机载导弹发射动力学建模与虚拟样机仿真

基于导弹在发射导轨上的运动特征,以"捕食者"机载导弹发射系统为物理原形,建立了发射动力学和运动学模型,并应用MSC.ADAMS软件建立导轨发射条件下弹-架系统动力学模型,进行了动力学仿真试验,研究结果表明,理论计算值和仿真结果相符,得到了发射过程中导弹的位置、速度和加速度随时间的变化关系以及导弹与载机分离时对载机位置、速度和加速度的影响规律.     

基于波束指令的越肩发射空空导弹转弯控制

针对程序控制导弹转弯方式的不足,提出了基于波束指令控制的空空导弹越肩发射方式。首先介绍了波束指令引导律;然后对引导段载机和导弹相对运动进行建模,求出导弹在三维空间内的弹道;推导出燃气舵导弹动力学方程和波束指令引导律与导弹控制机构的关系;最后对所推导的结论进行仿真验证。仿真结果表明了波束指令变化规律、导弹运动轨迹、法向过载变化规律、攻角变化规律和舵偏角的变化规律是一致对应的。     

越肩发射空空导弹发射条件

越肩发射的使用是有条件的,只有在保证安全的前提下才能使用越肩发射导弹攻击尾后目标,因此,载机攻击时要考虑目标威胁。通过威胁因子法分析空战中威胁载机安全的几个因素,确定各因素在目标总的威胁中所占权值,为载机正确决策提供依据;简要阐述了航迹正切规避法,并说明了使用场合;提出了越肩发射空空导弹的发射时机,基本原则是既能保证载机处于目标威胁区域之外,还要确保目标处于载机导弹的全向攻击区之内。仿真结果表明:载机被目标尾追攻击时做出正确决策可以在保证自身安全的同时将其击落。     

基于修正质点模型误差补偿的轨迹预估

针对修正质点弹道模型在旋转稳定弹大发射角发射时落点预测误差过大的问题.通过分析结果表明,主要误差来自动力平衡角与攻角间的偏差.为此,提出了带误差补偿的修正质点弹道模型,通过引入误差补偿系数提高落点预测精度.同时,设计了扩展卡尔曼滤波模型,实现了误差补偿系数的最优估计.利用卫星定位模拟器和接收机进行了半实物仿真实验.结果表明,过弹道顶点后落点预测误差小于20 m,能够满足旋转稳定弹二维弹道修正等应用需求.     

机载导弹发射的多体动力学模型

机载导弹发射技术是察打一体无人机的关键技术,因此导弹发射对小型载机的扰动成为人们关心的内容;考虑导弹和发射架之间的接触间隙,采用多体动力学理论中的Schiehlen方法,建立了机载导弹发射的多体动力学模型,对察打一体无人机的机载导弹发射进行了仿真;研究和分析了察打一体无人机对机载导弹发射的响应特性和影响机载导弹离轨姿态的因素,为该类无人机的控制系统设计提供了依据.     

安装误差和动不平衡对旋转导弹惯性器件输出的影响及补偿

为了提高旋转导弹惯性器件的测量精度.建立了弹体坐标系和动平衡坐标系并给出其转换关系;给出了陀螺仪坐标系、加速度计坐标系分别与弹体坐标系之间的转换关系.推导了安装误差和弹体动不平衡引起的陀螺仪和加速度计的测量误差模型,并进行了仿真.结果表明,利用直接补偿和高通滤波补偿方法实现了对陀螺仪和加速度计测量结果的补偿,仿真结果验证了补偿方法的可行性.     

机载红外烟幕使用方法

烟幕弹作为一种性价比高的装备广泛地应用在地面红外对抗领域.但在空空对抗领域,由于烟幕容易受到高速气流的影响,利用烟幕有效对抗空空红外制导导弹目前还是个难题.把载机、烟幕和导弹作为一个系统,将烟幕弹的发射时机、初始速度大小及方向与载机的规避相结合,利用相对运动的原理实现发射烟幕弹的精确定位,得出烟幕弹的发射方法;充分利用烟幕的遮蔽效应得出载机的机动规避轨迹,并反推出载机的控制率,得出载机的规避方法.从而解决了高速气流对烟幕的影响,得到了机载烟幕弹对红外制导导弹的干扰方法.通过对载机、烟幕、导弹复杂系统的红外对抗仿真,验证了这一干扰方法的可行性,并为机载红外干扰系统的设计及红外对抗战法的制定提供了参考.     

基于察／打一体无人机平台的导弹发射模拟

为研究机载导弹发射过程中载机、导弹之间存在的气动干扰特性和导弹运动规律,采用计算流体力学方法对导弹发射过程进行了数值模拟。结合刚体六自由度运动方程,将运动嵌套网格技术应用于机载导弹发射问题中,通过求解三维非定常Euler方程得到流场信息。应用此方法成功模拟了基于察／打一体无人机平台的导弹发射过程,获得了详细的导弹运动速度、运动轨迹和受力情况等丰富的流场信息。算例表明：运动嵌套网格技术处理具有复杂外形、较大相对位移运动问题的能力,发动机推力的影响,载机、导弹之间的气动干扰影响较小。采用计算流体力学方法和运动嵌套网格技术可为研究导弹发射过程提供参考和依据。     

推力矢量技术在空空导弹上的应用分析

研究了两种应用于空空导弹的推力矢量技术对导弹总体性能的影响问题.首先建立导弹推力矢量、运动学、动力学以及弹目相对运动数学模型,其次通过导弹性能数字仿真对比分析了两种推力矢量技术的优缺点,最后得到相关研究结论,可为导弹总体设计提供参考依据.     

基于非线性滤波的捷联惯导系统罗经法对准改进算法

为提高捷联惯导系统初始对准的快速性和精确性,根据传统的平台惯导系统罗经法对准原理,提出包括水平对准和方位对准的捷联式罗经对准算法.给出了导航坐标系下加速度和角速率的修正值,经过姿态矩阵的转换对载体坐标系下的惯性测量组件输出值进行修正补偿.对不同初始姿态角误差和不同初始航向角的仿真表明,初始航向角的改变对系统影响较大,特别在大方位失准角情况下.采用UKF算法对非线性模型滤波的仿真结果显示,最大航向角误差从15′降至6′,证明将罗经法和UKF滤波方法相结合进行捷联系统初始对准是可行有效的.     

基于终端毁伤的可瞄准战斗部优化设计

为对付多种不同的空中目标,实现战斗部破片的可控飞散,根据可瞄准战斗部的结构特点建立了弹体坐标系,基于引制一体化技术提出了可瞄准战斗部侧向攻击和前向拦截目标的单发杀伤概率计算模型. 根据可瞄准战斗部在导弹内的装配特点,初步优化了战斗部的设计参数,在此基础上,选择不同的典型目标,采用蒙特卡洛法分别研究了可瞄准战斗部的破片初速、破片飞散角和破片有效数量等主要性能参数对导弹终端毁伤效能的影响,基于终端毁伤效能的研究对可瞄准战斗部进行了优化设计,该优化过程对可瞄准战斗部的设计具有一定的参考价值.      

双通道控制旋转导弹自动驾驶仪回路的数学变换及其耦合性分析

根据双通道控制旋转导弹的特点,通过旋转变换,将弹体坐标系下的自动驾驶仪回路变换到准弹体坐标系下,并比较了与倾斜稳定导弹标准自动驾驶仪的区别. 旋转变换后自动驾驶仪的弹体环节和舵机环节的模型均发生变化. 旋转导弹自动驾驶仪回路存在运动耦合、控制耦合以及加速度计不在质心时引起的耦合. 研究结果表明,在自动驾驶仪设计中需要进行解耦,以减小交连的影响.     

舰舰协同制导舰空导弹中末目标交班问题研究

针对舰舰协同制导舰空导弹超视距拦截目标时的中末目标交班问题,确定了中末制导目标成功交班需要满足的约束条件.采用将弹目视线角矢量投影到相应旋转平面的方法,提出了一种适用于大预定指向角情况的导引头天线预定指向角解算模型.应用方差分析方法,建立了导引头天线预定指向角的误差模型,并结合协同制导作战信息流程对误差源进行了分析.应用概率论和排列组合方法,建立了单次目标和多次目标交班成功概率模型.仿真结果验证了预定指向角解算误差模型和目标交班成功概率模型的正确性,以及在减小指向角误差和提高目标交班成功概率方面的有效性.     

两点源诱偏反辐射导弹技术

根据反辐射导弹的诱偏原理,针对反辐射导弹导引头的局限性,结合现有的等功率非相干两点源的研究成果,进一步完善了反辐射导弹失控后攻击目标辐射源的两点源诱偏模型．基于导弹运行轨迹,分别建立了导弹沿中垂线入射和以一定角度入射的动态跟踪模型,在此基础上对两点源干扰下的反辐射导弹误差距离进行了探讨．通过仿真对提出的模型进行了分析验证,详细地研究了测角精度对两点源间距选择和诱偏误差的影响,对提高有源诱骗系统的作战效能有指导性的意义．     

后翼上反串置翼无人机气动特性研究

针对未来机体占用空间小并且具有高机动性飞行器的设计需求,提出后翼具有上反角的串置翼布局.采用N-S控制方程的有限体积法离散格式,选取剪切应力运输(SST)k-ω两方程湍流模型对以后翼上反角为变量的4组模型进行数值模拟分析.通过理论分析与验证机实验相结合的方法,研究了前后机翼间气动干扰特性以及后翼上反对飞行性能的影响.研究结果表明后翼上反角可避免平飞时前翼尾流对后翼的冲击,保证小攻角时的巡航稳定性.同时分析了由前后翼间持续相互干扰作用造成的不良影响,并提出了解决方案.研究论证了串置翼后翼上反能够替代垂尾起到横航向安定作用,并且通过取消垂直安定面降低了飞行器结构重量和浸润面积产生的阻力.      

基于超宽带阵列回波信息的引战配合方法

如何保证较高的引战配合效率是超宽带引信系统研究的一个关键技术问题。为获得理想的引战配合效率，基于高斯脉冲的超宽带阵列引信,分析了弹目交汇过程中近程体目标的回波信号,指出不同方向上波形宽度与阵列方向图指向、目标方向角间存在的关系式,提出了利用回波信息估计目标中心位置的方法,在此基础上,结合弹目相对速度,确定起爆点,实现最佳引战配合。仿真结果表明：利用一维均匀超宽带阵列天线的回波进行目标距离、角度位置估计是可行的，该方法是有效的。     

多型号武器的目标优化分配问题研究

对地面防空中多型号武器的目标优化分配问题进行了研究。其中包括多目标通道地空导弹武器系统杀伤区的确定、各火力单位相对于飞机类、导弹类目标的射击诸元计算、目标优化分配模型的建立及其求解。     

民用飞机后缘增升装置气动力特性SCCH试验研究

针对民用飞机增升装置对机翼气动力特性的影响,在南京航空航天大学的NH-2低速风洞开展了某型号客机等弦长后掠半模增升装置测力风洞试验研究.试验来流马赫数为0.2,基于机翼气动弦长的试验雷诺数为1.85×106.通过试验结果,重点分析了后缘襟翼偏角、缝道宽度及缝道搭接量对机翼增升装置增升效率的影响,得到了襟翼偏角和缝道的最佳组合参数.研究结果表明:襟翼偏角和缝道宽度是影响机翼气动力特性的主要参数,缝道搭接量的影响较小;合适的缝道宽度能带来较大的升力系数和升阻特性,襟翼缝道宽度为2%时升力特性最佳,襟翼缝道宽度为1%时升阻比较大.     

一种适用于图像制导导弹的制导律

目的　为便于目标识别和捕获,并避免碰框,研究在低巡航速度的条件下,减小图像导引头的需用框架角; 方法　将框架角信号和视线角速度信号进行综合,形成一种积分比例导引规律; 将其仿真结果与三点法、比例导引法进行比较; 结果　这种方法的需用框架角明显小于三点法和比例导引; 结论　该方法允许导弹以较低巡航速度飞行而不碰框,适用于各种图像制导导弹;