某型飞行器的运动模型建立及仿真

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1、第30卷第4期计算机仿真2013年4月文章编号：1006—9348(2013)04—0120一05某型飞行器的运动模型建立及仿真段雪松，车梦虎(91550部队，辽宁大连116023)摘要：为解决大型联合作战仿真系统中飞行器建模需求，从军事概念模型和软件模型两个角度梳理了飞行器建模要素，建立了飞行器的飞行轨迹仿真模型。为建立落点精度估计模型，提出了利用试验数据改进飞行轨迹仿真计算模型的优化方法，并进行了仿真打靶计算。计算结果表明，飞行器仿真模型在程序优化和计算效率方面都取得了明显的效果，能够满足联合作战仿真系统设计需要，并且保证较好的计算精度。关键词

2、：联合作战仿真；飞行器；飞行轨迹仿真；误差传递方程中图分类号：V24文献标识码：BMotionModelingandSimulationofFightVehicleDUANXue—song．CHEMeng—hu(Unit91550，DalianLiaoning116023，China)ABSTRACT：Aimingtosatisfythedemandsofjointoperationsimulationsystems，thispapersummarizedthemodel—ingelementsofflightvehiclebyanalyzingm

3、ilitaryconceptmodelandsoftwaremodelandbuiltflighttrajectorysimu—lationmodelandimpactpointaccuracyestimationmodel．Andwegaveanoptimizationmethodforrefiningtheflighttrajectorysimulationmodelbyusingtestdata，thenimplementedsimulationofshooting．Theresultsshowthatthesimulationmodelob

4、tainsapparenteffectintheaspectofprogramoptimizationandcomputationalefficiency，whichcanmeetthedesignofjointoperationsimulationsystemsandensurebettercomputingprecision．KEYWORDS：Jointoperationsimulation；Flightvehicle；Flighttrajectorysimulation；Variationtransmissionequation1引言飞行器轨

5、迹计算是飞行器设计使用过程中的一项关键技术，其应用贯穿于飞行器武器研制、试验和实际应用全过程：在研制过程中需要通过轨迹计算来考核总体设计指标的正确性，在试验过程中需要通过轨迹计算来进行故障分析和精度鉴定，在作战使用过程中需要通过轨迹计算来快速准确地提供射击诸元。同时，很多相关领域科学研究工作均需要用到飞行运动模型仿真计算技术。本文以大型联合作战仿真工程项目需求为牵引，设计了某型飞行器的运动模型⋯。联合作战仿真工程系统庞大、参演单位多，对于飞行器模型的计算速度、模型规模提出了很高的要求。针对这一难题，本文在模型设计中摒弃了各种微动力的影响以优化模型，

6、设计了一种基于飞行试验数据解决联合仿真飞行器建模问题的工程实现方案，建立了完善的飞行轨迹模型和精度估计模型，提出了一系列旨在提高计算效率的数据处理方法，收稿日期：2012—12—23修回日期：2013—01—21·--——120·--——并完成了仿真试验校验工作。2运动学轨迹仿真模型2．1轨迹计算方法构建精确的飞行器空间运动六自由度轨迹模型十分困难，并且难以满足联合作战仿真系统的实时计算要求。在联合作战仿真系统中，更加关注的是与作战使用能力相关的一些飞行器运动特性，如射程、飞行速度、飞行时间和落点精度等。在这种条件下，从飞行器动力学模型提取出运动学

7、模型，仅考虑射击平面上的运动，即假设法向速度和位移均为零，得到飞行器平面运动方程组如下其中，P是飞行器发动机的推力；R是空气阻力；m是飞行器质量；p是俯仰角；g是地球引力加速度；菇是发射坐标系中射向上的位移；y是发射坐标系中天向上的位移；r是飞行器一+一r羔』坠，g一1石)一+∽彬一．1，LS1一、，，砌吣『R1R飞了学学历=心～㈨7到地心的距离；尺=6371000m为地球平均半径。由(1)式可知，只需知道每一时刻的飞行器发动机推力、空气阻力、地球引力、飞行器质量以及飞行器俯仰程序角，就可以求解此刻的飞行器运动加速度，进而通过积分运算求得飞行器运动

8、的速度和位移。2．2飞行程序选择方法飞行程序选择的方法比较复杂，其设计方法与飞行器射程和作战需求密切相关，小射程或者射程范