火箭弹一种制导方法研究

论文摘要

射程远、精度高是现代武器发展的趋势。精确打击弹药首推导弹，但导弹造价昂贵，不适于大规模装备，简易控制技术是目前国内外提高低成本弹药的命中精度所首选的一种技术，研究意义重大。本文针对一种火箭弹的简易制导方法进行了研究。测量系统选用地面火控雷达，通过测量弹丸飞行中的实际信息量，比较同一时刻其与基准弹道上的偏差量，再利用地面估算系统估算出落点的偏差量，确定脉冲发动机作用的个数和方位角，改变弹丸飞行姿态，修正落点偏差。本文以某型低速旋转尾翼火箭弹为研究对象，建立了相应的坐标系，详细的分析了作用在弹道修正弹上的力和力矩，由动量定理和动量矩定理推导出了在一般形式下的弹道修正弹的空间六自由度的运动方程；对引起弹道落点偏差的因素进行了分析，以某口径火箭弹为例仿真了可测信息量对估算精度的影响，发现速度大小、弹道倾角、弹道偏角和位置坐标是引起落点偏差的主要因素；对弹道探测技术发展现状作综合性阐述，并基于现状，选用地面火控雷达作为测量装置；对弹道修正弹上脉冲推力器的安装和点火控制方法进行了简要的设计与分析；设计了弹道修正弹指令修正的修正方法，通过数字仿真验证了方法的可行性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 背景与意义
• 1.2 国内外同类武器的发展现状和趋势
• 1.3 简易制导的工作过程
• 1.4 本文的主要工作
• 2 弹道修正弹刚体弹道模型的建立
• 2.1 坐标系
• 2.1.1 坐标系的定义
• 2.1.2 各坐标系之间的关系及其转换
• 2.2 作用在弹上的力和力矩
• 2.2.1 作用在弹丸上的力
• 2.2.2 作用在弹丸上的力矩
• 2.3 弹道修正弹刚体运动方程组的建立
• 2.3.1 质心运动方程组
• 2.3.2 绕心运动方程组
• 2.3.3 几何关系方程
• 2.3.4 控制关系方程
• 2.3.5 一般形式的弹丸运动方程组
• 2.4 风的作用
• （?）_xr'>2.4.1 阻力^（?）_xr
• （?）_yr'>2.4.2 升力^（?）_yr
• （?）_zr'>2.4.3 静力矩^（?）_zr
• （?）_zzr'>2.4.4 赤道阻尼力矩^（?）_zzr
• （?）_zwr和极阻尼力矩^（?）_zxr'>2.4.5 尾翼导转力矩^（?）_zwr和极阻尼力矩^（?）_zxr
• （?）_yr'>2.4.6 马格努斯力矩^（?）_yr
• 3 偏差分析
• 3.1 四条弹道
• 3.1.1 基准弹道
• 3.1.2 实际弹道
• 3.1.3 估算弹道
• 3.1.4 修正弹道
• 3.2 引起偏差的因素
• 3.2.1 起始扰动
• 3.2.2 风扰动
• 3.2.3 推力偏心
• 3.3 落点偏差的估算
• 3.3.1 估算方法
• 3.3.2 可测信息量对估算精度的影响
• 3.3.3 小结
• 4 弹道探测技术综述
• 4.1 实际弹道探测技术
• 4.1.1 半主动模式
• 4.1.2 全主动模式
• 4.2 弹道探测技术存在的问题及对策
• 4.2.1 半主动模式
• 4.2.2 全主动模式
• 4.3 研究结果
• 5 简易制导系统
• 5.1 系统组成
• 5.1.1 测量系统
• 5.1.2 解算系统
• 5.1.3 弹上装置
• 5.2 系统工作原理
• 5.3 脉冲推力器的模型
• 5.3.1 脉冲力模型
• 5.3.2 脉冲推力器安装
• 5.3.3 脉冲选择和点火设计
• 5.3.4 脉冲发动机修正原则
• 5.4 修正过程.
• 5.4.1 修正方法
• 5.4.2 修正参数确定
• 6 火箭弹弹道制导的仿真分析
• 6.1 基准弹道和实际弹道的仿真计算
• 6.2 脉冲发动机修正参数确定
• 0的选取'>6.2.1 t₀的选取
• 0的选取'>6.2.2 I₀的选取
• i的选取'>6.2.3 l_i的选取
• 6.2.4 Δt的选取
• 6.2.5 确定n和1
• 6.3 弹道控制过程和控制精度的仿真与分析
• 6.3.1 作用方位角β
• y'>6.3.2 发动机点火个数n_y
• 6.3.3 修正弹道曲线
• 6.3.4 修正范围的确定
• 6.3.5 小结
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献