某型卫星制导迫弹气动特性分析与弹道仿真

发布时间：2021-05-18 03:37

　　火炮作为“战争之神”与地面战争有着悠久的历史渊源,是陆军最主要的伴随性压制火力之一。在降低火炮射弹散布的前提下,如何大幅度提高其打击精度,达到首发命中和首发毁伤的目的,已受到世界各国的青睐。目前,常规兵器的制导化技术已经成为世界各军事大国竞相研究的热点。本文以简易卫星制导迫弹为研究对象,研究了弹丸的气动特性、弹体的动态特性和弹丸的脉冲修正弹道。具体工作如下：1.工程计算。根据工程经验公式,结合弹丸空气动力学的理论知识及本文所研究的弹形结构、弹丸的飞行条件,编写程序计算弹丸的气动参数。就所给出的三个预选方案的气动特性进行对比分析,结合质点弹道的仿真结果选择最符合设计要求的一个方案作为本文后续工作的研究基础。2.流场数值模拟及气动特性分析。使用ICEM进行弹丸外流场网格划分,采用Fluent进行流场仿真计算,得到弹丸的气动参数。根据仿真结果分析弹丸不同工况下气动参数的变化规律。3.气动参数拟合。将数值仿真得到的气动参数采用非线性最小二乘法进行拟合,得到弹丸的气动参数随双变量（攻角、Ma数）变化的拟合公式。4.动态特性分析。依据小扰动理论建立滚转弹丸弹体的传递函数,据此分析弹丸在脉冲发动机工... 

【文章来源】：南京理工大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究的目的和意义
    1.2 制导炮弹的发展现状
    1.3 本文的研究背景
        1.3.1 弹体结构示意图
        1.3.2 基本工作原理
        1.3.3 实现低成本所采用的技术措施
    1.4 本文的主要研究内容
2 弹丸气动参数工程计算及分析
    2.1 气动参数的工程计算方法及计算公式
        2.1.1 弹丸升力系数
        2.1.2 弹丸阻力系数
        2.1.3 弹丸压力中心系数
        2.1.4 弹丸俯仰力矩系数
        2.1.5 弹丸稳定裕度
    2.2 计算结果与分析
        2.2.1 方案的气动布局
        2.2.2 气动参数计算结果及分析
    2.3 本章小结
3 弹丸气动参数数值模拟及分析
    3.1 数值模拟的理论基础
        3.1.1 流体力学控制方程
        3.1.2 有限体积法
        3.1.3 基于有限体积法的控制方程的离散格式
        3.1.4 湍流模型
        3.1.5 网格生成技术
    3.2 流场仿真及结果分析
        3.2.1 网格划分
        3.2.2 计算条件
        3.2.3 收敛判据
        3.2.4 算例验证
        3.2.5 计算结果及分析
    3.3 六自由度弹道气动参数拟合
        3.3.1 非线性最小二乘法
        3.3.2 单变量气动参数拟合
        3.3.3 双变量气动参数拟合
    3.4 本章小结
4 弹丸的动态特性分析
    4.1 弹体传递函数的建立
    4.2 弹体动态稳定性分析
        4.2.1 特征点的选取
        4.2.2 动态稳定条件
        4.2.3 弹体的固有角频率和滚转速率
        4.2.4 尾翼斜置角度
    4.3 脉冲发动机工作条件下弹体的稳定性分析
        4.3.1 发动机位置对弹体稳定性的影响
        4.3.2 发动机冲量对弹体稳定性的影响
        4.3.3 发动机连续工作对弹体稳定性的影响
    4.4 本章小结
5 弹道仿真及分析
    5.1 坐标系的定义及其转换
        5.1.1 常用坐标系的定义
        5.1.2 坐标系的转换关系
    5.2 弹丸运动方程组的建立
        5.2.1 作用在弹丸上的气动力和力矩
        5.2.2 弹丸运动方程组
    5.3 弹道仿真结果及分析
        5.3.1 自由飞行弹道
        5.3.2 脉冲修正弹道
    5.4 实弹射击结果
        5.4.1 开环拉偏试验
        5.4.2 闭环精度射击实验
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]解析美军新型激光制导子弹[J]. 要雪峰,栗苹.  制导与引信. 2014(02)
[2]高速旋转弹丸马格努斯效应数值研究[J]. 雷娟棉,李田田,黄灿.  兵工学报. 2013(06)
[3]国外制导炮弹发展综述[J]. 白毅,仲海东,秦雅娟,夜乐萍.  飞航导弹. 2013(05)
[4]末制导炮弹辅助诸元对激光制导的影响分析[J]. 王代智,戴俊.  舰船电子工程. 2013(02)
[5]灵巧弹药发展概述[J]. 孙传杰,钱立新,胡艳辉,高海鹰,刘飞.  含能材料. 2012(06)
[6]基于可观性因子的MINS/GPS紧组合导航系统设计[J]. 王翠.  微计算机信息. 2012(10)
[7]制导炮弹飞行姿态的卡尔曼滤波估计方法[J]. 牛春峰,刘世平,王中原.  中国惯性技术学报. 2012(05)
[8]火箭弹气动力工程算法计算模型研究[J]. 许邵杰,陈雄,胡少青.  弹箭与制导学报. 2012(03)
[9]末制导炮弹发展概况和趋势[J]. 史博,赵志宁,白宝健.  价值工程. 2012(13)
[10]制导炮弹滑翔弹道优化设计方法研究[J]. 史金光,王中原,孙洪辉,竹建东.  南京理工大学学报. 2011(05)

博士论文
[1]基于改进Gauss伪谱法的高超声速飞行器轨迹优化与制导[D]. 孙勇.哈尔滨工业大学 2012

硕士论文
[1]某型飞航导弹气动特性分析[D]. 曾奎.哈尔滨工程大学 2013



本文编号：3193035