C++ 中的导弹和火箭模拟

Missile and Rocket Simulations in C++

您的虚拟测试范围

你将学到什么

  • 了解如何构建高保真导弹和火箭模拟
  • 六自由度飞越“平坦地球”和“WGS84椭球地球”
  • 空气弹道和身体轴的空气动力学模型
  • 通过自动驾驶仪稳定和控制机身
  • 利用 GPS 和星象仪改进 INS 导航
  • 对 IR 和 RF 导引头及其误差源进行编码
  • 使用比例制导攻击目标
  • 将火箭助推器送入轨道
  • 进行蒙特卡洛模拟以分析脱靶距离
  • 建立空对地导弹的足迹
  • 创建空对空导弹的发射包线
  • 基于四个原型,用 C++ 对导弹和火箭概念进行建模
  • 在计算机上进行虚拟飞行测试

要求

  • 您应该在空气动力学、制导与控制以及 C++ 编程方面拥有坚实的基础

描述

将您的导弹或火箭带到虚拟测试场,即您的计算机。在此之前,请学习我的课程,了解如何以接近具有六自由度和不确定性的现实世界的保真度对导弹和火箭进行建模。从我的 C++ 模拟开始,并根据您的概念修改它们。

(请注意,本课程教授高保真导弹和火箭模拟的内部工作原理,假设您事先了解导弹和火箭的飞行动力学和控制。)

我给你提供了四种原型机:空对地导弹、空对空导弹、地对空导弹、地对空火箭。您应该在空气动力学、制导和控制以及 C++ 编程方面打下坚实的基础。然后使用我的 4 个 C++ 模拟学习我的 17 个讲座并做 24 个练习。

带有红外导引头的空对地导弹要么在发射前锁定目标,要么在发射后由飞机通过数据链提供目标坐标以进行中段引导。目标可以在地面上移动和机动。导弹的空气动力学以空气弹道轴为模型,其自动驾驶仪由滚转控制器、速率控制器和加速度控制器组成。由红外导引头驱动的比例制导用于引导目标。您将通过我的AGM6模拟探索其性能、绘制轨迹并创建性能足迹。

使用空对空导弹,您可以保护发射飞机免受来袭导弹的攻击。在这里,您将学习如何以不同的保真度对导弹和飞机进行建模。自卫导弹采用 6 DoF 建模,攻击导弹采用 5 DoF 建模,飞机采用 3 DoF 建模。空气动力学和自动驾驶仪也是相应构建的。具有完全自动驾驶仪、红外导引头和补偿式专业导航功能的自卫导弹的机身轴具有完整的 6 自由度空气动力学特性。5 DoF 攻击导弹配备了经过调整的空气动力学、简化的自动驾驶仪和运动学导引头,而 3 DoF 飞机则简单地由升力斜率和机翼负载、开环机动以及跟踪来袭导弹的雷达来描述。你的任务是使用我的AAM6模拟来探索自卫导弹的发射范围及其拦截精度。

现在我扭转了局面,向来袭的短程弹道火箭和飞机发射地对空导弹。他们的地面雷达用于捕获和跟踪目标,直到它们处于发射导弹的捕获范围内。红外或射频导引头将跟踪终端交战中的目标。我通过向三个目标发射三枚导弹来展示 C++ 的多目标能力。然后,您将通过运行SAM6模拟来跟随我的演示。

最后,地对空火箭将把我们送入轨道。我们的三级固体火箭助推器没有控制翅片,由推力矢量控制和反作用喷嘴引导。为了满足非常严格的在轨条件,采用了基于历史悠久的线性切线制导定律的精心设计的制导方案。关键的导航部分是由GPS和星跟踪器更新的惯性导航系统,需要使用WGS84椭球地球模型。您将在蒙特卡洛模式下运行我的SSR6模拟及其所有噪声源,以确定插入的均值和二元椭圆分布的准确性。

当您勤奋地参加我的 17 场讲座、做练习并研究代码时,您就可以在我的 CADAC++ 框架中托管自己的设计,并将其带到您的虚拟飞行测试场。

本课程适合谁:

  • 设计导弹和火箭并希望在计算机上测试它们的航空航天工程师
  • 需要评估高保真导弹和火箭的 G&C 设计的控制工程师
  • 研究生获得导弹和火箭模拟的实践经验
  • C++ 开发人员研究高保真航空航天模拟
  • 教师通过航空航天模拟丰富他们的课程
声明:本站所有文章,如无特殊说明或标注,均为本站原创发布。任何个人或组织,在未征得本站同意时,禁止复制、盗用、采集、发布本站内容到任何网站、书籍等各类媒体平台。如若本站内容侵犯了原著者的合法权益,可联系我们进行处理。