CCD与磁-陀螺系统组合测量弹目相对方位的方法

弹目相对方位是弹丸修正所需的重要参数.提出了一种利用由磁-陀螺姿态测量系统和CCD组成的低成本测量系统测量弹目相对方位的方法,给出了利用地磁矢量、陀螺和CCD测量结果进行弹目相对方位解算的数学模型,进行了仿真试验.试验结果表明,该方法在一定条件下测量弹目相对方位能达到较高的精度,即弹目相对转角不超过5°.     

基于数字图像处理的弹目偏差量测量的研究

弹目偏差量的测量是高炮武器系统校射的关键,为了提高其测量的实时性和测量精度,文中采用DSP进行高速数字图像处理,研究图像处理技术和弹目偏差量实时获取的方法.图像处理的方法进行弹目偏差量的测量,从根本上避免了人员目视测量,具有较高的测量精度,为高炮武器系统校射精度的提高奠定基础.     

弹目相对方位的图像测量试验

利用目标点在弹栽CCD上成像特点和弹丸的姿态运动,建立了测量弹丸飞行时弹目相对方位的数学模型,推导了目标点的成像轨迹与弹丸三轴运动频率问的相互关系,设计了三轴转台试验,根据文中模型和频谱分析法对试验数据进行了相关处理.试验结果证明,利用文中的数学模型能够较准确测量弹目的相对方位和弹丸运动中的姿态特征,可以得到弹丸三轴运动的频率,可为修正弹药在弹道修正时准确地提供所需的修正数据.     

弹目偏差向量测试系统中坐标变换的误差分析

根据弹目偏差向量测试系统中建立的3个坐标系,分析了坐际变换的误差源,对主要误差源进行了分析计算,并分析研究了它们对系统测试精度的影响。     

磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的原理分析

针对用磁阻传感器测量旋转弹滚转姿态的问题,提出了磁阻传感器滚转角及磁阻传感器滚转角速率的概念,给出了磁阻传感器测量方程和磁阻传感器滚转角速率的测量方程.经过理论推导给出了弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率的关系式,分析结果表明弹体滚转角速率与磁阻传感器滚转角速率之间的测量误差受弹丸俯仰姿态、偏航姿态和射向的影响.数值仿真表明,弹丸滚转角速率的地磁测量方法在一定条件下是可行的,但在工程实际应用中难以保证滚转角的精确测量.     

速度匹配加机动辅助的滚转弹滚转角空中对准法

针对卫星与惯性速度匹配法对滚转角的空中对准精度不高这一问题,提出一种卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法。在卫星与惯性组合制导方式下,以可观测性分析为基础,机动辅助采取纵向比例导引加重力补偿制导律形式,结合卡尔曼滤波完成滚转角的空中对准,并分析机动辅助策略在不同导航比、重力补偿系数下对滚转角对准效果的影响,以及弹体名义转速拉偏、惯性组件误差拉偏对机动辅助策略的影响。仿真结果表明：在考虑卫星定速及惯性组件误差情况下,该方法能够在全弹道内实现滚转角的精对准,误差在2°以内,收敛时间10 s;可通过调节重力补偿系数改变对准的速度、精度,导航比用来保证制导稳定。卫星与惯性速度匹配加机动辅助的方法相比于卫星与惯性速度匹配法,对准效果更好;在弹体名义转速以及惯性组件误差存在拉偏情况下,对准效果受影响较小,抗干扰性较强。     

基于角度和红外图像信息的弹目相对距离算法

提出了一种弹目之间相对距离的估算方法。该方法基于相邻图像帧之间目标特征点的匹配,提取具有旋转不变性的特征线度信息,结合目标在弹体坐标系中的高低角和方位角,从弹目初始距离出发,通过定位方程实现递推测距。仿真结果表明,它具有测距精度高、被动定位的特点。     

基于弹丸激波的弹目偏差测试与反演研究

由于空中超声速弹丸激波的复杂性和易被干扰性而难以捕捉,其弹目偏差测试是一大难题。为研究基于弹丸激波特性的弹目偏差测试原理和方法,在描述弹目偏差测试场景的基础上,分析激波形成机理和激波形成前后参数关系,建立弹目偏差测试模型和基于弹群激波环境简化的线性及非线性干扰模型。综合采用时间宽度测试原理进行外场试验与采用激波压力场累积效应的压力测试进行仿真反演相结合,结果表明仿真反演与工程测试相符合,为超声速运动目标声学定位和跟踪提供了一种新思路和方法。     

基于地磁与卫星组合的高旋弹丸滚转角高频测量及系统误差计算研究

为了研究地磁与卫星组合测量的系统误差并提高其测量频率,利用高旋弹丸的飞行特性,建立了基于小攻角及单轴旋转假设的弹丸滚转角及其角速率的高频测量方法,并推导了其滚转角及其角速率计算的系统误差方程。通过建立以俯仰角为变量的仿真模型,完成了组合测量系统在全域范围内实时变化的系统误差计算。经6自由度(DOF)外弹道仿真验证,在排除弹轴与地磁矢量的较小夹角区域后,其整体滚转角误差小于±5°,角速率误差小于±5°/s. 在中小射角发射条件下,地磁与卫星组合的滚转角计算方法能够满足高旋弹丸的高频高精度的滚转角测量。     

基于粗糙集和加权TOPSIS法的弹目匹配模型

提出了基于粗糙集和加权TOPSIS法的弹目匹配模型;该模型充分考虑目标特性和战斗部毁伤效应匹配度,适应了弹目匹配固有的客观性和非线性跳跃变化特点;算例分析表明:该模型能够对各类武器打击各目标的优先顺序进行量化评估,解决了混合火力打击下打击目标的弹型选择问题.     

末端修正迫弹激光探测器及目标方位模型

研究了末段修正迫弹激光探测器的工作原理，对激光探测器修正区域进行了分析，推导了地面坐标系与激光探测器坐标系的坐标变换公式，建立了激光探测器模型；研究了利用目标光斑位置求解目标方位角和跟踪误差角的方法，建立了目标方位模型。仿真计算表明：末段修正时必须选择合适的弹体转速，转速太低会造成对目标的漏扫；通过对末段弹道进行多次修正能够显著提高迫弹的落点精度。本文所建立的激光探测器模型和目标方位模型为末段修正迫弹的弹道模型建立和外弹道仿真计算打下了基础。     

弹丸回转库的结构设计与仿真

为满足火力武器弹药补给的需求,设计一款适用于弹药输送车的弹丸回转库.根据弹丸回转库的组成结构和工作方式,建立3维结构模型,采用动力学方法,分析弹丸回转库典型工况的受力状态,通过专用计算软件,获得弹药的传输时间和传输精度,并通过虚拟样机仿真得出满足弹丸回转库的设计要求.仿真结果表明:该方案能够在规定时间内完成弹丸的传送,传送位置精度高,具有一定的参考价值.     

刻槽弹体旋转侵彻铝靶试验与数值模拟

为研究刻槽弹体旋转侵彻作用性能,分析了刻槽弹体旋转侵彻作用过程,在着靶速度400～700 m/s范围对刻槽弹体和卵形弹体旋转侵彻铝靶进行了试验研究,利用LS-DYNA动力学软件对刻槽弹体和卵形弹体旋转侵彻过程进行了数值仿真,仿真和试验结果吻合较好,表明仿真方法及材料模型的适用性。进行了着靶速度300～700 m/s,转速0～1 500 r/s条件下的仿真试验。仿真结果表明,旋转对刻槽弹体侵深具有很大的影响,在弹体转速和着靶速度达到合理匹配时,旋转的刻槽弹体可以有效地提高弹体的侵深。     

弹丸穿越线圈靶偏移对测速精度的影响

线圈靶是测量弹丸速度的一种区截装置。将磁化弹丸作为点磁偶极子,通过建立物理模型,利用电磁场的理论,建立磁化弹丸沿线圈靶轴线方向和以一定的偏移量穿越线圈靶的数学模型。利用Matlab软件仿真,得出了偏移量与感应电动势的关系曲线。仿真结果表明,偏移量是影响线圈靶测速精度的重要因素。     

潜艇平行航向齐射两枚鱼雷时相对目标方位开角研究

舰艇对潜艇平行航向齐射两枚鱼雷的方位分辨能力对水声对抗指挥决策具有重要影响。在研究潜射自导鱼雷平行航向齐射组织方法的基础上,建立了潜艇齐射两枚鱼雷相对舰艇目标方位开角的数学模型,对不同对抗态势和战术条件下齐射两枚鱼雷相对舰艇开角大小及其影响因素进行了计算分析。结果表明：齐射两枚鱼雷相对目标方位开角与来袭鱼雷报警距离、鱼雷的齐射时间间隔、优化系数、鱼雷的自导性能等因素有关,在通常的战术条件下齐射两枚鱼雷相对目标的方位开角在3°~7°之间,现有舰艇声纳难以准确分辨出齐射的两枚鱼雷,通常只能按一批鱼雷目标进行报警和对抗。     

塑性功转热系数对钝头弹侵彻金属靶模拟结果的影响

对于金属在高应变率下发生塑性变形所产生的温升,其转热系数一般认为介于0.8~1.0之间,而穿甲领域内普遍采用转热系数为0.9的假定。事实上,该转热系数应是应变、应变率和温度的函数。提出了这样一个简单函数,依据文献[13]的20 mm直径钝头弹侵彻12 mm厚Weldox 700E钢靶的实验工况,使用AUTODYN-2D比较了数值模拟中转热系数为0.8、0.9和1.0以及本文提出的转热系数函数对靶板中剪切带温度预测的差异以及对弹道极限模拟的影响。结果表明:转热系数为0.8、0.9和1.0的假定过高地估计了剪切带中的温升,而提出的函数给出的温度预测与文献[13]中的实验结果吻合;同时不同转热系数给出的弹道极限几乎相同。     

迫击炮弹丸与身管配合间隙优化设计

针对迫击炮弹丸出炮口时的尾翼颈部折断问题,考虑弹丸前定心部与膛壁的摩擦,建立了迫击炮弹丸与身管耦合系统的有限元模型,对弹丸膛内运动过程进行了仿真计算,得到弹丸起始扰动,以出炮口时刻弹丸起始扰动的位移、角位移和角速度构建优化目标函数,以弹丸与身管配合间隙为设计变量,基于Isight软件提供的多目标优化方法对弹丸起始扰动进行优化设计,得出了相对最优配合间隙值。结果表明,迫击炮弹丸与身管配合间隙对弹丸起始扰动影响显著,优化后出炮口时刻弹丸质心位移、角位移和角速度均明显减小,该结果对迫击炮弹丸与身管的匹配设计具有一定参考价值。     

基于Hermite插值的制导炮弹姿态旋转矢量优化方法

在制导炮弹姿态解算过程中,角增量提取精度对姿态解算精度的影响显著,为此提出一种Hermite 插值二子样角增量提取算法。进一步优化Hermite插值公式的系数,得出优化Hermite插值二子样角增量提取算法。在锥动环境下,将该算法与Lagrange插值三子样角增量提取算法进行仿真和试验对比。结果表明：采用所提出的Hermite插值二子样角增量提取算法的姿态解算精度优于Lagrange插值,且优化Hermite插值更适用于制导炮弹姿态解算的实际情况;该算法不仅适用于制导炮弹高动态环境,而且在同样精度条件下,可降低姿态更新采样频率,降低了对导航计算机的要求。