基于引信头锥摆动的火箭弹弹道修正方法

针对现有火箭弹头锥摆动方法不适用于库存火箭弹的问题,提出基于引信头锥摆动的弹道修正方法。该方法通过电机驱动控制引信头锥摆角改变全弹气动外形,产生二维弹道修正所需附加修正力及力矩,达到修正弹道落点的目的。气动仿真结果表明:阻力系数仿真值与风洞试验值的相对误差不超过20%,且弹道仿真结果与原火箭弹的方向、距离误差对比表明,头锥摆动式弹道修正引信的修正能力可以基本满足二维弹道修正的要求。     

旋转稳定弹弹道修正引信减旋装置研究

对旋转稳定弹弹道修正引信的减旋技术进行了探索性研究,提出并建立了七自由度外弹道模型,通过计算和分析表明：采用减旋翼减旋,通过轴承连接引信和弹丸的减旋装置不仅可以使弹道修正引信减旋,而且可以使弹道修正引信在弹道飞行过程中逐步达到较低的平衡转速,为二维弹道修正引信正常工作创造了良好的条件,并且验证了带减旋装置的弹道修正弹满足飞行稳定性要求。     

二维弹道修正引信弹道辨识模型及精度仿真分析

文中提出利用卡尔曼滤波技术来建立二维弹道修正引信弹道辨识模型,在弹道方程基础上建立了卡尔曼滤波的弹道辨识状态方程和量测方程,构建了二维弹道修正引信弹道辨识模型算法;利用均匀设计方法对弹道辨识模型的精度进行了仿真分析,仿真结果表明基于卡尔曼滤波技术的弹道辨识模型可以满足弹道修正引信的系统精度要求.     

弹道修正弹永磁电机的控制方法研究

在弹道修正技术中,对永磁电机的转速控制是关键,根据永磁直流电机电磁转矩和机械特性的分析结果,提出了在永磁电机电枢回路串接电阻的调速方法,并且建立了模拟样机系统进行了模拟控制实验。实验结果表明,该方法对永磁电机的转速控制稳定性好,并且响应速度快。研究结果为后续二维弹道修正引信的调速和定姿方法提供了参考依据。     

永磁同步电机控制系统带过调制的弱磁控制策略研究

永磁同步电机控制系统在实际应用中,复杂多变的工况对电机的响应需求是不同的。为了拓宽电机控制系统的调速范围,且满足系统对转矩响应能力和大转矩输出特性的要求,在弱磁控制策略的基础上引入过调制方法,将其应用于永磁同步电机控制系统,并进行仿真和实验研究。结果表明,相比于无过调制的弱磁控制策略,带过调制的弱磁控制策略能使系统在调速过程中充分利用直流母线电压,从而提高了转矩响应和大转矩输出能力,缩短了转速响应时间,同时电机的工作效率符合应用要求。     

基于频谱细化的干扰磁场自主标定方法

针对基于磁传感器的二维弹道修正引信滚转角测量中翼面干扰磁场影响测量精度问题,提出了基于频谱细化的干扰磁场自主标定方法。该方法通过频谱细化以及相关特征值计算得到磁传感器信号中干扰磁场信号的幅值、相位信息,再根据翼面与弹丸之间的相对转速测量结果,重构翼面干扰磁场信号,然后将磁传感器的输出信号中减去该重构信号,比较精确地得到地磁场在磁传感器中的分量,实现了干扰磁场的标定。仿真结果表明,该方法能够较好地消除翼面干扰磁场对地磁信号的影响,从而提高引信滚转角解算精度,使其满足二维弹道修正引信滚转角测量要求。     

弹道修正引信及其旋转隔离技术综述

概述了国外弹道修正引信的发展现状,根据修正能力的不同,可分为一维弹道修正引信和二维弹道修正引信,按照引信上弹道修正执行机构的特点又将二维弹道修正引信分为CCF型、GIF型和PGK型,分析了各种弹道修正引信的修正机理和技术特点以及国内在相关技术领域存在的主要差距。介绍了弹道修正引信旋转隔离技术的作用、工作环境和工作要求,概述了该技术的国外研究现状,并对其进行分类总结。对比国内在旋转隔离技术上的相关研究,对将来国内在该领域的发展进行了展望。     

155mm固定翼双旋弹二维弹道修正引信的翼面转速特性及修正能力研究

二维弹道修正引信实现弹道修正的前提是对头部翼面部分转速进行控制。基于155 mm 固定翼双旋弹二维弹道修正引信平台,分别对双旋环境下弹体和翼面的转速特性进行了分析。建立翼面作用下双旋弹丸运动模型,采用计算流体力学软件对二维弹道修正引信进行数值模拟,计算得到了翼面各项气动力参数;通过对二维弹道修正滚转通道动力学方程展开分析,以弹丸和头部翼面部分转动惯量为基础,综合分析了翼面转动惯量、摩擦力矩、翼面滚转阻尼力矩和翼面导转力矩对全弹道转速、落点、横向偏差、攻角的影响;在转速控制基础上对155 mm 固定翼二维弹道修正引信修正能力进行了评估。研究结果表明：二维弹道修正引信导转翼面角度取5.0°~5.5°、修正翼面角度取8°~9°时可以满足控制所需的平衡转速和修正能力要求;双旋转速仿真结果可以反映弹道修正引信、精确制导组件等双旋弹丸的转速特性,为此类双旋弹丸翼面部分设计提供了理论依据。     

基于平衡力矩法的二维弹道修正引信摩擦力矩测试方法

针对目前文献未披露二维弹道修正引信摩擦力矩测试方法,仅是在选取的特定条件下对轴承摩擦力矩进行测试,不能满足轴承在二维弹道修正引信中作用时高过载、高转速的工况要求,无法得到轴承在二维弹道修正引信全寿命周期摩擦力矩值的问题,提出了基于平衡力矩法的二维弹道修正引信摩擦力矩测试方法。该方法考虑了轴承装配、高转速和高过载对摩擦力矩的影响,将轴承装配在二维弹道修正引信中,使用马歇特锤和高速转台分别模拟引信高过载和高转速的环境,通过所设计的装置实现摩擦力矩测试。试验验证表明,该方法可有效测得不同转速、经受轴向和径向高过载后二维弹道修正引信摩擦力矩值,测试操作性强,测量条件范围广。由数据分析可知转速和径向过载对二维弹道修正引信摩擦力矩值影响较大,轴向过载对摩擦力矩值影响并不明显。与理论计算值相比,结果更加符合实际,接近真实值。     

基于引信头锥摆动的弹道修正执行器设计

良好的执行器在弹道修正系统中不仅能够简化控制器的设计,降低功耗,而且能够有效提高弹道修正效率,因此,执行机构的设计也是进行弹道修正控制的一个重要环节。文中以一种尾翼微旋火箭弹为研究对象,在分析弹道修正系统对执行机构输出和响应时间要求的基础上,设计了一种适用引信头锥摆动的电机驱动和齿轮传动的执行机构,并提出一种驱动执行算法。     

一种导航式二维弹道修正引信的设计和关键技术分析

在分析国内外二维弹道修正技术的研究现状基础上，提出了一种导航式二维弹道修正引信方案，确定了其工作原理，并对其中的关键技术，如基于GPS／MIMU组合导航技术、基于鸭舵的修正控制技术、旋转稳定弹的引信模块减旋技术等以及系统设计建模与仿真方法进行了分析。对二维弹道修正引信技术研究具有参考价值。     

引信头锥摆动角对火箭弹气动特性及控制能力影响

针对低旋火箭弹在引信头锥摆动时改变了全弹的气动特性问题,进行了气动特性仿真,分析了引信头锥摆动角对火箭弹气动参数的影响,并利用气动仿真得到的数据进行控制能力的仿真,从而为弹道修正火箭弹设计提供依据。仿真结果表明:升力系数和俯仰力矩系数随引信头锥摆动角的增大都有显著的增大,且在稳定飞行时引信头锥摆动火箭弹的修正能力可以满足火箭弹二维弹道修正的要求。     

基于MIMU的弹道修正引信弹道参数解算及对MIMU的精度要求

研究了基于MIMU的弹道修正引信弹道参数解算法，并用这套算法对MIMU各惯性器件精度进行了分析，发现各惯性器件精度对弹道参数精度的影响各不相同，并相互独立，确定了以某火箭为背景的弹道弹修正引信用MIMU应满足的精度。     

弹道修正引信发展综述

弹道修正引信可以解决火炮、弹药在远程化的同时散布加大的问题,为促进弹道修正引信的发展,介绍了弹道修正引信的发展史;介绍了法国"斯帕西多"、英德"欧洲"、美国PGK、MGK、英国"银弹"、俄罗斯"迪纳米卡"等典型弹道修正引信及其特点;归纳了弹道修正引信效费比高、可通用于多种口径弹药、可使库存传统弹药灵巧化等一系列优点。提出应当大力发展弹道修正引信,并且一维、二维同步发展。     

人小鬼大——弹道修正引信让笨弹变聪明

海湾战争之后,美国空军利用GPS技术研制了一种弹尾制导组件,将美国库存的大量老式炸弹改造为“杰达姆”制导炸弹,价格只有两万多美元,从而使其敢于放手使用。精确制导武器使用比例在1991年海湾战争时仅为7%,到2001年阿富汗“持久自由”行动时猛增到65%。其实,多年来美国陆军也在尝试为普通炮弹加装一种制导组件,即弹道修正引信,开发自己的“杰达姆”。弹道修正引信可适用于各种155和105毫米炮弹,拧在弹上即可使用,而且成本低廉(从1000至3000美元不等)。正在研制中的弹道修正引信有多种,其中包括距离与方向修正(二维)式、距离修正(一维)式…     

固定翼二维弹道修正引信升力翼面位置的影响

固定翼二维弹道修正引信研究需要了解翼面之间的气动干扰。鉴于查不到相关文献,采用流场计算中广泛使用的数值模拟方法,计算引信及翼面的气动参数和修正弹的流场分布。计算结果表明,在固定翼二维弹道修正引信翼面尺寸和安装角度不变的前提下,随着升力翼面安装位置的前移,固定翼二维弹道修正引信的导转力矩、导转翼面的阻力和导转力矩以及升力翼面的阻力和升力均有所增加,而对导转翼面升力的影响较小;在跨音速时,引信及翼面的气动参数均变化较大。     

GPS弹道修正引信软件化设计

根据引信软件化的概念,基于DSP的可编程快速数字信号处理功能,利用GPS的快速空间三维定位信息,进行了GPS弹道修正引信的弹道解算、电子安全系统的软件化设计,满足新一代引信的发展方向。     

一维弹道修正引信阻力器的研究现状分析及其设计原则探讨

通过对国内外一维弹道修正引信阻力器的研究现状进行分析，剖析了几种典型一维弹道修正引信阻力器结构的优缺点，并对其主要技术参数进行了对比分析。在此基础上，提出了一维弹道修正引信阻力器的设计原则，对今后一维弹道修正引信阻力器的方案设计具有重要的指导意义。     

弹道修正弹对转磁力矩电机机理分析建模

为了设计弹道修正控制算法,需要准确建立对转磁力矩电机的数学模型。根据对转磁力矩电机与普通永磁无刷电机的区别,采用机理分析的方法对转磁力矩电机本体、三相逆变器和位置解码器进行了分析建模,得到了对转磁力矩电机系统的数学模型。为了验证模型的准确性,基于Simulink平台搭建了系统仿真模型,并对电机从起动至转速稳定这一过程进行了仿真。仿真结果表明,所建立的对转磁力矩电机数学模型准确,为磁力矩电机的性能和修正控制算法的研究提供了工具。     

炮弹轴向加速度测量方法

炮弹轴向加速度是一维弹道修正引信进行射程修正的重要参数,为了消除传感器安装在远离炮弹质心的引信中而引起的离心加速度,采用艰加速度传感器纵向排列的方法检测炮弹质心轴向加速度,利用弹道方程生成随机弹道作为实际弹道进行了仿真分析,设计了测量装置,在弹丸飞出炮口的时刻,弹载加速度传感器开始采集上升阶段的弹丸轴向加速度,进而利用数值积分法计算出射程偏差量,将算法仿真得到的射程偏差量与理论值进行比较,证明该方法能够满足工程实现要求。