火箭外弹道快速计算与修正方法研究

摘要

提高多管火箭射击精度是多管火箭研制的重要目标，依据外弹道快速计算进行落点修正是提高多管火箭射击准确度进而提高射击精度的有效途径之一。现在外弹道计算中广泛采用的数值积分方法计算时间长，同时对落点的修正需要多次迭代，难以满足未来战争快速精确打击的需求。本文以某国家973项目为背景，提出了一种火箭外弹道快速计算方法(DTTMM)和基于射角的快速落点修正算法，实现了火箭外弹道快速计算和落点准确修正。本文主要研究内容如下:
　　1)仿真分析了火箭弹加工误差对其气动力参数的影响，获得了火箭弹在确定马赫数和攻角情况下，各气动力参数随尾翼斜置角、弹头尺寸误差的变化规律。同时仿真分析了火箭弹有无加工误差的情况下，气动力参数随马赫数变化的情况，揭示了其随速度变化的规律。
　　2)建立了火箭外弹道快速计算的离散时间传递矩阵法，实现了对122mm火箭弹外弹道的快速计算，计算有效性得到了实际射击结果的验证。与相同条件下传统数值计算方法对比，本文方法提高计算速度25％。
　　3)仿真分析了火箭弹加工误差对射击密集度的影响。结果表明现有加工水平下，火箭弹加工误差对纵向密集度有较小影响，对横向密集度的影响基本可以忽略。
　　4)在不同射角情况下，定量分析了起始扰动、加工误差、风等各个因素对火箭弹射击精度的影响。仿真结果表明起始扰动已经成为影响射击精度的最主要因素，在小射角下，这一情况尤为明显。
　　5)提出了一种基于射角的落点修正算法。通过对单位射角修正量的合理改变，可实现不同射角下的快速准确修正。利用此修正算法，对具体三组不同射角、不同误差情况的落点进行了修正，达到预期效果。

目录

声明

摘要

1．绪论

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 外弹道计算

1．2．2 修正技术

1．2．3 离散时间传递矩阵法

1．3 论文的主要研究内容

2．加工误差对火箭弹气动特性影响分析

2．1 计算流体力学(era)简介

2．2 控制方程

2．3 求解模型、数值格式和边界条件

2．4 计算结果

2．4．1 尾翼斜置角对气动力参数影响分析

2．4．2 弹头部尺寸偏差对气动力参数影响分析

2．4．3 尾翼故障对气动力参数影响分析

2．4．4 最终影响结果

2．5 本章小结

3．基于离散时间传递矩阵法的外弹道快速计算

3．1 作用于火箭弹上力与力矩简介．

3．1．1 推力

3．1．2 重力及重力加速度

3．1．3 空气动力

3．2 计算模型

3．3 计算方法

3．3．1 状态矢量与起始条件

3．3．2 过程传递矩阵推导及拼装

3．3．3 总体传递矩阵

3．4 仿真结果与分析

3．4．1 DTTMM与6DOF仿真结果对比分析

3．4．2 实际试验验证

3．4．3 计算时间比较分析

3．5 加工误差对射击密集度影响分析

3．6 本章小结

4 落点修正

4．1 火箭弹射击精度影响因素定量分析

4．2 落点修正算法

4．2．1 射角修正

4．2．2 方位角修正

4．3 修正算法验证

4．4 修正结果实例

4．5 本章总结

5．总结与展望

5．1 论文主要研究成果

5．2 下一步工作展望

致谢

参考文献

1．攻读硕士学位期间参加科研项目3项