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武装直升机空中玫击恶劣环境下空空导弹发射过程研究

作　者: 钱华
导　师: 姜长生
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 武装直升机自适应控制旋翼下洗空空导弹变结构导引率导弹攻击区火／飞耦合器攻击过程
分类号: TJ768
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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引　用: 2次
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内容摘要

武装直升机在现代战争中的作用日益显著，是夺取并控制低空超低空制空权最重要的武器系统，有着其他航空飞行器无可替代的优越性。低空作战的环境很复杂，对直升机机载武器的发射提出了严峻的考验，该课题的研究成为当务之急。研究直升机空战系统，特别是在恶劣环境下发射空空导弹进行空中攻击，因此显得越来越重要，越来越迫切。本文在参考固定翼飞机攻击系统设计的基础上，同时结合直升机自身的特点，建立了武装直升机在恶劣环境下发射空空导弹的攻击系统，重点对直升机、旋翼下洗、空空导弹和综合火/飞这四部分进行了研究。本文结构如下：首先，本文建立了直升机六自由度的小扰动耦合的运动模型，并且针对直升机耦合严重、稳定性较差的特点，结合模糊控制、神经网络和自适应控制的优点，设计了基于神经网络的自适应模糊控制器，应用到直升机的飞控系统中。然后，分析了直升机运动和机载武器发射的环境，初步探讨了直升机旋翼挥舞产生的洗流流场。主要对下洗流的形成和模型进行了研究，并给出了在直升机悬停和低速前飞条件下的下洗流分布，为下一步研究导弹发射受下洗影响提供了依据。再次，对空空导弹的模型进行了研究，并建立了导弹穿越旋翼下洗区域的运动方程，运用前面的下洗分布数据，研究了导弹发射最初阶段的运动情况和轨迹变化。仿真结果显示，下洗对导弹和其初始弹道确有影响。最后，在前面模型分析的基础上，研究了直升机空空导弹的综合火/飞系统，设计了火/飞耦合器。同时对直升机的攻击方式、空空导弹的导引律和直升机发射空空导弹整个过程进行了研究仿真。仿真结果表明，本文建立的攻击系统，能够快速的跟踪目标，实现目标攻击，并反应了有旋翼下洗影响的导弹发射过程，为提高命中率精确作战提供了较好的仿真基础。

全文目录

第一章绪论  7-13
  1．1 武装直升机及其火力系统概述  7-9
    1．1．1 现代武装直升机的发展历史及分析  7-8
    1．1．2 空空导弹的发展历史及分析  8
    1．1．3 火力系统的发展历史及分析  8-9
  1．2 本课题的国内外现状和发展趋势  9-11
  1．3 本课题的研究目的和内容  11-13
第二章直升机飞行运动模型研究  13-27
  2．1 直升机飞行运动模型研究  13-19
    2．1．1 直升机数学模型和稳定性分析  13-16
    2．1．2 直升机的稳定性分析  16-19
  2．2 自适应模糊PID控制器  19-26
    2．2．1 直升机的自适应模糊PID控制器  19-23
    2．2．2 由神经网络实现的自适应模糊PID控制器  23-26
  2．3 实际控制器设计中的问题  26-27
第三章直升机运动环境分析  27-43
  3．1 直升机所处各种恶劣环境分析  27-29
    3．1．1 直升机贴地飞行  27-28
    3．1．2 机身/旋翼相互作用  28-29
    3．1．3 机载武器受旋翼洗流影响  29
  3．2 旋翼下洗流介绍  29-31
  3．3 下洗的模型建立和计算仿真  31-43
    3．3．1 对下洗流场工程估算法  31-33
    3．3．2 用尾迹法进行下洗的计算仿真  33-43
第四章空空导弹在下洗影响下的发射  43-59
  4．1 直升机机载武器在复杂环境下的发射  43-44
    4．1．1 导弹发射技术概述  43
    4．1．2 导弹发射受发射瞬态旋翼下洗影响  43-44
  4．2 导弹的制导系统和运动稳定性分析  44-46
    4．2．1 空空导弹的制导系统  44-45
    4．2．2 导弹运动学  45
    4．2．3 导弹稳定性分析  45-46
  4．3 下洗影响导弹发射的仿真  46-58
    4．3．1 下洗流场对导弹气动特性的影响  46-49
    4．3．2 直升机机载非滚转导弹运动方程  49-50
    4．3．3 直升机机载滚转导弹运动方程  50-51
    4．3．4 直升机机载导弹穿越下洗流场仿真计算  51-58
  4．4 下洗影响导弹发射的结果分析  58-59
第五章直升机综合火力/飞行控制系统  59-88
  5．1 直升机的火控系统原理及构成  59-64
    5．1．1 直升机火控系统的主要研究内容及其功能  59-60
    5．1．2 火控模块解算  60-64
  5．2 空空导弹攻击的火控系统原理及其仿真  64-77
    5．2．1 空空导弹的飞行路线  65-66
    5．2．2 变结构导引律  66-69
    5．2．3 受下洗影响后的攻击区的模拟  69-77
    5．2．4 有无下洗影响的攻击过程和攻击区的比较  77
  5．3 直升机综合火飞控制系统原理及仿真  77-88
    5．3．1 直升机综合火控系统的主要研究内容及其功能  77-78
    5．3．2 火飞耦合器设计  78-81
    5．3．3 综合仿真系统结构  81-82
    5．3．4 直升机攻击过程的典型模态仿真  82-84
    5．3．5 空空导弹不同发射条件仿真  84-88
第六章结束语  88-90
致谢  90-91
附录一坐标系  91-93
附录二符号表  93-94
参考文献  94-98

武装直升机空中玫击恶劣环境下空空导弹发射过程研究

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