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随着战争形势的发展,世界各国对弹箭武器的精确化打击能力提出了越来越高的要求。目前导弹的精确化水平已经发展成熟,可以基本满足战场需求,但造价昂贵使战争的代价过高,不能够大量装备。而世界各国库存有大量的旋转稳定弹,对其进行低成本制导化改造,提高其命中精度意义重大。本文以一种鸭舵控制、双旋结构的旋转稳定炮弹为研究对象,对其飞行力学特性进行研究,主要包括以下几个方面:1.由于鸭式布局双旋弹前后体的转动惯量的差异,造成在飞行过程中前后体会出现差动旋转,所以在普通旋转稳定弹6D模型的基础上建立了鸭式布局双旋弹的七自由度弹道模型。首先,在满足质量均匀、几何外形关于弹体纵轴对称、前后体质心以及全弹质心在同一条直线上条件下建立了简化七自由度模型;其次,考虑了三质心不在同一直线上的一般情况,运用惯量矩阵的平行移轴定理,建立了一般的七自由度弹道模型。2.设计了不同舵偏角的鸭式布局双旋弹模型。利用计算流体动力学方法及软件对这组模型进行亚音速、跨音速和超音速条件下的气动仿真,得到阻力系数、升力系数、俯仰力矩系数、滚转力矩系数随马赫数的变化规律,并绘制成曲线,得到了不同舵偏角模型的流场分布规律,并由此对鸭式布局双旋弹的气动特性进行分析。3.研究了鸭式布局双旋弹在无控条件下的弹道参数变化规律;在有控条件下,研究了相同控制信号相位角不同起控时刻弹丸的弹道曲线变化规律、弹道倾角变化规律、攻角特性变化规律以及前后体滚转角的变化规律。改变控制信号相位角,对弹丸弹道特性进行仿真,观察相位角的改变对弹道特性的影响。同时,对不同启控时刻的修正能力进行了研究,证明了选择合适的启控时刻可以得到较好的修正效果。4.建立了鸭式布局双旋弹的复偏角运动方程、转速运动微分方程以及复摆动角运动方程,由此推导出鸭式布局双旋弹的简化攻角运动方程,进而对该弹的角运动特性开展了研究。分析了鸭式布局双旋弹的陀螺稳定性、追随稳定性和动态稳定性条件,通过计算机仿真对算例模型的稳定性进行了验证。5.在七自由度弹道模型的基础上,采用线性化方法,推导出了鸭式布局双旋弹的传递函数,分析了鸭舵操纵机构做阶跃偏转时该弹的过渡过程,研究了弹丸的频率特性,通过分析其相位裕度、截止频率等参数,得出关于系统稳定性和反应快速性方面的结论。