翼弹飞行弹道的影响,建立了该类弹箭的六自由度飞行动力学模型并进行了飞行弹道数值仿真;不同速度条件下扰流片对弹箭侧偏和射程的修正结果表明：在弹箭飞行过程中某一个时刻启动微型扰流片后,弹箭的飞行姿态可以发生较大的变化,从而改变其飞行轨迹,达到弹道修正的目的。     

地球物理摄动因素对需要速度的补偿计算方法研究

为了提高需要速度的计算精度,有效控制远程弹道导弹落点精度,通过分析地球物理摄动因素对远程弹道导弹落点精度的影响,提出了关于显著影响需要速度计算的地球扁率、扰动引力和再入大气阻力三个因素的补偿计算模型,并给出了仿真计算步骤。仿真结果表明,所提出的地球物理摄动因素对需要速度的修正计算模型极大地提高了闭路制导的效率,有效控制了落点误差。     

地球重力偏心对远程弹箭射程的影响

为了研究地球的重力偏心对射程的影响,用球谐函数展开法推导了地球为正常椭球体和圆球体时的重力表达式,对地球的重力偏心进行了计算分析,求出了偏心值。以某远程火箭弹为例,对地球为正常椭球体与圆球体两种情况进行了对比计算,结果表明：地球的重力偏心导致射程的差异比较明显;射角相同时,射程差的绝对值随着纬度的增高而减小;纬度相同时,在最大射程角以内,射程差随着射角的增大而增大。     

中远程空空导弹需用过载分析

针对中远程空空导弹究竟需要多大的设计过载这一问题, 建立仿真所需的数学模型, 以空空导弹为例, 通过典型弹道和全面弹道仿真, 建立导弹需用过载随目标机动、攻击距离和离轴角变化的关系, 得出相应结论。根据仿真结果, 限定发射条件, 确定导弹需用过载最大值, 为导弹的可用过载等总体指标的设计提供依据。     

远程变后掠翼巡航导弹多任务弹道设计及仿真

为研究适配变后掠翼巡航导弹多任务飞行的弹道设计问题,将导弹飞行过程分为爬升、巡航、下滑、盘旋和攻击5个飞行阶段。为了使导弹实现快速平稳的爬升和下滑,并顺利地转入巡航和盘旋阶段,弹道高度采用指数形式的程序飞行高度指令函数,并根据导弹运动方程,解析出高度指令函数关键参数的选择公式; 盘旋段采用覆盖作战区域的圆形弹道,偏航过载指令由与作战区域面积相关弹道曲率得出; 巡航段采用等高飞行直线弹道,攻击段采用自动寻的导引。弹道仿真结果表明,所设计的多任务弹道及指令合理,满足多任务飞行和高精度制导要求。     

三点法导引导弹初始段弧形弹道优化设计及实现

为防止由发动机羽烟效应或冲击波产生的尘云引起前视红外的匿隐和目标的遮蔽,采用三点法导引导弹在初始段沿偏离瞄准线的弧形弹道飞行.通过非线性规划的直接方法优化得到最优的初始段弧形弹道,提出了采用加PI校正的过载驾驶仪对导弹进行控制.结果表明,与标准过载驾驶仪和加积分校正的过载驾驶仪相比,PI校正的过载驾驶仪具有较好的响应速度,能消除跟踪误差,具有良好的性能.利用优化得到的控制指令进行了初始段弹道仿真,验证了该方法的可行性.     

寻的防空导弹的一种弹道优化方法

为保证雷达寻的防空导弹遇到目标时脱靶量最小,分析了影响导弹视线角速度诸因素,以命中时导弹需用过载最小为条件,得到了纵向加速度和重力2项优化因子,以补偿它们带来的视线转率和弹道弯曲,实现了比例导引规律的弹道优化.仿真表明该方法对高空、高远弹道的改善效果明显,弹道变得较为平直.该方法在工程上易于实现.     

某弹丸发射安全性仿真分析研究

为评估某弹丸的发射安全性,基于非线性有限元方法建立精确的弹丸发射系统动力学分析模型.对比分析仿真结果和试验数据,基于上述动力学分析模型,研究发射过程中弹丸质量偏心、推力偏心以及滑块与导轨之间间隙对弹丸横向过载的影响.仿真结果表明:在发射过程中,弹丸质量偏心、推力偏心越大,弹丸横向过载越大,发射系统安全性越差;滑块与导轨之间的间隙越小,弹丸在导轨内的碰撞越剧烈,发射安全性越差.     

远程空空导弹的发展及其关键技术

简要地论述远程空空导弹的发展状况及技术特点,系统地分析了远程空空导弹的关键技术,并就其中某些特定问题阐述了独特的观点,希望以此促进中远程空空导弹关键技术的研究与讨论。     

天基拦截器轨道选择研究

针对给定高度的目标,对天基拦截器轨道的选择进行初步研究.其仿真从拦截范围、变轨所需速度增量、拦截所需时间、碰撞时可获得动能等方面分析初始轨道高度的选择.一般情况下,轨道高度越低,偏心率越小,两航天器间初始角度差就越大;轨道高度越低,偏心率越大,所需速度增量就越大;轨道高度越高,偏心率越小,所需的时间就越长;轨道高度越高,偏心率越大,天基拦截器到达相关点的速度就越大.     

平台式导引头跟踪回路对制导系统的影响

针对应用速率陀螺的伺服平台式导引头跟踪回路的导弹制导控制系统特点,分析了伺服平台式导引头跟踪系统的稳定回路增益变化、速率陀螺的加速度敏感特性、弹体的运动耦合以及导引头天线罩斜率等不确定性对导弹制导控制系统的稳定性以及制导回路最终脱靶量的影响。对上述的影响因素分别进行了理论推导与数学仿真,仿真结果表明,上述不确定性对制导系统有重要的影响。该研究对平台导引头跟踪回路系统的工程实现有一定的理论指导和参考意义。