超远程火炮内弹道设计及参数优化
毕业论文关键词 内弹道 数值模拟 评价标准 多目标优化 TOPSIS
Title Interior Ballistics Simulation and Analysis of Extended Range Artillery
Abstract Extended range artillery is the kind of system with the range of 100 km. It launch the guided munition of extended range based on large caliber cannon and adopt various methods. This kind of artillery system has greatly increased the deep-strike capability of the support at sea and the conventional field artillery systems. It’s a revolutionary development. The principle contents are as follows: a) a classical interior ballistic model of 155 mm howitzer is set up to be numerically calculated and find the interior ballistic scheme that meets the requirements; b) Based on Interior ballistic scheme, a ballistic parameters graph is drew and choose a better solution to conduct a positive calculation ; c) The objective function is disposed and designed by using the multi -objective optimization method - TOPSIS and a multi -objective optimization model of Howitzer is established and conduct an optimized calculation.
Keywords interior ballistic numerical simulation evaluation standard multi -objective optimization TOPSIS
目次
1绪论..1
1.1课题背景及意义..1
1.3内弹道性能优化设计研究..3
1.4本文主要工作3
2.1引言..4
2.2火药燃烧规律4
2.3多孔火药形状函数.5
2.4内弹道数学模型..6
2.5数值计算方法8
2.6内弹道计算步骤及程序框图..9
2.7本章小结..10
3超远程火炮内弹道设计..11
3.1引言11
3.2内弹道设计步骤.11
3.3内弹道设计方案的评价标准17
3.4内弹道正面计算.20
3.5本章小结22
4超远程火炮内弹道优化设计..22
4.1引言22
4.2优化设计步骤.23
4.2.1内弹道设计数学模型的建立.23
4.2.2设计变量的确定.23
4.2.3约束条件的建立.24
4.2.4目标函数的选择.25
4.2.5优化设计方法的选择26
4.3多目标优化设计.26
4.3.1可行域与决策矩阵26
4.3.2指标基数权重向量的赋值.27
4.3.3基于理想点的TOPSIS法.29
4.4内弹道优化设计30
4.4.1设计方案多目标优化模型.30
4.4.2指标集的确定..31
4.4.3多目标优化32
4.5本章小结..33
结论35
致谢36
参考文献..37
1 绪论 1.1 课题背景及意义 火炮是陆军的重要组成部分和主要火力突击力量，具有强大的火力、较远的射程、良好的精度和较高的机动能力，能集中、突然、连续地对地面和水面目标实施火力突击。主要用于支援、掩护步兵和装甲兵的战斗行动，并与其他兵种、军种协同作战，也可独立进行火力战斗。 随着科学技术的发展及高新技术在炮兵武器中的应用，炮兵的作战任务发生了根本性的变化。由压制、支援为主，转变为远距离、大纵深直接歼敌，阻断敌方部队增援以及破坏敌方永久性阵地；由多门火炮对面目标射击，转变为单炮对点目标射击；由兵力机动转变为火力机动等。 这就要求火炮射程更远，精度更高，威力更大，反应更快。随着现代化战争条件下各军、兵种的打击火力都在向远程化、高精度发展，各国陆军火炮系统也在追求打得更远、更准。这就促成了现代化远程、超远程火箭炮的高速发展。远程、超远程火箭炮已经成为各国陆军火炮系统的发展重点。 超远程火炮系统是指以中大口径常规火炮发射增程制导弹药,并采用各种增程手段,使射程达到100千米以上的火炮系统。该类火炮系统发射的炮弹称为超远程炮弹。其主要特点是： 源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/ 综合采用各种增程技术,使火炮系统射程超过100千米；采用全球定位/惯性导航系统（GPD/INS）制导技术, 圆概率误差减小到30千米以下；采用模块式战斗部技术,携带不同的有效载荷, 以完成不同的作战任务。这类火炮系统大大提高了海上炮火支援和野战炮兵常规火炮系统的纵深打击能力, 是火炮的一次“ 革命性”的发展。 作为一种典型的大规模使用的“面杀伤”武器，超远程火炮系统的技术远没有近程战术弹道导弹复杂先进。在作战效能如弹头威力、最大飞行速度、突防能力、攻击效果、制导精度等方面，超远程火炮系统远无法与近程战术弹道导弹相提并论，但可以成为陆军近程战术弹道导弹的有力补充。两者可以有机结合，发挥各自的优势，形成“高低搭配，点攻击和面攻击相结合”的高效组合。这将极大地提高中国陆军远程——超远程精确打击实力，让任何企图染指中国领土主权的对手闻之丧胆。