本发明专利技术公开了基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，运用牛顿第二运动定律建立速度与受力之间的联系，得出弹体降落的微分模型。根据舰船的航行速度；飞机的飞行速度、飞行高度、飞行方向；海上的风向风速、弹体的大小与重量等相关因素进行综合考虑，进一步得出优化的微分模型，通过求解微分模型，推算出飞机在空中的最佳投弹时机。本发明专利技术将物理分析方法与数学建模方法相结合，得出了飞机打击各个目标时的最佳发射时机；运用了最优化模型方法求解，算法缜密，精确度较高，较符合实际情况。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空反潜，尤其涉及基于运动微分方程的命中潜航物体的方法。
技术介绍
1、军事战法由之前的传统战法转变为现在的一体化联合作战，联合作战是多军兵种力量结构形成以后，作战实践活动所表现出的整体或基本的外在形态。
2、在现代化条件下的海空联合作战中，飞机发挥着举足轻重的作用，能在空中飞行时利用技术手段及时发现水面及水下运动目标，并且进行针对性的打击。为了能更好的发挥飞机在战场上的作用，提升对目标的打击毁伤率，则要综合考虑多种对投弹精度造成影响的因素，如飞机投弹的准确性和飞行的速度、高度、方向等因素；目标的位置，大小、运动速度和方向等因素；弹体的大小与重量、海上的风速与风向、海水的密度与深度等因素。为飞机投弹提供一个适当的时机，从而达到预期的对目标打击毁伤效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提出了基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，包括以下步骤：
2、弹体在飞行过程中，受风阻系数cw的影响，弹体与舰船在空间上垂直距离一定，其速度受空气阻力及风力的影响通过牛顿第二运动定力得出：
3、
4、其中ρ空为空气密度，a为弹体加速度，v风为风速，s为弹体横截面面积，v为弹体速度，α为飞机的运动方向与舰船方向的夹角；
5、弹体与舰船在空间垂直距离上的关系为：
6、
7、h为飞机距离海平面的高度，为已知；
8、弹体在空间距离上与舰船的水平运动距离受风的影响，
9、
>10、11、求解得：
12、
13、及
14、其中，舰船在空间上碰撞的时间t1，v垂为弹体在垂直方向上的速度；
15、分析水平受力情况，根据牛顿第二定律得：
16、
17、v水为弹体在水平方向上的速度；
18、解得水平方向的速度与水平位移为：
19、
20、
21、其中，f为风的阻力，s水平为弹体在水平方向的位移；
22、通过分析水平方向受力，根据牛顿第二定理得：
23、
24、此外，目标在t1时间内水平方向上的位移为：s0＝v舰t1，v舰为目标速度；
25、弹体在飞行过程中，受风速的影响，使实际着弹点产生偏差s1，与舰船的航行方向有一定的夹角，其夹角为β，tanβ＝s0/s1，β∈(0-360°)。
26、进一步地，飞机的运动方向与舰船方向的夹角成45度时：
27、
28、
29、
30、
31、
32、
33、
34、在其敌舰艇右后方β方位，距离敌舰艇s0处投弹。
35、进一步地，飞机的运动方向与舰船方向垂直时：
36、
37、
38、
39、
40、s0＝v舰t1
41、
42、在其敌舰艇右后方arctans/s0方位，距离敌舰艇s处投弹。
43、进一步地，飞机的运动方向与舰船方向135度角时：
44、
45、
46、s0＝v舰t1
47、
48、在舰艇右后方arctan s/s0方位，距离敌舰艇s处投弹。
49、进一步地，当目标在水下，弹体的水下运动轨迹与舰船方向成45度角时：
50、
51、v2为弹体入水速度，β为弹体入水角，c为水的阻力系数，t2为入水后到命中目标的时间；
52、
53、
54、
55、
56、ρ液为海水密度；
57、在目标右后方arctanh/s0方位，距离敌舰艇s0米处投弹，h为潜艇的下潜深度。
58、本专利技术的有益效果如下：
59、(1)将物理分析方法与数学建模方法相结合，并对其进行了相应的分析，最终得出了飞机打击各个目标时的最佳发射时机。
60、(2)弹体在空中及水下运动时，计算了风阻、空阻、水阻对弹体产生的合力。
61、(3)对潜艇舰船等目标的运动方向进行了综合的分析。
62、(4)模型考虑因素较多，对最终的结果能够进行精确的计算。
63、(5)模型运用了最优化模型方法求解，算法缜密，精确度较高，较符合实际情况。
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【技术保护点】
1.基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，飞机的运动方向与舰船方向的夹角成45度时：
3.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，飞机的运动方向与舰船方向垂直时：
4.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，飞机的运动方向与舰船方向135度角时：
5.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，当目标在水下，弹体的水下运动轨迹与舰船方向成45度角时：
【技术特征摘要】
1.基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，飞机的运动方向与舰船方向的夹角成45度时：
3.根据权利要求1所述的基于运动微分方程的命中潜航物体的方法，其特征在于，飞机的运...
【专利技术属性】
技术研发人员：马武彬，吴亚辉，戴超凡，周浩浩，徐奕成，李文旺，胡康琦，丁华华，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
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