結(jié)合先進(jìn)突防裝置的多彈頭分導(dǎo)技術(shù)是提高突防能力的有效手段之一,為提高突防能力,必須提高對(duì)彈頭母艙的分導(dǎo)能力,達(dá)到同時(shí)分導(dǎo)多枚子彈頭的要求。多彈頭分離過(guò)程雖然短暫,但卻十分復(fù)雜。分離過(guò)程本質(zhì)上是多體相對(duì)運(yùn)動(dòng),但要考慮擾動(dòng)因素、偏差因素等對(duì)分離可能產(chǎn)生的影響,避免分離體間發(fā)生碰撞,導(dǎo)致分離失敗。因此研究多彈頭分離動(dòng)力學(xué)建模與偏差因素分析,對(duì)提高彈頭母艙的分導(dǎo)能力具有重要意義。本文以多彈頭分離系統(tǒng)為研究對(duì)象,設(shè)計(jì)滿足彈射分離方案要求的分離裝置,梳理多彈頭分離的偏差因素,對(duì)多彈頭系統(tǒng)分離動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行研究:針對(duì)子彈頭與彈頭母艙的內(nèi)分離問(wèn)題,應(yīng)用兩體相對(duì)運(yùn)動(dòng)理論建立子彈頭與彈頭母艙的質(zhì)心相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程及姿態(tài)運(yùn)動(dòng)方程。采用彈射分離的方式,即分離沖量裝置產(chǎn)生的分離力直接作用在子彈頭上,對(duì)分離系統(tǒng)進(jìn)行載荷分析,推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)基本方程。在分離過(guò)程中時(shí)刻分析分離體的相對(duì)運(yùn)動(dòng),并進(jìn)行碰撞檢測(cè)和分析,基于分離運(yùn)動(dòng)學(xué)分析建立內(nèi)分離碰撞檢測(cè)模型。將約束力方程方法應(yīng)用到分離裝置的設(shè)計(jì)中,利用壓縮螺旋彈簧產(chǎn)生分離力,其作用行程與機(jī)構(gòu)大小非常適合導(dǎo)彈分離,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高。分離導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由彈簧、滑塊、導(dǎo)軌和內(nèi)套筒四部分組成,壓縮螺旋彈簧放置在導(dǎo)向機(jī)構(gòu)內(nèi)部空間。設(shè)計(jì)符合多彈頭分離要求的分離裝置參數(shù)并建立單彈頭分離的動(dòng)力學(xué)驗(yàn)證模型。運(yùn)用Monte Carlo方法分布抽樣分離體的非標(biāo)稱設(shè)計(jì)參數(shù),以評(píng)估單彈頭是否成功分離,驗(yàn)證分離裝置設(shè)計(jì)的合理性。分析多彈頭分離系統(tǒng)的輸入?yún)?shù)中影響分離的主要偏差因素,針對(duì)多彈頭分離偏差因素影響分析問(wèn)題給出誤差計(jì)算與評(píng)估方法�；诙鄰楊^分離動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果,進(jìn)行干涉距離的判定和動(dòng)力學(xué)特性分析,得到了解鎖不同步偏差、剛性系數(shù)偏差和摩擦系數(shù)偏差對(duì)多彈頭分離動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。綜合分析偏差因素影響:摩擦系數(shù)偏差對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)移動(dòng)距離的影響最大,解鎖不同步偏差對(duì)危險(xiǎn)點(diǎn)移動(dòng)距離的影響最小;分離時(shí)間與解鎖不同步偏差、剛性系數(shù)偏差和摩擦系數(shù)偏差均正相關(guān),一定范圍內(nèi)解鎖不同步偏差和摩擦系數(shù)偏差會(huì)縮短多彈頭分離時(shí)間。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TJ760.1
【部分圖文】：

圖 1-1 集束式多彈頭飛行示意圖 圖 1-2 分導(dǎo)式多彈頭彈道示意圖在突破反導(dǎo)的戰(zhàn)術(shù)要求和已取得技術(shù)突破的背景下，1962 年，美國(guó)提出了分導(dǎo)式多彈頭（Multiple independently reentry vehicle, MIRV）的設(shè)計(jì)理念。在具備制導(dǎo)能力的母艙內(nèi)部裝填多個(gè)子彈頭，由母艙按預(yù)定程序逐個(gè)釋放，使其導(dǎo)向各自的目標(biāo)，如圖 1-2 所示。分導(dǎo)式多彈頭能攻擊一定距離范圍內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)，也能集中攻擊一個(gè)面目標(biāo)，有效提高了導(dǎo)彈的命中精度和突防能力，增大了毀傷面積和效果[6]。機(jī)動(dòng)式多彈頭(MARV)是母彈和子彈均有制導(dǎo)，機(jī)動(dòng)變軌能力。不僅具有分導(dǎo)能力，而且每個(gè)彈頭裝有控制系統(tǒng)，可以機(jī)動(dòng)飛行。母彈釋放子彈時(shí)可以采用時(shí)間間隔或空間間隔的釋放手段，子彈間有較大的相互間隔，造成大時(shí)域和大空域散步，不規(guī)則機(jī)動(dòng)俯沖，再加之再入導(dǎo)引一體化技術(shù)等，導(dǎo)彈不僅能夠成功突防，而且能夠提高子彈的命中精度[7]。1964-1968 年，美國(guó)開(kāi)始對(duì) MIRV 進(jìn)行探索性的研制, 并在關(guān)鍵技術(shù)取得了重大成果，逐步進(jìn)入工程研制階段。1970 年，美國(guó)在民兵 III 導(dǎo)彈上首次部署了 MK12/W62 分導(dǎo)式多彈頭。1971 年將 MK3/W68 分導(dǎo)式多彈頭裝備在海神

圖 1-1 集束式多彈頭飛行示意圖 圖 1-2 分導(dǎo)式多彈頭彈道示意圖在突破反導(dǎo)的戰(zhàn)術(shù)要求和已取得技術(shù)突破的背景下，1962 年，美國(guó)提出了分導(dǎo)式多彈頭（Multiple independently reentry vehicle, MIRV）的設(shè)計(jì)理念。在具備制導(dǎo)能力的母艙內(nèi)部裝填多個(gè)子彈頭，由母艙按預(yù)定程序逐個(gè)釋放，使其導(dǎo)向各自的目標(biāo)，如圖 1-2 所示。分導(dǎo)式多彈頭能攻擊一定距離范圍內(nèi)的多個(gè)目標(biāo)，也能集中攻擊一個(gè)面目標(biāo)，有效提高了導(dǎo)彈的命中精度和突防能力，增大了毀傷面積和效果[6]。機(jī)動(dòng)式多彈頭(MARV)是母彈和子彈均有制導(dǎo)，機(jī)動(dòng)變軌能力。不僅具有分導(dǎo)能力，而且每個(gè)彈頭裝有控制系統(tǒng)，可以機(jī)動(dòng)飛行。母彈釋放子彈時(shí)可以采用時(shí)間間隔或空間間隔的釋放手段，子彈間有較大的相互間隔，造成大時(shí)域和大空域散步，不規(guī)則機(jī)動(dòng)俯沖，再加之再入導(dǎo)引一體化技術(shù)等，導(dǎo)彈不僅能夠成功突防，而且能夠提高子彈的命中精度[7]。1964-1968 年，美國(guó)開(kāi)始對(duì) MIRV 進(jìn)行探索性的研制, 并在關(guān)鍵技術(shù)取得了重大成果，逐步進(jìn)入工程研制階段。1970 年，美國(guó)在民兵 III 導(dǎo)彈上首次部署了 MK12/W62 分導(dǎo)式多彈頭。1971 年將 MK3/W68 分導(dǎo)式多彈頭裝備在海神

用彈射分離方式的難點(diǎn)在于保證高可靠性的前提下，保證比較高度。彈簧的加工工藝特點(diǎn)和材料特性決定了單個(gè)彈簧的軸線是彈于彈頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝在彈頭內(nèi)壁上。這決定稱彈簧的分離方案，隨著機(jī)構(gòu)數(shù)量的增加，可靠性會(huì)下降，采用安裝的方案足以滿足設(shè)計(jì)需求[33]11，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝狀態(tài)如圖 3-1 1 3yz24圖 3-1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)安裝狀態(tài)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2834336