自旋导弹稳定性国内外研究现状和发展趋势
时间:2018-03-08 11:59 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 随着时代的发展，各国军事力量都得到长足发展，现在已经进入反坦克，地空，空空，地地导弹等各个领域。尤其是反坦克导弹，由于自身要求而使用量大，因此必须降低成本，能够低空飞行，同时要求有较高的精度命中目标，这些特点促成大部分反坦克导弹采用旋转飞行的形式，自优尔十年代开始进行自旋导弹的研制，由于不同的空域范围促成不同类型导弹的发展，现今防空区域逐渐朝向低空区域发展，因此，低空目标促使低空的近程导弹得到比较大的发展，其中较为有效发展潜力较大的即为自旋导弹。 自旋导弹是单通道控制导弹，按照某一角速度绕弹轴自旋，它是为了与一般的三通道控制导弹及两个控制通道没有滚转较稳定装置的滚动弹相区别的一种导弹。自旋导弹的特点，即优势在于它的质量相对于其他导弹较小，弹上结构设备相对其他导弹更为简单，一般自旋导弹利用尾喷管斜置，也有一些自旋导弹利用尾翼斜置来产生自旋，就是因为这样的“便携式”的结构特点，自旋导弹正朝着具有超音速、超低空、小型化和低的易损性的海域防空方向发展，从而进一步扩大了自旋导弹进行实际军事运用[3]，因此制导技术的相关应用使得自旋炮弹在近程防空反导方面具有了很大的优势。对其进行更加深入的研究也是目前的主要课题之一。19437 现今国内外都涉及了相关的自旋导弹研制，国外发展研制出的相关自旋导弹也有很多，比如有苏联的“SA - 7”，美国的“红眼睛”还有“尾刺”自旋导弹等等。我国的自旋导弹研制工作从七十年代中期已经开始。目前国内相关已公开的资料较少，主要集中于对导弹的制导控制性能，对于飞行稳定性，动态特性等相关分析研究内容相对分散。导弹保证弹丸稳定飞行的重要条件之一就是弹丸的动态稳定性。自旋导弹的飞行稳定性一般包括静稳定性、动稳定性和陀螺稳定性。静稳定性取决于静态气动力矩，即俯仰力矩，与动态品质无关；陀螺稳定性除了与静稳定性有关，还与自转速度有关；动稳定性能够全面反映飞行性能，它主要由静稳定性、陀螺稳定性和动态品质决定[4]。对于动态稳定性的研究一般建立在李雅普诺夫的运动稳定性理论之上的。 目前，国际上外导弹理论中普遍采用“冻结”系数法[5]求解导弹的动态稳定性，主要由上述内容可知，动态稳定性建立条件要相对困难些，主要由于作用在弹身上的扰动较为复杂，需要考虑的弹身力系相对更多更全时，扰动运动的方程结构会相当复杂，从而造成了其求解具有一定的难度。王中原等人根据李雅普诺夫运动稳定性理论，对其研究讨论，给出了“冻结”系数法的适用范围，主要就是因为这种方法并非任何情况下都适用，因此利用“系数冻结”法讨论弹丸动态稳定性的适用范围判据[6]。得到的相关判据是对于解决实际分析中的具体问题和对导弹的动态稳定性分析研究有很重要的意义。 首次对于自旋导弹运动特性的研究是1920年，Fowler[7]等相关学者对自旋弹体的俯仰和偏航运动进行了研究，描述了对称导弹的线性飞行运动特性。在二战结束以后，McShane[8]对Fowler理论进行了简化。滞后在1963年，Murphy总结了前人和自己的研究成果，使用了振幅平面方法[9]和拟线性方法[10-11]，研究分析了在非线性空气动力和空气动力矩作用下对称弹丸的俯仰、偏航的合成运动，采用通俗易懂的方式方法叙述了小扰动法在分析旋转弹丸问题中的应用，建立了旋转弹箭飞行稳定性理论[12]。时至今日，Murphy的稳定性研究方法一直在使用，即直接根据复数形式齐次方程的特征根实部判断动稳定性。Platus[13]在弹道式再入飞行器研究中考虑了自旋角加速度，得到与Murphy相近的稳定判据；董亮等人[14]也以复平面运动微分方程为基础，考虑了各种参数变化以及线性、非线性作用下弹箭飞行稳定性问题。同时，针对Murphy角运动方程采用复数形式使推导过程略显复杂，国内弹道专家徐明友运用李雅普诺夫直接法分析处理弹箭稳定性问题，首次找到了合适的李雅普诺夫函数，推导过程简洁，使弹箭动稳定性理论纳入李雅普诺夫直接法轨道[2]。 (责任编辑：qin) |