制导弹药内弹道过程仿真与参数设计(3)

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结论 51

1. 工作总结 51

2. 问题与展望 51

致谢 53

参考文献 54

1 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

火炮作为在战争中杀伤敌方集群力量、压制敌方火力的重要工具，其在历次传统战争中都有广泛的运用。然而，随着战争理念的进步与发展，特别是在现代非对称作战中提出的超视距及精确打击等概念背景下，传统火炮射程不远、精度不高的缺点逐渐暴露，不能适应现代战争的要求，急需进行技术改革[1]。因此，各国研究人员都积极投入到新型火炮推进技术的研究当中，其主要目的就是要使弹丸在初速和精度上有较大的提高。在这种背景下，炮射制导弹药及各种新型发射技术、新型装药技术应运而生。对一些不依赖传统发射药或部分依赖发射药的新型发射技术如电磁轨道炮、轻气炮等[2]，许多国家都投入了很大的精力来研究，并取得了一定成果，有的开始小批量装备部队。但是基于武器的适用性、成熟性等，它们与实战应用的需要还是具有很大距离。上世纪70年代以来，随着信息技术的发展，特别是大规模集成电路、超高速微型计算机的投入使用，同时伴随着光电技术、设备抗高过载技术以及小型化技术等高新科技的迅猛发展，实现了火炮弹药的制导化，大大提高了火炮弹药的精度，一种可以借助常规火炮平台发射的制导弹药便由此诞生了。论文网

炮射制导弹药是指利用常规发射平台，为已有常规弹药增加制导功能的弹药。在其飞行过程中，通过制导控制组件使弹丸准确命中目标。相对于目前使用的精确制导导弹来说，制导炮弹的发射平台和制导机构相对较为简单、成本相对低廉、制导精度相对不变等优点；而相对常规的弹药来说，制导弹药具有首发命中度高、效费比高、可对付静止和移动目标等优点[3]。然而，由于采用传统的发射方式，制导炮弹的发射环境就显得尤为恶劣，末制导炮弹上各种部件都必须承受10000g以上的纵向高过载，这就要求末制导炮弹中的所有零件必须坚固耐用，要具有抗高过载能力[4]。而为了尽可能减少对材料及其部件的过载要求，在内弹道的设计中就要求对制导弹药内弹道及装药参数进行分析讨论，使得制导炮弹伸入药室内药室容积大大减小，但是制导炮弹的炮口动能不变，即在不增大膛压或尽量减小膛压的基础上增大弹丸速度。这对于内弹道设计及装药设计就提出了很高的要求。

1.2 炮射制导弹药国内外研究概况

1.2.1 制导炮弹的发展历程

1.2.2 炮射制导弹药技术的研究概况

1.3 内弹道性能优化设计研究

火炮武器系统的内弹道设计是整个系统设计的核心，其先进性是衡量火炮武器系统的主要指标，因此内弹道优化设计是火炮武器系统优化设计的关键[6]。装填条件和火炮构造诸元参数确定，其代表的火炮武器性能就被确定。每一组装填条件和火炮构造诸元都代表一个设计方案，但是满足同一战术指标要求的设计方案却不只一个，且都是可行方案。内弹道优化设计就是根据给定的战术技术指标要求寻求设计目标函数最优的组合，使其具有最优的弹道性能。

传统的内弹道设计一般以外弹道确定的初速、弹丸质量、火炮口径为依据，参考同类型火炮的设计方案，根据事先制定出的初始设计方案，进而采用经典内弹道模型对初始设计方案进行内弹道性能分析和试验认证，同凭借经验对方案进行适当的修正，直到满足设计要求为止。这就使得传统的设计方法总具有一定的盲目性，容易造成人力物力的浪费，而且对设计方案的优劣程度无法得到判断。随着计算技术的提高以及优化算法的发展，多种优化算法逐渐被引入武器系统工程的设计中，在我国内弹道计算领域，使用优化算法设计分析始于二十世纪九十年代初。根据以往研究的经验可以发现，针对内弹道设计问题有多种优化方法可以选择，每种方法都有其独特的思路和优劣，如何选择合适的优化算法，如何将其应用于内弹道优化设计之中，都将是我们可以深入研究和探讨的方向。文献综述