高炮抗击精确制导炸弹技术研究

现代战争中,空袭与反空袭已经成为战争的主要模式,伴随战争始终.在空袭兵器中精确制导炸弹以其精度高、作战能力强、超视距打击、效费比高以及多运载平台等特点已经被愈加频繁地应用于近代历次战争之中,针对精确制导炸弹的技术特点与防御难点,分析了现役防空高炮抗击精确制导炸弹的不足之处,为防空高炮抗击精确制导炸弹提出了技术需求与发展方向.     

一种在高炮武器系统平台上加装制导弹药方案的研究

高炮一直以来是防空战斗中不可缺少的武器,但随着空袭武器制导化和机动性的提高,使得高炮在防空体系中拦截目标的命中概率越来越低,为了从理论上解决高炮在采用传统无控弹药防空时命中概率低的难题,提出在高炮武器系统中加装毫米波驾束制导弹药,采用三点法导引,可以实现弹丸在全天候条件下有控机动飞行,理论上可实现"指哪打哪",并且同一驾束制导波束可以制导多发制导弹药,可以有效地提高低空及超低空的防空效能。通过国内现有的技术基础的集成和仿真分析可知,采用毫米波驾束制导弹药的高炮武器系统对典型的制导炸弹、巡航导弹和反辐射导弹的命中概率大大提高了。     

高炮随动系统的数字化改造实现

使用电子管放大器的老式高炮在维护保障以及作战性能等诸方面已经不能满足现代战争的需要,用数字化技术改造老式高炮是迅速提升战斗力的必需手段。利用80C196KC计算机对随动系统进行PID调节和控制;利用晶闸管可逆调速回路完成执行电机的快速启动、制动和可逆平稳运转;利用计算机控制击发电路完成危界停射和大误差停射功能。通过试验证明,改造后的随动系统提高了瞄准性能、动态跟踪性能和作战性能,达到了改造的目的。     

最佳弹道选择制导的解析解

本文讲述一种能使导弹增加射程并改进拦截性能的复合中制导末制导律。我们推导了三维飞行的中制导/末制导闭合回路非线性最佳制导规律的解析解。在中制导过程中,当目标方向改变时,这种复合制导律能很快地修正导弹弹道。在中制导向末制导交班时刻的航向误差为零。在惯性坐标系或导引头坐标系中,制导算法采用反馈形式。这些制导律在弹上实践很简单,并已成功地进行了联机操作。     

弹道修正弹追踪制导律研究

文中对速度追踪制导律和弹体追踪制导律的工作原理进行了研究,利用六自由度弹道仿真程序对弹道修正弹两种追踪方式下的末段修正弹道和脱靶量进行了对比计算,研究了两种追踪方式下激光探测器光轴的轨迹及激光探测器空间视场在地面投影区域的变化;弹体追踪方式命中精度虽然较低,但由于工程实现简单、成本低,仍有其工程使用价值.     

小口径高炮修正弹在脉冲作用下的运动特性

为研究小口径高炮修正弹在脉冲作用下的运动特性,建立弹丸的复攻角和复偏角方程。将脉冲作用过程分为脉冲直接力作用和脉冲引起的气动力作用两个过程。分别推导两个过程的复攻角和复偏角方程的解析解,得到速度平均偏角的表达式,分析速度偏角的产生机理。通过与数值解的仿真对比,验证了解析解的正确性。研究结果表明：对于尾翼稳定弹丸,脉冲发动机应安装在弹丸质心之前,可使单个脉冲发动机产生的速度方向改变量最大;脉冲引起的气动力作用对弹丸速度方向的影响远大于脉冲直接力作用的影响;脉冲作用会在垂直于脉冲发动机推力方向上产生速度增量。研究结果可为小口径高炮修正弹的总体设计和制导方法优化提供参考。     

制导炸弹中坐标转换的误差分析及修正

制导炸弹飞行距离短,发射点和目标点的经、纬、高坐标已知,为了得到高精度导航信息,必须严格控制坐标转换过程中的精度损失.分析了制导炸弹坐标转换模型中各坐标系之间的关系及转换精度,讨论了各种不同类型误差对整体转换精度的影响,将主要误差归结为3类,分别采取相应的措施进行修正,设计了一种直接对目标点位置进行跟踪的新坐标转换方法,并成功应用到半实物仿真中.仿真结果表明,该方法的理论模型及其修正措施能很好地修正误差,为炸弹高精度制导提供条件.     

轮式自行高炮射击线补偿的一种途径

轮式自行高炮具有质量小和机动灵活的特点,但射击后坐力引起的车体姿态变化对火力线空间坐标造成影响,导致高炮射击精度降低.为此,提出采用速率陀螺测量车体姿态变化,作为前馈量加入到随动系统,以抵消其干扰带来的影响.通过初步试验表明,采取该补偿措施,对提高轮式自行高炮射击精度是有效可行的.     

自动驾驶仪制导计算机干扰的若干防护措施

惯导系统是导弹控制部分的核心部件，其抗干扰设计是关键环节之一，本文从自动驾驶仪制导计算机的硬件、软件以及看门狗等方面，给出了抗干扰的措施，使导弹控制系统更可靠地工作。     

制导工具误差的折合方法研究

针对导弹试验状态不一致的特性,本文给出了制导工具误差的等价关系及折合方法,并在此基础上完成了有关的数据仿真。     

自行高炮陀螺寻北仪的标定方法

介绍了自行高炮陀螺寻北仪传统的标定方法,在测定车体纵轴之后,用已知方位标与真北的夹角和经纬仪测量出的车体纵轴与方位标的夹角,计算出寻北仪的方位基准线与车体纵轴的偏差角,通过补数的方法,使寻北仪的输出值即为车体纵轴与真北的夹角,由此完成标定。分析了传统的标定方法的不足,提出了改进的标定方法,通过试验验证,结果正确,可以提高惯性导航的定位精度。     

国内外高炮浮动技术的现状与发展趋势

浮动技术的作用主要有：减小火炮后坐能量，减小自动机复进到位时对炮架的撞击，提高火炮射击的密集度。按照不同的分类标准浮动机可分为不同的种类，按组成浮动机的构件可分为炮身浮动式与炮箱浮动式；按复进到位时机可分为定速击发、定点击发与非定点击发；按弹性介质不同还可分为液压-弹簧式、弹簧式、弹簧-摩擦垫式、液压-气压式等。浮动技术的发展趋势主要为：提高浮动机基本构件的稳定性；减小供弹阻力，采用外能源供弹；协调第二冲量的作用时机；采用受控式浮动机等。     

地物匹配式高炮禁射控制器

研究了地物匹配式高炮禁射控制技术的原理和实现方法。将禁射物和地形作为一个整体,沿360°全景垂直展开,上边为曲线的平面状图形,在方向和高低上等间隔分割,形成禁射图谱。高炮分别用方位角和射角传感器采集方向和高低禁射图谱数据,将禁射界用禁射物的轮廓线记录下来。高炮瞄准时,方向和高低位置与禁射界边界进行逻辑比较,火炮进入禁射区域内,自动控制停止射击,达到适时、匹配的禁射效果。采用霍尔开关集成电路研究了角度传感器;采用多CPU技术和铁电存贮器研究了禁射图谱的存储容量、存储时间和存取控制方法;研究了禁射信号的产生和禁射控制方法。与其他几种禁射装置进行了对比分析,经试验和试用达到了预期的禁射效果。     

车载火炮角度伺服控制系统设计

由于受总体技术水平的制约，火控系统的总体性能欠佳。如在恶劣路面、高行驶车速下的命中率等方面都与国外有较大差距，特别是对火炮随动系统数字化的要求。针对这些情况，提出了一种基于单片机的直流PWM伺服控制方法。首先依据要求的调炮反应时间和调炮加速度，推算出直流电机的各项参数，对各个设备建立数学模型，然后运用经典控制理论，分析频域和时域响应后，确定用串联领先网络的方法校正。从最后得出的结果看出具有很好的动静态性能，且这种设计具有很好的通用性能，可以移植到其他相似的系统中。     

信息化高炮武器系统能力的未确知测度综合评价

为定量地综合评价信息化高炮武器系统的作战效能，假设武器系统具有一定可用度和可信度条件下，对系统完成规定任务的能力提出了一种基于未确知理论的评价模型。结合信息化高炮武器系统的特点，应用未确知理论研究了评价其系统能力的指标体系和度量方法，建立了基于未确知测度的一种武器评价识别模型，用实例分析了测度可以量化的单因素测度函数，介绍了指标评价等级测度计算方法。该模型克服了以往用模糊评价法的不足，可定量地综合评价信息化高炮武器系统作战效能。     

坦克全电式炮控系统低速分析和控制

针对坦克全电式炮控系统中存在的非线性摩擦力矩,采用状态变量法和分段线性法分析了其对坦克全电式炮控系统低速性能的影响。结合分析结果,设计了负载观测器,对系统的负载变化进行观测计算,并将观测值引入电流调节器,以补偿由于负载变化对系统造成的影响。仿真和实验表明采用负载观测器能有效减少“爬行”现象,提高系统的低速平稳性能。为改善坦克全电式炮控系统低速性能提供一种可行的设计方案。针对坦克全电式炮控系统中存在的非线性摩擦力矩,采用状态变量法和分段线性法分析了其对坦克全电式炮控系统低速性能的影响。结合分析结果,设计了负载观测器,对系统的负载变化进行观测计算,并将观测值引入电流调节器,以补偿由于负载变化对系统造成的影响。仿真和实验表明采用负载观测器能有效减少“爬行”现象,提高系统的低速平稳性能。为改善坦克全电式炮控系统低速性能提供一种可行的设计方案。     

反导火炮试验技术分析

针对某型反导火炮随动系统和射击控制系统在设计定型试验中遇到的技术难题,对危界击发和撞限滑行角过大等问题进行了分析,并为解决这些问题提出了技术措施。在试验实施过程中,采用每组弹装入弹鼓后,再后退10个弹位,然后进行射击试验的方法,以尽量多地得到有效弹数。实际射击曲线表明,该方案取得了很好的效果。试验结果验证了该技术措施的可行性和有效性,为此类武器试验积累了宝贵经验。     

火炮复进机压力监测系统设计

复进机作为火炮反后坐装置的重要组成部分,其性能好坏直接影响到火炮战斗力。针对火炮反后坐装置工作可靠性与复进机内部压力密切相关这一工程实际问题,设计了一种可以实时反映火炮复进机内部压力变化规律的压力监测系统。该系统利用了现代传感技术、无线传输技术以及单片机技术,实现了建制规模火炮复进机压力数字化检测与管理,为火炮反后坐装置常态化检测、维护和保养提供了便捷的信息化管理平台。试验结果表明：该设计可靠实用,符合火炮射击过程,为反后坐装置后续故障诊断奠定了基础。     

一种舰炮液压元件综合检测方法

舰炮液压元件修后性能检测是液压系统中修的重要环节,也是修理质量的重要保证。针对某型舰炮中修液压元件检测存在手段缺乏和技术指标体系缺失的实际问题与实际困难,提出了一种由检测台控制液压泵站和各类液压元件检测台协同配合完成检测的综合检测方法。通过对检测方法和原理的分析研究,设计并研制了该型舰炮液压元件综合检测系统。实践证明：综合检测方法的成功实现,不仅满足了该型舰炮液压系统的中修需求,也为通用液压系统元件的检测提供了重要参考。     

一种直接自适应控制方法在某炮控系统中的应用

针对坦克火炮稳定系统提出了一种新的直接自适应控制器设计方法。该方法应用基于CGT的直接自适应控制原理,采用加并联前馈补偿器的方法,将非严格正实的被控对象转化为严格正实的对象,满足了基于CGT的直接自适应控制方法的要求。该算法无需采用辨识系统的参数,算法简单。