脉冲式弹道修正弹运动稳定性分析

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弹道修正技术是提高常规弹药作战效能的一种重要手段。本文以采用“捷联导引,脉冲修正”工作体制的脉冲式弹道修正弹为研究对象,对脉冲作用下弹道修正弹的飞行稳定性及脉冲作用对捷联导引头的影响等问题进行详细研究。首先,对国内外弹道修正技术的发展状况进行了概述,详细介绍了多次脉冲修正弹的工作原理、工作过程和存在的问题。建立了脉冲修正弹的六自由度刚体弹道仿真模型,给出了利用捷联导引头信息实现弹轴追踪及脉冲比例导引的方法,并进行弹道仿真。然后,利用小扰动处理方法,建立弹道修正弹的角运动线性模型;基于李雅普诺夫第一方法,给出了弹道修正弹的动稳定判据及快、慢圆运动稳定判据,并分析各种因素对动稳定性的影响;分析了脉冲作用对攻角运动方程特解的影响,提出通过限制脉冲力来保证飞行稳定。在研究脉冲力、力矩及飞行速度对攻角运动影响的基础上,给出了保证飞行稳定的脉冲力、力矩的取值范围,并对脉冲作用下攻角的运动特性进行了分析,仿真结果表明,攻角近似按指数规律衰减。结合多次修正的特点,分析了脉冲修正间隔时间及脉冲修正时机对弹道修正弹运动稳定性的影响。另外,还从保证飞行稳定性及脉冲发动机的修正效率出发,分析了转速设计时需要考虑的各种因素。最后,分析弹体晃动对捷联成像导引头测量的影响。为了保证飞行过程中目标不被晃出光学视场,讨论了脉冲力、力矩及飞行速度等因素对体视线角振荡的影响。给出了捷联体制下视线转率解耦算法,并分析了弹体晃动对视线转率提取的影响。本文的工作对于脉冲修正弹的总体方案设计以及下一步的应用具有重要意义。
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