制导炸弹飞行性能及与面基拦截弹攻防对抗仿真研究

论文摘要

本文以常规炸弹制导化为背景,对空基发射的制导航空炸弹及海基、陆基发射的面-面制导滑翔增程弹在一定条件下的有控弹道的设计问题展开分析与研究,并构建拦截弹模型,模拟了制导炸弹与拦截弹攻防对抗飞行轨迹,内容涉及气动、弹道、攻击区、飞行特性、控制及仿真等多个方面。本文首先引用了制导航空炸弹在大气层内制导飞行的六自由度数学模型,然后用有控飞行数值仿真模拟出其飞行轨迹,计算出其在给定初始投放条件下的可攻击区及投弹空域的范围,得出形成制导航空炸弹最大攻击区和最大投弹空域的最优初始投放条件。接着建立了风场和气动特性系数误差干扰条件下的六自由度数学模型、气动、控制系统、结构等模型。对弹的总体性能（包括飞行轨迹、可攻击区及对随机干扰的敏感性）进行飞行数值仿真研究。得出如下结论:制导航空炸弹的滑翔距离和可攻击区的范围都随升阻比的增大而呈非线性增大,其滑翔距离沿随机风场方向的变化而明显变大或减少,其可攻击区形状也沿随机风场的方向而扩展或收缩或飘移等。随后基于制导航空炸弹设计了一种适合海基、陆基发射的面-面制导滑翔增程弹,并通过大量的飞行数值仿真对同发射条件下常规弹道导弹和制导滑翔增程弹两种导弹的弹道特征、飞行速度、轨迹倾角的变化规律及不同倾角发射时制导滑翔增程弹的滑翔距离、脱靶量、可攻击区的大小进行了研究。最后得出该制导滑翔增程弹的最佳发射倾角。其次构建拦截弹与目标相对运动的数学模型,运用C++编程仿真拦截弹及目标的对抗飞行轨迹,并对垂直发射的面-空拦截弹可拦截区的计算方法进行了研究。最后将制导炸弹与拦截弹进行攻防对抗飞行仿真,得出制导炸弹被拦截到时拦截弹的发射条件,提出分弹头和抛射红外诱饵两种突防策略,经大量对抗仿真可知其突防措施具有一定的可行性,此外还可以采取隐身技术等其他突防措施。在我国制导炸弹的研制过程中相应的突防问题应给予重视。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 空-面导弹
• 1.1.2 面-面导弹
• 1.1.3 面-空导弹
• 1.2 研究目的
• 1.3 国外发展现状
• 1.4 研究意义
• 1.5 飞行仿真
• 1.6 本文所做的工作
• 第2章 空基发射某制导航空炸弹的飞行性能仿真研究
• 2.1 制导航空炸弹运动数学模型
• 2.1.1 常用坐标系及相互转换关系
• 2.1.2 系统仿真总体结构
• 2.1.3 六自由度数学模型的建立
• 2.1.4 制导航空炸弹的导引律
• 2.2 制导航空炸弹运动学方程组的数值解法
• 2.3 仿真结果及分析
• 2.3.1 飞行轨迹仿真及分析
• 2.3.2 可攻击区与投弹空域的仿真及分析
• 2.3.3 脱靶量
• 2.4 风场和气动特性系数误差对弹的总体性能的影响
• 2.4.1 干扰条件下制导航空炸弹运动数学模型
• 2.4.2 仿真设计及结果分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 海（陆）基发射某面-面制导滑翔增程弹飞行性能仿真研究
• 3.1 导弹增程原理
• 3.2 本章研究内容
• 3.3 面-面制导滑翔增程弹工作原理
• 3.4 海基发射方式
• 3.5 技术要求
• 3.6 模型
• 3.6.1 面-面制导滑翔增程弹结构外形
• 3.6.2 数学模型
• 3.7 仿真结果及分析
• 3.7.1 发动机参数值
• 3.7.2 外弹道仿真结果及分析
• 3.8 本章小结
• 第4章 某面-空拦截弹飞行性能仿真研究
• 4.1 数学模型
• 4.1.1 拦截弹的数学模型
• 4.1.2 目标的数学模型
• 4.1.3 目标与拦截弹的相对关系
• 4.1.4 拦截弹制导律的计算
• 4.2 可拦截区的计算方法
• 4.3 计算机停止工作条件
• 4.4 飞行轨迹与可拦截区的计算方法及仿真分析
• 4.4.1 目标正对拦截弹飞行时拦截弹的飞行轨迹及可拦截区
• 4.4.2 目标非正对拦截弹飞行时拦截弹的飞行轨迹及可拦截区
• 4.4.3 目标作“U”型机动时拦截弹的飞行轨迹及可拦截区
• 4.4.4 目标直线飞行与“U”型机动两种情况下可拦截区的比较
• 4.5 本章小结
• 第5章 海（陆）、空发射制导炸弹与面-空拦截弹飞行轨迹攻防对抗仿真研究
• 5.1 拦截弹拦截仿真研究
• 5.1.1 攻防对抗仿真条件
• 5.1.2 仿真结果
• 5.2 突防措施仿真研究
• 5.2.1 制导航空炸弹突防措施仿真研究
• 5.2.2 面-面制导滑翔增程弹突防措施仿真研究
• 5.3 制导炸弹与面-空拦截弹攻防对抗仿真
• 5.3.1 抛射红外饵诱
• 5.3.2 分弹头
• 5.3.3 其他
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 读研期间发表和已被收录的学术论文
• 读研期间在学术活动中的获奖情况
• 致谢