飞网弹飞行姿态运动学模型及数值仿真研究

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超近程主动拦截技术是因应现代战争武器系统的特点发展而来的一种新概念现代防护工程综合防护技术。较之于时间窗口期只有毫秒级别的点对点硬拦截和破片云杀伤拦截,飞网弹拦截的时间窗口期可达秒级,有利于超近程主动防护拦截系统工程应用的实现。本文系统研究绳索—绳网的运动学模型,建立适合描述飞网弹飞行过程的弹道运动学简化模型,为飞网弹拦截系统的系统仿真和拦截效能评估提供基础支撑。首先研究二维平面中的单根绳索的运动仿真模型,详细介绍了经典的“半弹簧阻尼”模型,在此基础上应用动量交换的方法提出了一种新的改进简化模型——“质点—半刚体”模型。随后通过单端固定绳索自由下落实验,对两种模型分别进行仿真计算,分析对比两组仿真对实验结果的模拟效果,验证了新模型的可靠性,并依据实验结果对仿真模型进行了考虑空气阻力的修正。在此基础上,拓展到三维空间,建立飞网弹运动仿真模型,在三组工况进行了仿真计算。并针对飞网弹性能评估的需要,提出性能评价指标。将仿真结果与模拟飞网弹发射实验结果进行对比,进一步验证了模型的可靠性。通过与实际发射实验的对比分析表明,本文提出的飞网弹运动学简化仿真模型对整个飞网弹的网型变化过程有较好的模拟效果,可用于对全系统的系统仿真建模和拦截效能评估。
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