C++ 中的导弹和火箭模拟
您的虚拟测试范围
讲师：Peter H Zipfel
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你将会学到的
- 了解如何构建高保真导弹和火箭模拟
- 以六个自由度飞越“平坦地球”和“WGS84 椭球地球”
- 气动弹道和体轴的空气动力学模型
- 使用自动驾驶仪稳定和控制机身
- 使用 GPS 和星形跟踪器改进 INS 导航
- 编码 IR 和 RF 导引头及其错误源
- 使用比例制导攻击目标
- 将火箭助推器送入轨道
- 进行蒙特卡罗模拟以分析未命中距离
- 建立空对地导弹的足迹
- 为空对空导弹创建发射包络
- 基于四个原型在 C++ 中为您的导弹和火箭概念建模
- 在您的计算机上进行虚拟飞行测试
显示更少
要求
- 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
说明
将您的导弹或火箭带到您的虚拟测试范围，即您的计算机。在您开始之前，请参加我的课程并了解如何以接近具有六个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，然后根据您的概念对其进行修改。
（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，假设事先了解导弹和火箭飞行动力学和控制。）
我给你提供四个原型：空对地导弹、空对空导弹、地对空导弹和地对空火箭。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。然后使用我的四个 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获得目标坐标以进行中途制导。目标可以在地面上移动和机动。导弹的空气动力学模型以气动轴为模型，其自动驾驶仪由滚动、速率和加速度控制器组成。由 IR 导引头驱动的比例制导用于引导进入目标。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伤害。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。自卫导弹以6自由度建模，攻击导弹以5自由度建模，飞机以3自由度建模。空气动力学和自动驾驶仪的结构是相应的。具有全自动驾驶仪、红外导引头和补偿式专业导航的自保护导弹的体轴全 6 自由度空气动力学。5 自由度攻击型导弹配备了经过微调的空气动力学、简化的自动驾驶仪和运动导引头，而 3 自由度飞机则简单地描述为升力斜率和机翼载荷、开环机动以及跟踪来袭导弹的雷达. 你的任务是，使用我的AAM6仿真，探索自卫导弹的发射包线及其拦截精度。
现在我反转情景，发射地对空导弹来对付来袭的短程弹道火箭和飞机。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。IR 或 RF 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。之后，您将通过运行SAM6模拟来跟随我的演示。
最后，地对空火箭将带我们进入轨道。我们的三级固体火箭助推器没有控制鳍，由推力矢量控制和反作用射流控制。为了满足非常严格的在轨条件，使用了基于历史悠久的线性切线引导定律的精细引导方案。一个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 Monte Carlo 模式下使用其所有噪声源运行我的SSR6仿真，以确定插入的准确性（根据其均值和二元椭圆分布）。
当您认真参加我的 17 场讲座、做练习和研究代码时，您可以在我的 CADAC++ 框架中托管您自己的设计，并将其带到您的虚拟飞行测试范围。
此课程面向哪些人：
- 设计导弹和火箭并希望在计算机上进行测试的航空航天工程师
- 需要在高保真导弹和火箭仿真中评估其 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
