以微型扰流片为执行机构的制导炮弹飞行弹道仿真(3)
时间:2018-07-19 20:51 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
计划已经考虑对间接发射弹药使用鸭舵以实现尾翼稳定弹和旋转稳定上弹的飞行控制目的。 Smith 13 等人研究了鸭式布局的应用对旋转稳定弹的散步误差减少的影响。 他们的设计采用导 引头导航系统和安装在比弹丸转速小的滚动轴承上的鸭舵以减少鸭舵制动器的功率和带宽。 随后，Costello 14 研究了使用鸭舵时的炮弹的射击范围。研究结果表明，在使用合理大小的鸭 舵的情况下，大幅度地增大射程是可以实现的。过去三十年开发的大量制导炮弹都使用了鸭 式布局控制机制。第一个发展的项目就是铜斑蛇 16 , 15 ：155 毫米的火炮上使用四个可以伸缩 的尾翼以实现稳定和机动控制，同时在弹身上安装四个鸭舵以使其机动性增强。另一个项目， 低成本主管弹药的发展，由美国陆军和空军联合开发 17 。他们采用可扩展的固定鸭舵作为制 动装置，还在弹道修正弹上使用了可伸缩鸭舵。美国海军用火箭增程弹 19 , 18 使用火箭、尾翼、 前置鸭舵组合来使舰炮的打击范围增大5 英里。最近，神剑和 155 毫米精确制导武器 20 方案 已经证明采用鸭舵引导炮射弹药的可行性。为了克服与弹体高速旋转有关的内在困难，国外 还提出了一种带有鸭舵的双旋弹。弹丸由前体、后体两部分组成，两部分之间通过轴承连接，在约束力和约束力矩的作用下，弹丸前、后体可以不同的转速绕弹体纵轴旋转。当弹丸未发 射时整个弹与常规旋转弹没有区别；出炮口后首先按无控旋转稳定弹的弹道飞行；当进入启 控区域时，鸭舵张开，产生很大的滚转阻尼力矩，弹丸前体迅速减旋，由于前后体可相对转 动，弹丸后体仍可保持较高转速。 只要设计合理，弹丸就可在“双旋”条件下既满足陀螺稳 定及动态稳定条件，又能使执行机构动作在低转速下进行，从而可根据弹道偏差产生所需的 鸭舵控制力和控制力矩，完成旋转弹的制导控制。Mark Costello 等 21 最早对双旋弹的飞行动 力学特性进行了研究。Bradley Burchett 等 22 研究了在脉冲力和脉冲力矩瞬时作用下双旋弹的 质心偏移运动特性及弹道诸元（如俯仰角、偏航角、攻角等）变化规律。C. Grignon 等 23 详 细总结、讨论了关于旋转稳定弹横向弹道的一些控制方法，重点探讨了采用双旋弹作为无控 平台的概念。Geswender C E 等人 24 也提出在弹头部加装气动舵面并利用舵面连续地展开、 收缩进行二文弹道控制。国内对双旋弹的研究较少，施坤林等 26 , 25 从滚转解耦的二文弹道修 正引信设计角度出发，参考国外相关资料，对双旋弹的制导控制组件进行了一些初步的设计 和分析；在气动力方面，丁则胜等 22 通过风洞实验研究了减旋片（相当于舵面）对旋转弹体 滚转阻尼力矩的影响，这对双旋弹的气动特性分析有一定参考价值。 国内外研究人员还探索过一些利用直接力、气动力等进行旋转弹弹道控制的方法。如 D. Corriveau 等人 27 提出采用脉冲发动机对105 毫米旋转稳定弹进行弹道控制的方案；Jonathan Rogers 等人 28 提出的内部移动质量方案；Frank Fresconi 等 29 提出在旋转弹尾部空舱内置一 个楔形机构，由一个旋转电机控制，楔形面在电机控制下随弹丸旋转而外露于弹尾部表面， 由此产生扰动，进而诱导出控制力以控制弹丸运动。 C. Grignon 等人 30 (责任编辑：qin) |