提高防區(qū)外攻擊能力,是未來制導炸彈發(fā)展的重要趨勢。研究滑翔制導炸彈的彈道優(yōu)化問題,可為后續(xù)制導控制系統(tǒng)設計提供依據(jù),對提高武器系統(tǒng)性能,實現(xiàn)防區(qū)外攻擊有著重要意義。發(fā)射區(qū)域計算方法的研究源于實際工程需要,只有快速、準確地計算出發(fā)射區(qū)域的范圍,才能在戰(zhàn)爭中贏得主動權(quán)。論文對于滑翔制導炸彈彈道優(yōu)化和發(fā)射區(qū)域計算問題進行了研究,主要內(nèi)容有:1、建立了滑翔制導,炸彈的質(zhì)心動力學模型,和運動學模型。為簡化問題,通過合理假設,建立了簡化的鉛垂平面內(nèi)的運動方程組,為后續(xù)彈道優(yōu)化和發(fā)射區(qū)域計算研究奠定了數(shù)學基礎。2、針對打擊地面固定目標的不同要求,開展了滑翔制導炸彈彈道優(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自適應策略,在計算過程中可根據(jù)約束方程的誤差判定精度,調(diào)整網(wǎng)格數(shù)目或多項式階次,提高了Radau偽譜法的計算精度和效率。最后建立了彈道優(yōu)化模型,通過仿真計算了以最短時間和最大射程為目標函數(shù)的彈道優(yōu)化問題,驗證了基于hp自適應Radau偽譜法的有效性;通過仿真,計算不同發(fā)射條件下滑翔制導炸彈的最大射程,給出了初始發(fā)射條件對發(fā)射區(qū)域的影響。3、為充分發(fā)揮制導炸彈的效能,減輕飛行員作戰(zhàn)壓力,研究了載機有效投放制導炸彈的發(fā)射區(qū)域計算問題。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)射條件對發(fā)射區(qū)域的影響,建立了發(fā)射區(qū)域的數(shù)學模型。然后,探討了兩種計算發(fā)射區(qū)域的方法,分別是多元線性回歸法和ELM(極限學習機)神經(jīng)網(wǎng)絡法,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)便可實時計算發(fā)射區(qū)域。仿真結(jié)果驗證了兩種方法的實時性和精確性,證明了ELM神經(jīng)網(wǎng)絡法的求解精度更高,并且從通用性和擬合效率兩個方面更適用于實際工程需要。
【學位單位】：國防科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2017
【中圖分類】：TJ414;O224
【部分圖文】：

若要對一個固定目標進行攻擊，則制導炸彈的發(fā)射點也就不只是一點，而是一個范圍，在這個范圍內(nèi)發(fā)射的制導炸彈，都能以要求的速度和姿態(tài)命中目標。我們將這個范圍叫做發(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)射條件變化的復雜空間區(qū)域。發(fā)射區(qū)域越大，可以選擇的發(fā)射點就越多，載機和飛行員就越安全，對于飛行員來說，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，載機在執(zhí)行作戰(zhàn)任務時，只有快速、準確地掌握發(fā)射區(qū)域的范圍，才能在戰(zhàn)爭中贏得主動權(quán)。因此，對于如何計算制導炸彈發(fā)射區(qū)域的研究，同樣是有重要理論意義和實際應用價值的。1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1 滑翔制導炸彈研究現(xiàn)狀制導炸彈第一次裝備使用是在 60 年代的越南戰(zhàn)爭期間，美軍使用“寶石路Ⅰ激光制導炸彈準確高效地摧毀了清化大橋，初步顯示出了制導炸彈的威力。在近半個世紀的發(fā)展過程中，各國對于制導炸彈的研究都取得了長遠的進步。

曾成功試驗了 JSOW 研制階段中使用單一戰(zhàn)斗部的 AGM-154C，由距目標最遠為92.7 km、高度 4.27~12.19 km 發(fā)射，圓概率誤差只有1該武器按預定航路自主飛向目標區(qū)域并以高精度攻擊該目標的44/E 蝰蛇打擊制導彈藥是由 MBDA 的美國子公司研制的一種滑翔彈區(qū)外精確打擊目標的能力，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 輕型滑翔制目標攻擊測試，標志著 Fury 武器的研發(fā)工作已經(jīng)完成。法國的空地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)行動中戰(zhàn)績顯著。2013 年法國采購的激光 在高空發(fā)射時射程超過 50 km ，低空發(fā)射可達15 km ，具備防區(qū)外遠。德國有代表性的制導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10的 SPICE 滑翔制導炸彈采用了 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，改進后的 SPICE 射程m 。

國防科技大學研究生院碩士學位論文石-6 （LS-6）衛(wèi)星制導炸彈是由中航工業(yè)洛陽空空導彈研究院主導研制的滑翔制導炸彈，共有 50、100、250、500kg四個級別，其中 250kg和 500kg級配有可折疊的彈翼，根據(jù)報道，LS-6 的射程可達 40~60 km。FT-2、FT-6 等滑翔增程型制導炸彈采用滑翔翼的增程方式實現(xiàn)遠距離打擊，它不像普通滑翔增程炸彈只是采用簡單的雙飛行翼，而是使用了一種叫做 菱形背 的彈翼，最大投放距離可達90 km。2012 年第九屆珠海航展上，中國兵器工業(yè)集團展覽了 天罡 和 天戈 系列滑翔制導炸彈。載機在10 km高度投放，其最大射程可達80 km。2017 年第 13 屆阿布扎比國際防務展展出了由中國航天科技集團研制的 700 公斤級 FT-12 火箭助推滑翔制導炸彈。因為擁有動力裝置，因此在載機以600 至1000 km/h 投放時，可實現(xiàn)150 km 的最大射程。
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