以微型扰流片为执行机构的制导炮弹飞行弹道仿真(4)
提出在旋转弹的质心后安装四片扰流片，弹头部安装四片舵面，在弹
丸的飞行控制过程中，舵面按一定频率连续做展开、收缩的动作，这一动作将影响流经弹体
的空气流场，使弹丸产生相应的控制力和力矩控制弹丸的飞行姿态，引起弹体压心的不断变
化，进而引起弹体升力变化，依靠此升力变化便可实现对弹丸的控制。John Dykes 和 Marks
Costello 31
将其应用在尾翼稳定弹上， 研究其作用机理及对弹丸飞行姿态等的影响。 结果表明，
这种控制方式能够迅速提高弹丸的气动控制效率，可以作为一种单独的控制方式用于飞行弹
道控制上，或者用于中远程导弹的飞行控制中。
从国内外研究现状可以看出，制导炮弹由于其自身的特点，如何设计合理、适配的执行控制机构是发展制导炮弹的关键技术之一，有必要开展深入的研究。
1.3 本文的主要研究内容
图 1.1是某型制导炮弹上微型扰流片的工作原理示意图，制导炮弹在飞行过程中打开并
激活微型扰流片，扰流片会对来流产生扰动，利用激波在弹翼、弹身和扰流片之间复杂的相
互作用而在高速运动的弹丸上诱导产生气动力和气动力矩的扰动变化，即可产生对弹丸的控
制力和控制力矩。图 1.2是从来流方向观察到的装有微型扰流片的制导炮弹基本示意图。
本课题依据所学的外弹道学和飞行力学的知识，在欧美外弹道学体系下，对以微型扰流
片为执行机构的制导炮弹进行优尔自由度的飞行弹道数学建模，建立由三个质心运动学方程、
三个质心动力学方程、三个绕质心的运动学方程和三个绕质心的动力学方程共计十二个方程
组成的微分方程组，利用MATLAB语言编制飞行动力学仿真程序，采用四阶龙格-库塔法解算
微分方程组， 在不同的条件下开展该类制导炮弹的飞行弹道仿真并对仿真结果进行分析处理，
最终验证微型扰流片作为制导炮弹执行机构的可行性。
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