多管火箭炮动力学优化设计方法初探

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1绪论1

1.1研究背景...1

1.2国内外研究现状.1

1.2.1多管火箭炮发射动力学.1

1.2.2优化算法现状.2

1.2.3动力优化现状.3

1.3本文研究内容...3

2多管火箭发射动力学理论..4

2.1发射动力学模型.4

2.2受力情况...5

2.3动力学方程.5

3代理函数概述9

3.1概述...9

3.2试验采样方法...9

3.2.1试验采样全因子法.9

3.2.2试验采样部分因子法..10

3.2.3试验采样Bucher法...10

3.2.4试验采样中心复合形法10

3.2.5试验采样D最优法11

3.2.6试验采样正交法..11

3.2.7试验采样超拉丁法11

3.2.8试验采样均匀法..12

3.3响应面模型理论12

3.3.1响应面模型基本理论..12

3.3.2不含交叉项的二次函数13

3.3.3模型的统计评价指标..15

4多管火箭炮射序和射击时间间隔优化...17

4.1影响射击密度的因素17

4.2优化模型的建立17

4.2.1优化算法的选择..18

4.2.2目标函数的确定..25

4.2.3约束条件的确定..27

4.2.4优化模型28

4.3优化过程..28

4.4初步优化结果..32

结论34

致谢35

参考文献..36

1 绪论 1.1 研究背景多管火箭炮是一种多发联装没有制导装置的武器发射系统装置，其主要依靠火箭炮本身的发动机推力进行飞行。自从 1933 年前苏联成功研制第一门 BM-13 型多管火箭炮以来，火箭炮依靠自己强劲的火力优势，逐渐在陆军战场上占据了主要地位，并在各个国家的兵器研制中得到了足够的重视及长远的发展，其武器性能和威力日益增强，逐渐成为现代炮兵中不可缺少的一部分。多管火箭炮主要由火箭炮、火箭弹两大部分构成。火箭炮为采用自身的推进剂，从定向管发射火箭弹一种武器，一般情况包括由定向管、发射器、起落架、回装盘、高低方向回转机构、点火系统、瞄准系统、火控装置以及载体装置。火箭弹主要由弹体战斗部、发动机、引信、尾翼和点火装置构成。在现代战场中，多管火箭炮作为强有力的突击武器，具有射击距离远、射击速度快、覆盖范围大、火力强、机动性高、以及在较短时间内在大面积范围形成火力控制范围等特点。因此，对其的研究一直受到世界的重视。但在发射过程中，各箭体之间的相对距离比较近，多枚火箭弹处于同一发射平台，导致相互间的干扰比较严重，影响到诸多初始扰动参数，使每枚火箭弹的偏差随机性增大，源]自=751-·论~文"网·www.751com.cn/ 最后的落点分布不足以达到预期效果，使得多管火箭炮的效能大大的降低。故减少火箭炮起始扰动能为射击提供较好的外弹道的初始参数条件，进而提高射击精度。在过往的研究中，将多管火箭炮系统视作复杂的机械系统，传统的弹簧-质量的简单模型已不再适用于对火箭炮的复杂扰动分析，需建立全面的发射动力学模型、对火箭炮的的总体结构参数进行优化分析以及设计，进而实现真正的多管火箭炮的优化设计。