提高防區(qū)外攻擊能力,是未來制導(dǎo)炸彈發(fā)展的重要趨勢(shì)。研究滑翔制導(dǎo)炸彈的彈道優(yōu)化問題,可為后續(xù)制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供依據(jù),對(duì)提高武器系統(tǒng)性能,實(shí)現(xiàn)防區(qū)外攻擊有著重要意義。發(fā)射區(qū)域計(jì)算方法的研究源于實(shí)際工程需要,只有快速、準(zhǔn)確地計(jì)算出發(fā)射區(qū)域的范圍,才能在戰(zhàn)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)權(quán)。論文對(duì)于滑翔制導(dǎo)炸彈彈道優(yōu)化和發(fā)射區(qū)域計(jì)算問題進(jìn)行了研究,主要內(nèi)容有:1、建立了滑翔制導(dǎo),炸彈的質(zhì)心動(dòng)力學(xué)模型,和運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。為簡(jiǎn)化問題,通過合理假設(shè),建立了簡(jiǎn)化的鉛垂平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)方程組,為后續(xù)彈道優(yōu)化和發(fā)射區(qū)域計(jì)算研究奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。2、針對(duì)打擊地面固定目標(biāo)的不同要求,開展了滑翔制導(dǎo)炸彈彈道優(yōu)化研究。首先,給出了多區(qū)間最優(yōu)控制問題的一般描述,應(yīng)用Radau偽譜法將最優(yōu)控制問題轉(zhuǎn)化為參數(shù)優(yōu)化問題,使用序列二次規(guī)劃法求解參數(shù)優(yōu)化問題。然后,提出了hp自適應(yīng)策略,在計(jì)算過程中可根據(jù)約束方程的誤差判定精度,調(diào)整網(wǎng)格數(shù)目或多項(xiàng)式階次,提高了Radau偽譜法的計(jì)算精度和效率。最后建立了彈道優(yōu)化模型,通過仿真計(jì)算了以最短時(shí)間和最大射程為目標(biāo)函數(shù)的彈道優(yōu)化問題,驗(yàn)證了基于hp自適應(yīng)Radau偽譜法的有效性;通過仿真,計(jì)算不同發(fā)射條件下滑翔制導(dǎo)炸彈的最大射程,給出了初始發(fā)射條件對(duì)發(fā)射區(qū)域的影響。3、為充分發(fā)揮制導(dǎo)炸彈的效能,減輕飛行員作戰(zhàn)壓力,研究了載機(jī)有效投放制導(dǎo)炸彈的發(fā)射區(qū)域計(jì)算問題。首先,給出最大最小射程與發(fā)射區(qū)域邊界的轉(zhuǎn)換關(guān)系,結(jié)合考慮初始發(fā)射條件對(duì)發(fā)射區(qū)域的影響,建立了發(fā)射區(qū)域的數(shù)學(xué)模型。然后,探討了兩種計(jì)算發(fā)射區(qū)域的方法,分別是多元線性回歸法和ELM(極限學(xué)習(xí)機(jī))神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法,通過這兩種方法可以離線擬合獲取參數(shù),將獲得的參數(shù)裝訂至火控系統(tǒng)便可實(shí)時(shí)計(jì)算發(fā)射區(qū)域。仿真結(jié)果驗(yàn)證了兩種方法的實(shí)時(shí)性和精確性,證明了ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法的求解精度更高,并且從通用性和擬合效率兩個(gè)方面更適用于實(shí)際工程需要。
【學(xué)位單位】：國(guó)防科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TJ414;O224
【部分圖文】：

若要對(duì)一個(gè)固定目標(biāo)進(jìn)行攻擊，則制導(dǎo)炸彈的發(fā)射點(diǎn)也就不只是一點(diǎn)，而是一個(gè)范圍，在這個(gè)范圍內(nèi)發(fā)射的制導(dǎo)炸彈，都能以要求的速度和姿態(tài)命中目標(biāo)。我們將這個(gè)范圍叫做發(fā)射區(qū)域，它不是位置和形狀不變的固定區(qū)域，而是隨著發(fā)射條件變化的復(fù)雜空間區(qū)域。發(fā)射區(qū)域越大，可以選擇的發(fā)射點(diǎn)就越多，載機(jī)和飛行員就越安全，對(duì)于飛行員來說，承受的心理壓力也就越小。在 發(fā)現(xiàn)即摧毀的現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)，載機(jī)在執(zhí)行作戰(zhàn)任務(wù)時(shí)，只有快速、準(zhǔn)確地掌握發(fā)射區(qū)域的范圍，才能在戰(zhàn)爭(zhēng)中贏得主動(dòng)權(quán)。因此，對(duì)于如何計(jì)算制導(dǎo)炸彈發(fā)射區(qū)域的研究，同樣是有重要理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的。1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 滑翔制導(dǎo)炸彈研究現(xiàn)狀制導(dǎo)炸彈第一次裝備使用是在 60 年代的越南戰(zhàn)爭(zhēng)期間，美軍使用“寶石路Ⅰ激光制導(dǎo)炸彈準(zhǔn)確高效地摧毀了清化大橋，初步顯示出了制導(dǎo)炸彈的威力。在近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過程中，各國(guó)對(duì)于制導(dǎo)炸彈的研究都取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的進(jìn)步。

曾成功試驗(yàn)了 JSOW 研制階段中使用單一戰(zhàn)斗部的 AGM-154C，由距目標(biāo)最遠(yuǎn)為92.7 km、高度 4.27~12.19 km 發(fā)射，圓概率誤差只有1該武器按預(yù)定航路自主飛向目標(biāo)區(qū)域并以高精度攻擊該目標(biāo)的44/E 蝰蛇打擊制導(dǎo)彈藥是由 MBDA 的美國(guó)子公司研制的一種滑翔彈區(qū)外精確打擊目標(biāo)的能力，該武器已于 2010 年底列裝駐扎在阿富汗2017 年，德事隆系統(tǒng)武器與傳感器系統(tǒng)公司完成了 Fury 輕型滑翔制目標(biāo)攻擊測(cè)試，標(biāo)志著 Fury 武器的研發(fā)工作已經(jīng)完成。法國(guó)的空地AASM）的增程組件安在彈體尾部，可利用彈翼組件增大滑翔距離，1 年法軍空襲利比亞的作戰(zhàn)行動(dòng)中戰(zhàn)績(jī)顯著。2013 年法國(guó)采購(gòu)的激光 在高空發(fā)射時(shí)射程超過 50 km ，低空發(fā)射可達(dá)15 km ，具備防區(qū)外遠(yuǎn)。德國(guó)有代表性的制導(dǎo)炸彈有高性能侵徹彈 HOPE，它采用新型材料比的滑翔彈翼，據(jù)稱其從 10.6~12.1 km 高空發(fā)射，滑翔距離可達(dá)10的 SPICE 滑翔制導(dǎo)炸彈采用了 MK-84 戰(zhàn)斗部，增加了可折疊的滑翔具備更光滑的飛行軌跡，射程可超過60 km，改進(jìn)后的 SPICE 射程m 。

國(guó)防科技大學(xué)研究生院碩士學(xué)位論文石-6 （LS-6）衛(wèi)星制導(dǎo)炸彈是由中航工業(yè)洛陽(yáng)空空導(dǎo)彈研究院主導(dǎo)研制的滑翔制導(dǎo)炸彈，共有 50、100、250、500kg四個(gè)級(jí)別，其中 250kg和 500kg級(jí)配有可折疊的彈翼，根據(jù)報(bào)道，LS-6 的射程可達(dá) 40~60 km。FT-2、FT-6 等滑翔增程型制導(dǎo)炸彈采用滑翔翼的增程方式實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離打擊，它不像普通滑翔增程炸彈只是采用簡(jiǎn)單的雙飛行翼，而是使用了一種叫做 菱形背 的彈翼，最大投放距離可達(dá)90 km。2012 年第九屆珠海航展上，中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)展覽了 天罡 和 天戈 系列滑翔制導(dǎo)炸彈。載機(jī)在10 km高度投放，其最大射程可達(dá)80 km。2017 年第 13 屆阿布扎比國(guó)際防務(wù)展展出了由中國(guó)航天科技集團(tuán)研制的 700 公斤級(jí) FT-12 火箭助推滑翔制導(dǎo)炸彈。因?yàn)閾碛袆?dòng)力裝置，因此在載機(jī)以600 至1000 km/h 投放時(shí)，可實(shí)現(xiàn)150 km 的最大射程。
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本文編號(hào)：2865046