机载导弹弹射式发射建模与仿真

对机载导弹采用气压传动系统进行弹射式发射进行动力学建模与仿真。通过建立气压传动各元件的数学方程,在MATLAB/Simulink软件中建立气压传动系统仿真模型。同时在多体系统动力学仿真分析软件ADAMS中建立机载导弹动力学模型,并在Simulink中对弹射发射过程中作动筒与弹体分离过程进行控制。采用Simulink与ADAMS开展联合仿真,研究机载导弹弹射式发射动力学行为。     

机弹分离气动干扰对导弹自控终点散布影响仿真研究

提出了采用流场数值模拟和弹道仿真相结合对导弹自控终点侧向散布进行计算的新方法.运用动网格技术更新由于导弹与载机发生相对运动而导致的计算域的变化,将整个流场的解与六自由度运动方程的解进行耦舍,模拟计算了9个工况下机弹分离时导弹所受气动干扰力、姿态角和位置,分析了发射条件对导弹气动力、姿态角和位置的影响,并将其作为导弹弹道仿真初始参数,仿真计算了导弹的自控终点侧向散布.结果表明该型导弹与载机分离时产生的气动干扰对导弹飞行自控终点侧向散布影响较小,从而验证了该型导弹的发射可靠性.     

敏捷导弹大角度姿态控制系统设计

研究了具有大离轴角及越肩发射能力的敏捷导弹初始段敏捷转弯的控制方法,用反作用喷气控制系统来提供大角度敏捷转弯时大攻角飞行的控制力矩。首先利用时标分离的思想将导弹姿态控制系统的运动学部分和动力学部分分别视为慢变子系统和快变子系统,然后应用动态逆和变结构控制相结合来设计各子系统的控制律;最后,在考虑了导弹各个环节非理想因素的情况下,对导弹进行全耦合状态下三通道联合仿真。仿真结果表明所提出的控制方法,能够有效消除敏捷导弹大角度姿态机动时的结构参数变化以及各种外部干扰的影响,可以很好地控制导弹的大迎角机动飞行,鲁棒性强,简单易行,具有一定的实用性。     

基于Agent建模的机载激光武器系统作战效能影响因素分析

为了研究机载激光武器的安装对轰炸机作战效能的影响，提出了基于功能组件的模块化作战仿真框架。采用基于Agent的建模与仿真方法,基于感知、通信、决策、运动、执行的功能对Agent模块进行划分,提出了基于功能组件的模块化作战仿真体系。在此模型框架下,设计机载激光武器系统、雷达系统、导弹等模块的状态机,并建立考虑相对位置变化的详细数学模型,以分析在战斗每一时刻影响作战效能的指标参数变化情况。最后通过对典型突防作战算例的仿真,研究了在动态作战过程中激光武器的发射镜直径和发射功率与目标表面光斑大小和能量密度随相对距离的变化关系,分析了在载机为高速小雷达散射截面积(radar cross section, RCS)和低速大RCS两种情况下,机载激光武器的发射镜直径和发射功率对轰炸机突防效能的影响。分析结果表明,提高机载激光武器的发射功率和发射镜直径对作战效能提升显著,尤其是在载机为低速大RCS的情况下对效能的提升非常显著。     

机载诱饵弹与烟幕弹的组合使用方法研究

现役红外诱饵弹和载机在运动特性、辐射特性上存在着差异,无法对某新型红外制导导弹进行有效干扰。把载机、烟幕弹、诱饵弹和导弹作为一个复杂系统进行红外对抗仿真,将烟幕弹、诱饵弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的正确规避相结合,不仅解决了相对飞机的高速气流对烟幕的影响问题,而且得出了机载诱饵弹与烟幕弹组合使用的有效干扰方法。     

导弹水下动机座垂直发射动力学建模与仿真

分析了潜艇带速水下垂直发射导弹过程中导弹所受到的流体动力特性、弹体与弹性密封环的相互作用,建立了水下动机座垂直发射导弹的动力学模型,提出了导弹仿真耦合算法,给出了弹道仿真算例。为导弹垂直发射弹道控制、发射安全性评估、导弹与发射系统设计提供理论基础与研究手段。     

机载导弹分离过程仿真

数值仿真方法是研究机载导弹分离问题的一种高效且经济的手段,它为研究导弹与载机的安全分离、气动干扰和导弹起火点的选择等问题提供了参考依据.应用计算流体动力学软件(FLUENT)的动网格技术和二次开发功能,并采用带旋流修正的湍流模型和SIMPLEC法则进行压力和速度之间的耦合能够模拟导弹和载机的分离过程,该方法成功地解决了导弹受控分离时所牵涉的多体网格的受控相对运动问题.     

防空导弹抗击巡航导弹仿真

以防空导弹抗击巡航导弹为背景,根据防空导弹控制系统原理、防空导弹飞行动力学和运动学特性、防空导弹总体设计参数,建立了防空导弹武器系统的闭环数学模型,并选择相应的满足精度的算法,研究开发了便于演示和操作的防空导弹飞行弹道仿真平台。根据仿真平台计算输出的数据判断该防空导弹是否成功拦截了目标,通过对多组数据的比较研究得出一定条件下的发射区和最佳发射斜距,并对各种环境因素可能造成的影响进行了分析。     

采用本机智能机动策略增大越肩发射截获区

传统认为可通过改善导弹性能增大越肩发射截获区。深入研究越肩发射过程后，发现：目标和本机的运动是相互影响的，本机机动可以影响导弹对目标的截获。故提出可通过改善本机机动，即采用本机智能机动策略得到更大的越肩发射截获区。采用可视化数据挖掘，从过去越肩发射仿真数据中获取知识，通过采用模糊算法用所获取的知识改善本机机动策略，得到本机智能机动策略。在数字仿真中，通过采用这种智能的机动策略，本机的截获区比过去至少增大了122%。除了传统的通过提高导弹性能增大越肩发射截获区外，通过采用本机智能机动策略也能。     

激光制导炸弹无偏置上仰投放战术机动规划

无偏置上仰投弹是一种典型的激光制导炸弹投放战术,作战飞机战术机动规划的目的是在遵循战术要求的前提下寻找出最优飞行航路以及装备操作关键点、时机和参数。根据无偏置上仰投弹战术描述,建立了基于机动组合的战术模型。综合考虑战机机动性能和激光制导弹使用限制等约束条件,以地面目标毁伤程度最大化和战机受威胁程度最小化为目标,建立了战术机动多目标优化模型。采用基于分解的多目标优化算法求解模型。仿真实验验证了模型和算法的可行性、有效性。     

电波频率对射频隐身性能的影响分析

针对新一代军用飞机对射频隐身能力的迫切需求,研究了电波频率对射频隐身性能的影响。首先基于截获距离给出了隐身效率的定义。然后综合考虑自由空间衰减、大气吸收衰减和降雨衰减的影响,对截获距离与电波频率之间的关系进行了分析。最后仿真了10~40 GHz之间,不同工作距离和天气环境下,频率改变对射频隐身性能的影响。结果表明,频率选择对射频隐身性能具有很大影响,在10~40 GHz内通过频率改变能够提高约10%的隐身效率,同时工作距离和天气条件对隐身性能也会产生一定的影响。     

飞行器射频隐身技术研究综述

随着现代电子对抗技术和军事装备的不断发展, 无源探测系统对飞行器及其所搭载有源电子设备的探测能力得到了显著提高, 飞行器在现代作战环境中的生存能力和突防能力受到了严重威胁。飞行器射频隐身技术是通过控制机载雷达、数据链、高度表、电子对抗等机载有源电子设备射频辐射以提高飞行器战场生存能力的重要技术途径, 在当今战场中起着重要作用。本文对飞行器射频隐身技术研究与发展进行了综述。首先, 阐述了射频隐身技术的基本概念和研究现状, 介绍了射频隐身技术的基本原理和实现途径。然后, 分别从射频隐身性能评价体系、最低辐射能量控制、低副瓣数字波束形成、射频隐身信号波形设计、多传感器协同与管理等方面, 对射频隐身技术领域的研究成果进行评述。最后, 基于对已有研究成果的总结和分析, 针对当前射频隐身技术发展存在的问题, 对未来飞行器射频隐身技术的发展趋势进行了展望。     

飞机声学隐身技术

大量的分析表明,飞机声学隐身技术是飞机隐身技术中的重要内容,它对飞机的作战生存力有很大的影响。本文介绍了飞机音响的来源、机理及其控制,以及国外声学隐身技术的进展等。     

基于改进混合对数正态分布模型的隐身飞机动态RCS统计特性分析

针对经典模型描述复杂航迹情况下的隐身飞机动态雷达散射截面(radar cross section,RCS)统计分布特性精度不足的问题,提出一种精度更高、拟合效果更好的改进混合对数正态分布模型.首先,基于目标电磁散射数据建立隐身飞机静态RCS数据库.其次,结合实战过程中隐身飞机的运动规律,对其进行复杂机动航迹建模,解算得...     

挂载导弹的作战飞机RCS特性数值模拟

对挂载导弹的作战飞机系统的雷达散射截面(radar cross section, RCS)特性进行研究。基于物理光学法和等效电磁流法,对外挂导弹的三代作战飞机系统和内埋导弹的隐身作战飞机系统的RCS特性进行对比分析,应用CATIA软件和Matlab软件,数值模拟了作战飞机系统的RCS特性,并且分析了不同目标的RCS值对雷达发现概率的影响,研究了不同雷达波段对内埋导弹的作战飞机系统的发现概率的影响。研究结果表明,内埋导弹的隐身作战飞机在RCS特性及被雷达探测的距离方面的性能均明显优于外挂导弹的三代战机。     

倾转旋翼飞行器飞行力学建模及验证分析

为了进一步提高倾转旋翼飞行器的建模精度,考虑旋翼挥舞运动、采用有限状态尾迹模型描述旋翼诱导速度,进而建立旋翼气动力数学模型;考虑旋翼/机翼/干扰,建立相应气动力数学模型;针对倾转旋翼飞行器操纵冗余问题,建立了适用于全模态的操纵策略数学模型。最后以通用倾转旋翼飞行器数学模型和飞行试验数据,对建立的数学模型进行验证。仿真结果表明建立的飞行动力学模型具有良好的精度,适用于飞行动力学其他问题的分析研究。     

基于频控阵的多普勒波束锐化高度表设计

多普勒波束锐化(Doppler beam sharpening, DBS)是飞行器实施地形跟随或地形回避的重要技术。针对飞行器高度表在DBS工作模式的射频隐身需求, 利用频率分集阵列(frequency diversity array, FDA)研究了基于射频隐身的DBS高度表。首先通过研究FDA的辐射方向图特性, 分析了FDA的频率增量依赖特性及其距离周期性对DBS模式的影响。以此为基础, 给出了对于DBS高度表的约束条件, 包括了FDA阵元间频率增量、脉冲重复频率、脉宽等, 同时建立了FDA-DBS高度表的射频隐身模型。仿真表明, 相对于相控阵和多输入多输出等阵列, 基于FDA的DBS高度表具有优秀的射频隐身性能。     

某飞行器级间分离气动力/约束力/飞力综合建模与仿真

飞行力学模块、约束力模块和气动力模块是构成飞行器级间分离建模仿真的三个主要部分。这三个部分相互耦合,给求解带来困难。为解决这类仿真问题,提出一种综合建模方法。该方法包括:飞行力学运动方程;CFE(Constraint Force Equation)方法求解约束力;CFD(Computational Fluid Dynamics)方法求解气动力和碰撞分析。其中,气动力模块计算得到气动载荷,输入到约束力的计算中;约束力模块得到的飞行器速度和角速度输入到飞行力学模块,经积分得到位置和姿态信息;而这些速度、位置和姿态信息又反馈到气动力模块中,构成一个回路。碰撞分析模块用来计算仿真终值条件。     

突防场景下基于NWHFS的集群射频隐身性能评估

针对航空集群在突防场景下的射频(radio frequency, RF)隐身性能评估问题,提出基于正态波动犹豫模糊集(normal wiggly hesitant fuzzy set, NWHFS)相关系数的评估方法。首先,推导出NWHFS相关系数表达式;然后,通过分析航空集群与单个载机平台RF隐身评估的不同,提取出集群RF隐身性能评价参数,并得到隶属度参考点公式;组织决策者根据隶属度参考点给出NWHFS决策矩阵；最终,通过计算待评估场景与参考点集之间的相关系数,定量地评价不同场景下航空集群的RF隐身性能,并由此确定RF隐身性能排序。以四机集群为研究对象,对突防场景下的3种情景进行了仿真验证,证实该评估方法的有效性。     

远距离支援干扰下双隐身飞机自卫相参干扰对单脉冲雷达影响

以复杂电磁环境下双隐身飞机自卫相参干扰对抗单脉冲雷达为研究背景,针对单脉冲雷达角欺骗问题,提出了远距离多假目标干扰下双隐身飞机自卫相参干扰模型。首先构建双隐身飞机姿态敏感性模型,提取即时雷达散射截面序列,依据目标回波与干扰信号对应关系,建立复合等效信干比模型。在此基础上,采用脱靶与有效干扰最小即时距离对双机干扰模式下雷达角跟踪误差形成评判指标。仿真表明，该组网干扰模式使雷达角跟踪误差提高696.49倍,比单一干扰模式使单脉冲雷达角跟踪误差平均提高1.07倍,检验了组网复合相参干扰样式的有效性。