【摘 要】
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随着现代战争模式的变化,各国对弹箭武器的精确化打击要求不断提高,对于常规弹箭的简易制导化和智能化改造是提升我国国防力量必须面对的问题。现有导弹的精确化水平和技术已经相当成熟,能够满足战场的需求,但是其造价昂贵并不能够满足广泛装备的条件,在低成本制式炮弹的基础上进行弹药的智能化和制导化改进,能够提高其命中精度、降低花销、减少附带伤害。尾翼稳定弹的制导化技术已经较为成熟,而针对依靠陀螺稳定的高速旋转弹
【基金项目】
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瞬态冲击技术重点实验室基金项目（编号:6142606183107）
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随着现代战争模式的变化,各国对弹箭武器的精确化打击要求不断提高,对于常规弹箭的简易制导化和智能化改造是提升我国国防力量必须面对的问题。现有导弹的精确化水平和技术已经相当成熟,能够满足战场的需求,但是其造价昂贵并不能够满足广泛装备的条件,在低成本制式炮弹的基础上进行弹药的智能化和制导化改进,能够提高其命中精度、降低花销、减少附带伤害。尾翼稳定弹的制导化技术已经较为成熟,而针对依靠陀螺稳定的高速旋转弹的制导化改造我国才处于初步性理论研究工作阶段,在未来较长的一段时间内,旋转稳定弹的制导化改造、气动控制执行机构的研发、气动特性研究依然需要不断推进。本文以安装扰流片修正控制组件的旋转稳定修正弹为研究对象,对其飞行弹道特性、气动特性、扰流片气动外形的优化等理论、技术问题展开研究,主要包含以下方面:根据扰流片旋转稳定修正弹的气动布局和受控运动特点,基于动量定理和动量矩定理建立了修正弹六自由度刚体弹道模型和考虑侧向过载的有控质点弹道模型,利用建立的弹道运动模型进行了无控飞行、有控飞行及修正能力仿真分析,在有控条件下研究了相同控制方位、不同启控时刻弹丸的弹道曲线变化规律,弹道攻角的变化特性。改变控制相位对弹道特性进行仿真,观察不同的控制方位对弹道修正能力的影响。对该类修正弹的弹道特性有了初步的了解。借鉴现有国外一些扰流片外形设计,设计了:1、具有扰流片弧长、扰流片高度和弧长跟梢比三个外形变量的正立式扰流片;2、分别具有单斜度和双斜度的两类斜立式扰流片。对将以上各型扰流片配置于修正弹上后弹丸的气动特性开展研究。首先进行无控弹和有控弹的几何建模和网格划分,然后对无控弹以及带有不同外形扰流片的修正弹分别进行亚、跨、超音速下的气动仿真计算;继而后处理得出无控弹的常规气动系数如阻力系数、升力系数和静力矩系数,处理出诱导阻力系数、升力系数导数、静力矩系数导数,最后对所得流场结果进行气动分析,由有控气动系数减去无控气动系数得出扰流片轴向力系数、扰流片法向力系数和扰流片静力矩系数,分析其随马赫数和攻角的变化,并研究了各情形下的不同扰流片外形尺寸对扰流片气动系数的影响。构建神经网络模型以及Kriging模型作为气动力计算的代理模型,对采用数值模拟得出扰流片气动系数的过程进行预测,继而对扰流片气动外形的优化方法开展研究。利用气动系数快速预测模型进行修正弹的弹道修正特性研究。
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