机载布撒器子弹药抛撒参数设计与散布规律研究

论文摘要

机载布撒器空中飞行运动的特性及其子弹落点散布直接关系到攻击任务的执行情况,目标的毁伤效应是由子弹落点散布决定的,而子弹散布又是由子母弹各抛撒参数决定的。本文以某型子母式布撒器为研究对象,分析了子母弹飞行运动和子弹落点散布的基本特性,并对其进行数学建模与数值模拟分析,且同时对抛撒参数进行了优化设计,主要内容如下：(1)建立了布撒器母弹刚体运动数学模型和子弹质点运动数学模型,对影响子弹落点散布的抛撒高度、母弹倾角、母弹速度、母弹转速、径向推速和时序间隔分别进行了仿真分析,得出了这些抛撒因素影响子弹落点散布的一般规律。(2)建立了以最大散布毁伤面积为目标函数的优化数学模型,运用复合形法对影响子弹落点散布的主要参数进行优化计算,优化出最佳抛撒方案,该方案形成的子弹落点散布验证了结果的正确性和优化方法的可行性。(3)应用统计试验法建立了布撒器母弹和子弹的落点散布数学模型,对间隔构建、窗口扫描、随机抽样和区域搜索四种判别跑道是否存在最小升降窗口的方法进行了分析比较,从中选择一种较优的方法对子弹落点散布椭圆大小、压缩系数和射向角影响跑道毁伤概率的基本情况进行了研究分析,得到了子弹落点散布对机场跑道毁伤效应影响的一般规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的研究背景和意义
• 1.2 国内外研究概况和发展趋势
• 1.2.1 国外研究概况
• 1.2.2 国内研究概况
• 1.2.3 布撒器的发展趋势
• 1.4 本文主要工作
• 2 布撒器及其子弹运动的数值仿真
• 2.1 弹丸飞行的力学分析
• 2.1.1 坐标系的建立与变换
• 2.1.2 作用在弹丸上的力
• 2.1.3 作用在弹丸上的力矩
• 2.2 子母弹数学模型的建立
• 2.2.1 基本假设
• 2.2.2 弹丸运动方程
• 2.2.3 子母弹数学模型
• 2.3 子母弹初始条件的确定
• 2.3.1 子母弹基本结构及参数
• 2.3.2 子弹初始位置和速度
• 2.3.3 子弹初始条件的转换
• 2.4 抛撒仿真计算
• 2.4.1 计算方法
• 2.4.2 程序框图
• 2.4.3 仿真结果
• 2.5 本章小结
• 3 子弹散布的影响因素分析
• 3.1 子弹散布特性参数的演算
• 3.1.1 散布位置参数
• 3.1.2 椭圆形状参数
• 3.2 一次性抛撒方式下影响因素分析
• 3.2.1 抛撒高度的影响分析
• 3.2.2 母弹倾角的影响分析
• 3.2.3 母弹速度的影响分析
• 3.2.4 径向推速的影响分析
• 3.2.5 母弹转速的影响分析
• 3.3 时序抛撒方式下时序影响分析
• 3.4 本章小结
• 4 抛撒参数优化设计
• 4.1 优化设计规划
• 4.1.1 设计任务的描述
• 4.1.2 设计要素的确定
• 4.1.3 数学模型的确定
• 4.2 复合形法寻优
• 4.2.1 优化方法的选择
• 4.2.2 复合形法的基本原理
• 4.2.3 复合形法的寻优过程
• 4.3 优化计算分析
• 4.3.1 优化计算程序框图
• 4.3.2 优化结果分析
• 4.3.3 寻优过程分析
• 4.4 本章小结
• 5 布撒器毁伤效应仿真研究及影响因素分析
• 5.1 毁伤效应评估的建模与仿真
• 5.1.1 随机模拟
• 5.1.2 数学模型
• 5.1.3 仿真示例
• 5.2 MLW判定方法的研究分析
• 5.2.1 间隔构建法
• 5.2.2 窗口扫描法
• 5.2.3 随机抽样法
• 5.2.4 区域搜索法
• 5.2.5 比较分析
• 5.3 毁伤效应影响因素分析
• 5.3.1 参数设计
• 5.3.2 椭圆压缩系数的影响分析
• 5.3.3 椭圆大小的影响分析
• 5.3.4 射向角的影响分析
• 5.4 本章小结
• 6 结束语
• 致谢
• 参考文献