高超声速飞行器助推段弹道快速计算方法

为提高机动发射高超声速飞行器助推段弹道计算速度和精度,提出一种联合BP神经网络和Levenberg-Marquardt(L-M)算法实现弹道精确快速计算的方法。首先综合考虑各项约束条件设计了助推段飞行程序和弹道优化模型;其次采用BP神经网络方法推导了发射点及终端入轨点状态量与弹道参数的映射关系;最后建立了基于BP神经网络和L-M算法的联合数值寻优计算模型,并采用联合算法对高超声速飞行器助推段弹道进行优化计算。仿真结果表明,基于BP神经网络和L-M方法的联合算法能够快速和高精度地完成机动条件下的高超声速飞行器助推段弹道计算,其终端高度、速度和弹道倾角的入轨精度可分别达到2 m、0.1 m/s、0.01°,并且弹道计算耗时在3 s以内。     

火炮发射步枪子弹的次口径实验技术

介绍了一种利用25 mm弹道滑膛炮发射7.62 mm步枪子弹的次口径实验技术。利用绝缘胶木弹托解决炮口径远大于子弹弹径的问题,使25 mm滑膛炮易于发射小口径子弹;在子弹后端胶粘一小质量同直径绝缘胶木圆柱,改变弹丸整体质心位置,使质心相对靠前,从而改善子弹发射后的气动弹道特性,保证弹道姿态;在目标靶前分别设置前后阻挡板,以分离、阻挡弹托及弹托碎片,保证弹道实验无附加的碎片效应。     

基于转镜跟踪目标的分析与计算

基于高速CCD相机主光轴的转镜弹道同步跟踪系统,研究了高速飞行弹丸飞行姿态和飞行速度的问题,利用转镜的反射原理和转镜运动规律,建立了转镜随弹丸运动的时空关系模型和转镜运动参数的数学模型,并推导转镜运动参数与弹丸飞行速度和弹道距转镜中心垂直高度之间的数学关系;在理论分析的基础上,用MATLAB分析了转镜视场内的弹道宽度随时间变化的规律以及转镜转角和角加速度随时间变化的规律,得到在某一时刻转镜视场的大小以及转镜参数的变化曲线;给出了转镜尺寸、扫描速率曲线和最大离散速度等主要参数的计算方法,分析了它们对整个跟踪系统的影响。针对系统设置参数为h=150 m, v=300 m/s时进行仿真,仿真结果表明本系统可实现对高速弹丸的同步跟踪。     

截卵形弹水平入水的速度衰减及空泡扩展特性

用轻气炮设备对截卵形弹进行了速度在100~150 m/s的水平入水实验,利用高速相机记录了整个入水过程,获取了截卵形弹体在水中运动的速度衰减规律,并对平头弹、卵形弹及截卵形入水弹道稳定性及速度衰减规律进行了对比,对截卵形弹体入水形成的空泡扩展行为进行了理论研究,建立了关于空泡扩展的理论模型,得到了固定位置和固定时间处空泡扩展半径、速度分别与时间和侵彻距离的关系,实验数据与理论计算吻合很好。     

活性粉末混凝土基表面异形遮弹层的抗侵彻特性

为了探索新型抗钻地武器防护技术,提出了一种由偏航层和基本层构成的活性粉末混凝土(reactivepowderconcrete, RPC)基表面异形遮弹层。采用?57mm 半穿甲弹开展了初始速度320~705m/s的弹 道冲击试验,获得了弹体破坏特征、弹体偏转角、最大侵彻深度、靶体破坏形态等试验结果,并提出了弹体侵彻 深度简化计算公式。研究结果表明,由高强度、高韧性RPC材料构成的异形体可以显著削弱弹体侵彻威力。 撞击时弹体均发生了不同程度的弯曲变形和破裂,弹道明显偏转,随着撞击速度的增大,弹体偏转角先增大后 减小,当撞击速度为505m/s时,最大偏转角达到61.4。试验后的钢纤维RPC基本层没有出现大面积冲击 弹坑和震塌现象,裂缝浅而少,保持了较好的完整性。计算结果与试验数据吻合较好,验证了公式的合理性。     

弹道靶开式微波谐振腔测量系统研究

The principle and experimental results of the open microwave resonant cavity measurement system were introduced. The models were steel ball models and the ball models coated with copper. The diameter of the models was 10mm. The models were launched in ballistic range. The model velocity was 5.44 km.s^-1. The wake electron density of the models was obtained. The experimental results presents that the response time of the open microwave resonant cavity measurement system was quicker than 1ms. The results showed the wake electron density ranged from 10⁹cm^-3 to 10¹¹cm^-3 could be achieved.     

数字锁相弹道相机旋转快门相位控制器的优化设计

分析了弹道相机系统的构成,并对弹道相机的最主要部分——旋转快门相位控制器工作原理进行剖析.鉴于闭环锁相控制捕获速度及同步准确对目标的摄取及后续交汇处理准确均有较显著影响,在具体分析弹道相机各种工作状态和控制信号关系的基础上,设计了一种基于数字锁相技术的弹道相机旋转快门相位控制器,并对驱动频率及相位差调整等关键技术难点进行建模分析,论证了该设计方案的可行性及优越性.实验结果表明,采用该设计方案可显著提高相机旋转快门的同步准确,使得相机交汇处理数据具有更好的平滑性和一致性.     

扩张尾裙对跨介质航行器高速入水转平弹道特性影响

扩张尾裙是影响跨介质航行器高速入水转平弹道及其稳定性的关键因素.采用流体体积多相流模型和动网格技术,建立了跨介质超空泡航行器高速入水多相流场弹道耦合计算方法,并通过试验验证了计算方法的准确性和适用性.通过对跨介质航行器高速入水转平过程进行数值模拟研究,获得尾裙外形对航行器入水转平过程中空泡发展形态、流体动力特性与弹道特性的影响,并分析尾裙扩张角度对高速入水转平弹道的影响规律.结果表明:不同预置舵角下的无尾裙外形航行器在入水转平过程中,攻角持续增大,最终导致弹道发散,带尾裙外形航行器在入水后尾裙沾湿形成了恢复力矩,获得了稳定的入水转平弹道;设计的1.5°, 6°, 8°尾裙角度的航行器形成了稳定滑水、单侧尾拍以及双侧尾拍3种弹道特征,且均能实现稳定高速入水转平弹道;稳定滑水弹道原理为预置舵角与尾裙滑水耦合作用下达到的动态平衡,该弹道综合阻力系数最小,转弯效率最高,动载荷最小,是跨介质航行器高速入水的理想弹道转平形式.     

基于激光半主动的弹道修正系统修正能力的研究

弹道修正技术是为了解决射程与精度的矛盾而采用的一种有效方法。激光半主动弹道修正是采用激光半主动检测落点误差,通过对鸭舵进行弹道修正来提高打击精度的。分析了激光半主动弹道修正系统的工作原理和尾翼式微旋火箭弹鸭舵执行机构控制力,建立了尾翼式微旋火箭弹的刚体弹道,在最大周期平均控制力下持续对由弹道修正的弹道修正能力进行了仿真,得到不同启控时间的弹道修正能力。为激光目标指示器、探测器、鸭舵执行机构协调设计提供了理论依据。     

终点弹道段飞行弹丸中波红外触发技术研究

在靶场测试领域,触发器主要用于探测弹丸出射时产生的物理现象,并输出弹丸击发零时刻触发信号,以启动不同的后续弹道测试设备工作,实现多参数的同步。现有触发器易受环境影响,体积较大不易搬运,使用局限性较大。为解决以上局限性,通过研究飞行弹丸在终点弹道段红外辐射特性,选择合适的中波红外探测器,设计中波红外触发器,通过光学结构对中波红外信号聚集,聚焦在PbSe探测器的光敏面上,设计相应的信号处理电路,实现对弹丸的准确探测。经实验验证,该触发器能够在35 m内对弹丸进行有效探测,输出可靠触发信号,探测灵敏度高,具有良好的环境适应性和可靠性。