炮射巡飞弹的弹道设计和飞行控制分析
发布时间：2020-11-04 13:25
现代战争是科技的战争,随着新时代军事科技的日新月异,实现精确打击已经成为新型常规武器的首要任务。快速侦查并且摧毁敌方目标必然是现代战争所需要的,这时便出现了巡飞弹,它既能承担侦查工作又能实现打击目标的任务。本文以一种利用火炮平台发射的巡飞弹为研究对象,对巡飞弹的气动特性、飞行弹道设计和飞行控制等方面内容进行分析和研究。首先,建立了炮射巡飞弹的结构模型,对其结构模型进行网格划分,通过气动流场专用计算软件来模拟巡飞弹在不同工况下的气动特性,得出巡飞弹升力系数、阻力系数、升阻比、压心系数、静力矩系数、静稳定度等随马赫数、攻角和舵偏角的变化规律,完成了巡飞弹的气动模拟计算,为后面的弹道设计打好基础。其次,对巡飞弹进行了弹道设计,在巡飞弹的制导段采用基于最大升阻比的方法进行设计,利用GPS/INS组合导航使巡飞弹按着基于最大升阻比的滑翔方案弹道飞行；当滑翔到预定高度时,巡飞弹尾部发动机开始工作,推动巡飞弹定高直线飞行,进入直线平飞段；当飞行到敌方目标上空区域,进入侦察巡飞段；开始执行侦察作战任务。然后,为了使巡飞弹能按照所需要的方案弹道飞行,对巡飞弹进行了控制系统设计：分别建立了巡飞弹的舵回路、阻尼回路、俯仰角稳定回路、高度稳定回路和倾斜稳定回路,对各个稳定回路进行了PID控制器设计,并且对PID控制器参数进行了整定,使得整定的参数在频域和时域内具有良好的控制性能,所设计的控制系统具有良好的动态特性和稳定性。最后,在所建立控制回路的基础上对巡飞弹进行了弹道数字仿真,仿真结果表明,控制弹道能够达到预设的要求,控制系统能够满足飞行控制设计的总体要求。文中提出的弹道设计方法、飞行控制方案和数值仿真结果等为巡飞弹的研制提供了理论与技术支持。
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ410
【部分图文】：
??隊两??图１．１‘‘快看＂（卿ｉｃｋｌｏｏｋ）侦察巡飞弹?图１．２‘啦銀’化ＡＭ）攻击巡飞弹??我国在巡飞弹领域已经有了相当多的研究技术积累，在引进国外先进技术Ｗ后，进??行不断努力，己经自主成功研制出配备３００ｍｍ大曰径火箭炮的炮射巡飞弹，并己经装??备了部队；但在我炮兵主战火炮上（如１５５ｍｍ?口径）尚未升展该技术方案的研究，火??炮曰径减小，相关技术的应用等难度将増大。?ｔ??炮射巡飞弹的应用是建立在火炮发射技术、减旋稳定技术、空气动力学、飞行力学、??制导技术、控制技术等多口综合的工程技术，涉及的领域比较广泛，关键技术繁多，随??着新技术的不断发展和出现，有很多新的技术问题需要进一步加强和提高，下面对炮射??巡飞弹的研究现状进行简要的阐述。??１．２．２炮箭巡飞弹气动外形设计研究现状??炮射巡飞弹相对于普通炮弹的外形，増加了巧面，并且在巡飞的过程中，巡飞弹会??展开一对大展弦比的充气式弹翼
本章中采用非结构性网格划分技术，将整个计算区域分为巧外两层，外层巧＾十算流??场，内层为弹体，综合起来，计算区域的网格数量在约为１５０万。??图３．３和３．４分别给出了整个计算流场网格示意图和巡飞弹整体表面网格分示意團。??图３．３整个计算流场网格示意質妃，担ｙ：：，；毁点；？苗护巧巧??２５??
为后续的弹道设计打好基础。??＾＾＾４°攻角、速度为ｌＯＯｍ／ｓ为例，巡飞弹在弹出大展弦比弹翼后弹体模型表面压力??分布云图如下图３．５所示。?’??ｉ．３〇＊＞ｏｓ??１．２９？＊ＯＳ??ｍｕ?ｕｉ＂〇ｓ??圓圓‘??画Ｅ?ｍ??５．７４？＾??Ｓ．２Ｓ＊＊０４??４．ｅ４ｅ＊０４?［＿＿Ｘ??４．３ｅｅ＊０＊?＼??图３．５攻角４°速度为ｌＯＯｉＷｓ时弹体表面压力分布云图??从图３．５中可１＾看出，弾体在飞行的过程中，由于来流气流受到压缩，在弹体上特??别是弹翼前方区域形成了驻点，所Ｗ在这些地方自然就形成了流体高压区，而在弹翼的??上方、尾化的后方和弹体的尾部，这些区域由于受来流的影响相对比较小，流过的气流??则经过膨胀加速后形成了低压区。??２６??
【参考文献】
本文编号：2870150
【学位单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TJ410
【部分图文】：
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本章中采用非结构性网格划分技术，将整个计算区域分为巧外两层，外层巧＾十算流??场，内层为弹体，综合起来，计算区域的网格数量在约为１５０万。??图３．３和３．４分别给出了整个计算流场网格示意图和巡飞弹整体表面网格分示意團。??图３．３整个计算流场网格示意質妃，担ｙ：：，；毁点；？苗护巧巧??２５??
为后续的弹道设计打好基础。??＾＾＾４°攻角、速度为ｌＯＯｍ／ｓ为例，巡飞弹在弹出大展弦比弹翼后弹体模型表面压力??分布云图如下图３．５所示。?’??ｉ．３〇＊＞ｏｓ??１．２９？＊ＯＳ??ｍｕ?ｕｉ＂〇ｓ??圓圓‘??画Ｅ?ｍ??５．７４？＾??Ｓ．２Ｓ＊＊０４??４．ｅ４ｅ＊０４?［＿＿Ｘ??４．３ｅｅ＊０＊?＼??图３．５攻角４°速度为ｌＯＯｉＷｓ时弹体表面压力分布云图??从图３．５中可１＾看出，弾体在飞行的过程中，由于来流气流受到压缩，在弹体上特??别是弹翼前方区域形成了驻点，所Ｗ在这些地方自然就形成了流体高压区，而在弹翼的??上方、尾化的后方和弹体的尾部，这些区域由于受来流的影响相对比较小，流过的气流??则经过膨胀加速后形成了低压区。??２６??
【参考文献】
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本文编号：2870150
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