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《北京理工大学》 2016年
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反装甲制导子弹药总体技术若干问题研究

刘骁  
【摘要】:智能化弹药是传统弹药向智能化发展过程中形成的精确打击弹药。本文研究的反装甲制导子弹药属于智能化弹药。研究着眼于以下四方面:气动外形改进;制导弹药末段目标捕获区域;中制导律;末制导律设计。研究内容主要分为五部分:第一,提出一种基于舵效率改进的BAT(Briliiant Anti-Tank Submunition)气动布局修改方法。首先分析卷弧翼转为平直翼的气动数据,采用翼身部件组合法计算气动系数,推导出俯仰操纵力矩系数导数的气动估算公式。针对俯仰舵效率较低的不足,从空气动力学机理角度,提出增加弦长、展长和改变舵位置3种修改方案,结果表明副翼舵面修改为尾舵后,可以大幅提高BAT的俯仰操纵力矩。第二,提出基于导引头开机点概率分布的制导弹药末段目标捕获区域方法。首先给出考虑扰动因素的弹道模型,计算了末制导开始时刻的零控脱靶量和制导弹药的控制修正能力。针对制导弹药是否加入中制导环节,建立末制导过程中目标与制导弹药的几何关系模型,通过概率椭球与概率椭圆的近似计算,得到导引头视线失调角公式。提出了一般的导引头视线失调角解析方法,进而利用置信区间判断末制导截获目标概率。最后针对多种干扰因素,分析不同干扰对视线失调角置信区间的影响。第三,提出一种复合改进抽样的蒙特卡罗方法,可以有效提高计算精度、减少模拟次数,并对视线失调角散布的单因素与双因素影响分析。针对有交互作用的干扰因素,提出了一种基于未知概率分布抽样的重要性测度分析方法,在多种干扰因素并存且有交互效应的复杂情况下,给出其重要性测度的求解方法。第四,提出了两种中制导律,用于解决有高概率目标捕获要求与姿态角约束的三维制导问题。首先提出用正交多项式最小二乘拟合的方法,求解交接班最佳位置姿态。其次根据不同设计思路推导两种导引律,一种采用传统的最优导引律满足姿态角约束,另一种在姿态角约束的基础上设计了一阶多项式与二阶多项式的偏置比例导引律,后者可以满足末端视线角速率的控制,并且得到了剩余时间估计方法。最后,提出两种变系数末制导律。首先对无重力补偿比例导引律和重力补偿导引律进行了分析。鉴于实战中目标随机出现的情况,提出变系数导引律,推导了考虑重力补偿的变系数比例导引律。其次通过分析中末制导律交接班的过渡条件,提出了一种考虑交接班渐入渐出条件的变系数制导律,使得交接班过程中加速度连续变化。论文研究成果对反装甲制导子弹药的外形设计、目标捕获区域、中制导有一定参考意义。
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TJ410

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