时差定位(Time Difference of Arrival, TDOA)是一种广泛应用的被动定位技术,具有定位精度高、组网能力强、系统鲁棒性强等特点。针对运动目标定位计算复杂、精度收敛较慢等问题,在给出视距(Line of Sight,LOS)环境下定位模型的基础上,提出了定位适用于多站时差定位系统的定位方法,该方法将组群时差定位关系方程合理地线性化为统计估计问题,利用在线迭代实时求解目标位置。给出了针对目标不同运动特性条件下的多平台协同定位算法及其仿真结果,仿真结果表明所述方法可以实现对目标的精确定位,并且分析了运动形式对于定位精度的影响,仿真结果对于系统的工程设计具有指导作用。

为了实现导弹智能协同发展,重点研究了导弹在无人机蜂群中的运用问题。介绍了导弹与蜂群系统各自的战术运用特点,探讨了集群对抗中导弹的运用模式,由此分析了导弹的智能化与集群化发展需求。针对集群智能的观察、交互与协同等问题,讨论了导弹在蜂群运用中的现状、面临的挑战与关键技术。结合美军“多导弹同步交战技术”与“金帐汗国”改造弹药蜂群项目,分析研判导弹在集群运用方面的发展思路,并指出了实现智能协同的能力倍增点,为未来智能导弹系统研究提供探索思路。

高速飞行器需要在低空大动压的环境下实现与助推级的分离。目前基于极限偏差法的分离起控仿真预示不够真实,设计冗余大。对于长行程小间隙的潜入式分离,起控设计时无法对两级进行碰撞检测。针对以上问题,提出一种分离起控联合仿真预示方法,在上面级分离动力学模型中引入姿态控制模型,降低设计冗余度,提高精细化设计水平。其次,该方法能够实现分离、起控全过程的碰撞检测,为保证分离起控安全性提供支撑。该方法为上面级起控时间的选择提供了重要依据,对分离时序等的优化设计具有指导意义。

低温推进剂在轨加注技术的应用可实现天地往返与空间转移解耦的新型航天运输模式,显著提升高轨运载能力,在未来空间大规模运输、深空探测任务中有着巨大应用潜力。针对低温推进剂在轨加注关键技术进行了研究,回顾了国外在实验室小规模与真实环境大规模下开展的试验研究,分析了在轨加注的未来应用场景及其应用优势,在此基础上对中国低温推进剂在轨加注技术的研究提出后续发展建议。

以氢氧膨胀循环发动机为研究对象,基于模块化建模仿真思想,给出了发动机部件动力学模型,结合发动机系统工作原理构建了液体火箭发动机系统模型,开展了氢氧膨胀循环发动机启动瞬态仿真研究。根据仿真结果并结合试车数据对发动机系统模型进行验证并优化,对优化后的模型进行发动机动态全过程仿真计算,仿真结果表明,发动机动态变化过程中主要性能参数与试车数据吻合良好,验证了仿真模型准确性。

分析了液体火箭发动机产品实现设计工艺特性,应用模型定义(Model based Definition,MBD)技术表征液体火箭发动机产品加工信息,在此基础上分析了设计工艺可行性审查实现技术途径,结合产品设计制造特点开发了液体火箭发动机面向制造的设计(Design for Manufacture, DFM)工艺性审查系统。该系统以MBD模型为载体,将发动机产品加工信息、尺寸信息、材料等属性信息通过PMI标注方式表达,开发模型检查工具,实现了在设计阶段对产品几何模型进行自动化工艺检查的目标,对产品工艺可行性进行了分析。通过与工艺规则库匹配,给出设计人员检测分析结果,供设计人员进一步优化改进设计。通过采用工艺可行性分析手段,在设计阶段提升了产品的工艺可行性,减少产品制造过程中的设计、工艺更改,缩短产品研制周期。

针对蚁群算法在进行航迹规划时存在收敛较慢、易陷入停滞、转弯过多且角度大等问题,提出一种应用于飞行器二维航迹规划的改进蚁群算法。通过优化邻域扩展方式加速收敛,改进信息素生效策略,以提高蚁群对信息素的利用率,防止陷入停滞,引入局部优化修正航迹,减小航迹曲折程度。仿真结果表明,改进算法在收敛性、迭代次数、航迹质量等方面具有一定优势,证明改进措施提升了蚁群算法收敛速度及规划航迹质量。

针对存在不同分布的路径约束与不同航程需求的升力式飞行器再入飞行任务,设计二次曲线形式的倾侧角剖面以增强飞行器的侧向机动能力,通过预测校正的迭代过程修正倾侧角剖面以满足航程需求,采用改进人工势场法设计侧向制导方法导引飞行器满足路径约束,最后通过粒子群算法优化制导参数以获得性能最优的轨迹。仿真结果验证了该算法能够适应多种航程需求与路径约束且以较高精度满足终端约束。

针对陀螺加速度计非线性输出值表达式中横向加速度耦合误差未解耦的问题,综合考虑了陀螺加速度计在时变输入加速度和横向加速度同时作用时对输出的影响,利用基座3个正交方向的加速度,将外框架轴与转子轴不垂直度角作为已知量,计算得到陀螺加速度计的理论输出值。在此基础上,采用递推迭代方法对模型进行参数标定,同时,给出了陀螺加速度计输出值补偿模型。通过对比参数补偿前后的误差结果,输入加速度误差由${0.05}\mathrm{\;g}$减小到${0.002}\mathrm{\;g}$,验证了输出模型中交叉耦合误差的补偿对提高测量精度的有效性。

为研究激光制导武器在海上、陆上等各种环境下捕获目标的能力,建立激光制导武器飞行轨迹、后向散射、目标漫反射等数学模型,通过比较激光制导武器视场角、后向散射功率密度、目标漫反射功率密度来判别制导武器是否能正常捕获目标。设置相关参数后仿真计算表明在相同的条件下,相同的激光武器在海上相比于在陆上等环境中捕获目标时间更晚,捕获距离更近,后向散射更加严重。一般情况下激光制导武器在本照本投初始4.4s 时间阶段内后向散射影响较为严重,通过降低激光照射器的出口能量或拉大激光制导武器中轴线与激光照射器光路距离至250m以上可规避后向散射的影响。

铁心损耗在特种车辆轮毂电机损耗中占据较大比例,直接影响驱动系统的效率和温升。为准确计算铁心损耗,以一台额定功率${70}\mathrm{\;{kW}}$的轮毂电机为研究对象,通过时步有限元分析得到定子铁心各个区域的磁密波形,并分别对径向磁密、切向磁密波形进行谐波分析,进而研究旋转磁化和谐波磁场对轮毂电机定子铁耗的影响。在进行磁密波形及其谐波分析后,采用3种铁耗计算方法分别计算轮毂电机定子铁耗,从轮毂电机效率及损耗试验数据中分离出定子铁耗值,并与不同方法的计算结果进行比对分析,结果表明同时考虑旋转磁化及谐波磁场影响的计算方法精度最高,其计算结果与试验值最相近,验证了计算方法的有效性。

为提高飞行器鼻锥驻点处的发汗冷却效率,提出了一个孔隙率呈梯度分布的楔形多孔鼻锥,在不同冷却剂注入率下,在亚声速条件下对相变发汗冷却进行了试验与数值研究。结果表明,梯度孔隙率的设置可以有效提高驻点处的冷却效率和多孔表面的整体温度均匀度。冷却剂注入率$M ={0.125}\%$时,驻点处冷却效率提高了${52.4}\%$,整体冷却效率提高了31.7%。数值结果表明,梯度孔隙率通过使多孔内最大压力值从驻点后移来提高前缘处的冷却剂流量,改善冷却剂的流动分布,冷却剂注入率为$M ={0.150}\%$时,驻点处冷却剂流量提高了76%。此外,冷却剂流出多孔结构后在外表面形成的气膜分布更为均匀。

随着无线应用的持续激增,干扰环境下的通信变得愈发重要,频谱感知技术在解决无线电用频冲突方面发挥了重要作用。然而实际应用环境复杂,获取到的频谱信号不易被高效提取特征,这降低了频谱信号的实用性。如今人工智能在通信领域应用广泛,对通信技术产生重要影响。为此,从深度学习方法入手,提出一种融合稠密连接网络与MLP-Mixer的频谱感知方法。该模型首先通过Deepinsight网络对频谱信号数据实施处理与转换,使其变换为特征图像,再使用生成式对抗网络合成新的特征图,并在得到特征图像后,采用融合稠密连接网络的混合感知器提取特征,从而感知主用户信道占用情况。经过消融试验对比,所提方法相较于已有模型,较好地提升了频谱感知的检测概率。

飞机是高价值军事目标,毁伤研究难以直接针对真机开展,设计等效靶代替真实目标开展毁伤试验和仿真研究是目标易损性和毁伤评估研究的重要手段。提出了依据不同等效对象毁伤特性和使用需求的分层次等效靶设计方法,重点关注破片毁伤元作用下飞机部件/分系统的“物理与功能”毁伤等效技术,在此基础上综合考虑目标内外环境等效以及加工、运输等多方面的因素,建立了飞机目标毁伤等效靶的详细设计流程。然后根据提出的方法,针对预警机雷达天线罩进行了等效靶设计,并加工试验件,开展了地面静爆毁伤试验测试,结合试验结果验证仿真方法的准确性后,通过冲击有限元仿真确定了典型破片打击雷达天线罩不同区域的弹道极限速度和相应的临界穿透能量阈值,验证了所提等效靶设计方法的合理性和可用性。提出的等效靶设计方法可为防空武器弹药毁伤能力检验评估、飞机目标毁伤标准制定以及联合作战演训活动提供支撑。