Процедура оценивания траектории малогабаритных летательных аппаратов при исследованиях на баллистической трассе

DOI: 10.34759/vst-2021-4-204-218

Авторы

Илюхин С. Н.

Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, 2-я Бауманская ул., 5, стр. 1, Москва, 105005, Россия

e-mail: iljuchin.stepan@bmstu.ru

Аннотация

Представлены алгоритмы определения начального вектора состояния малогабаритного летательного аппарата по измерениям, полученным на баллистических трассах типа БТ СМЗ. Работоспособность данных алгоритмов проиллюстрирована решением численного примера, имитирующего экспериментальные данные. Доказано, что наиболее эффективно восстановление траектории методом наименьших квадратов с использованием аппроксимирующего полинома 2-го порядка. Кроме алгоритмов нахождения начального вектора состояния, в статье предложена тривиальная методика отбраковки единичных аномальных измерений, а также приведено теоретическое обоснование результатов натурного эксперимента и обозначены требования к проведению исследований на баллистической трассе с использованием рам-мишеней. Помимо прочего, в работе представлены основные характеристики баллистической трассы кафедры «Динамика и управление полётом ракет и космических аппаратов» МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Ключевые слова:

баллистическая трасса, метод наименьших квадратов, оценивание траектории, вектор состояния

Библиографический список

1. Бурлов В.В., Грабин В.В., Козлов А.Ю. и др. Баллистика ствольных систем. – М.: Машиностроение, 2006. - 461 с.
2. Лысенко Л.Н. Внешняя баллистика: Учебник для вузов. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018. - 326 с.
3. Werner R., Schultz B., Frank M. Influence of pellet seating on the external ballistic parameters of spring-piston air guns // International Journal of Legal Medicine. 2016. Vol. 130. No. 5, pp. 1287-1290. DOI: 10.1007/s00414-016-1415-3
4. Лысенко Л.Н., Бетанов В.В., Звягин Ф.В. Теоретические основы баллистико-навигационного обеспечения космических полетов: Монография. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. - 518 с.
5. Werner R., Schultz B., Bockholdt B., Ekkernkamp A., Frank M. Energy-dependent expansion of .177 caliber hollow-point air gun projectiles // International Journal of Legal Medicine. 2017. Vol. 131. No. 3, pp. 685-690. DOI: 10.1007/s00414-016-1528-8
6. Иванов П.И., Криворотов М.М., Куринный С.М. Информативность эксперимента в летных испытаниях парашютных систем. Принятие решений // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 126-136. DOI: 10.34759/vst-2021-1-126-136
7. Богомолова П.Д. Анализ методик проведения экспериментальных исследований с измерением скорости на баллистической трассе // Политехнический молодежный журнал. 2017. № 9. DOI: 10.18698/2541-8009-2017-9-160
8. Sotsky M.Ju., Veldanov V.A., Ruchko A.M. et al. Deceleration – Time Measured Projectile Penetration Tendency in Qualitatively Different Terminal Ballistics Processes // 25th International Symposium on Ballistics (17–21 May 2010; Beijing, China). 2010. Vol. 2, pp. 1070–1077.
9. Khaikov V.L. Single shot hit probability estimation as a result of the numerical solution of double integrals using Mathcad // Military technical courier. 2018. Vol. 66. No. 4, pp. 739-756. DOI: 10.5937/vojtehg66-17433
10. Khaikov V.L. Assessment of the single shot hit probability as a function of the horizontal range taking into account different target types and points of aim // Military technical courier. 2019. Vol. 67. No. 1, pp. 13-35. DOI: 10.5937/vojtehg67-18522
11. Nag N.K., Sinha P. An investigation into pellet dispersion ballistics // Forensic Science International. 1992. Vol. 55. No. 2, pp. 105-130. DOI: 10.1016/0379-0738(92)90118-G
12. Корольков А.Н., Сабирова И.А., Германов Г.Н. Спектральный анализ результатов в пулевой стрельбе: возможности применения // Известия Тульского государственного университета. Физическая культура. Спорт. 2016. №2. C. 125-135.
13. Грабин В.В., Илюхин С.Н., Клишин А.Н., Хлупнов А.И. Проведение экспериментальных исследований на баллистической трассе. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016. - 37 с.
14. Ковалев А.А., Рогов Н.В. Оценка рассеяния значений показателя качества в зависимости от параметров технологического процесса // Вестник Московского авиационного института. 2021. Т. 28. № 1. С. 175-186. DOI: 10.34759/vst-2021-1-175-186
15. Тюлин А.Е., Бетанов В.В. Лётные испытания космических объектов. Определение и анализ движения по экспериментальным данным. – М.: Радиотехника, 2016. - 332 с.
16. Юдинцев В.В Динамика захвата сетью вращающегося объекта космического мусора // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 4. С. 37-48.
17. Спирин А.И. Анализ полетных данных как основа для принятия операционных решений по эксплуатации долговременных орбитальных станций // Вестник Московского авиационного института. 2018. Т. 25. № 2. С. 139-151.
18. Rosenberg Z., Dekel E. The Deep Penetration of Concrete Targets by Rigid Rods – Revisited // International Journal of Protective Structures. 2010. Vol. 1. No. 1, pp. 125-144. DOI: 10.1260/2041-4196.1.1.125
19. Frank M., Schönekeß H., Jäger F., Herbst J., Ekkernkamp A., Nguyen T.T., Bockholdt B. Ballistic parameters of .177 (4.5 mm) caliber plastic-sleeved composite projectiles compared to conventional lead pellets // Military technical courier. 2013. Vol. 127. No. 6, pp. 1125-1130. DOI: 10.1007/s00414-013-0904-x
20. Илюхин С.Н. Методики нахождения коэффициента лобового сопротивления при проведении экспериментальных исследований на баллистической трассе // Молодежный научно-технический вестник. 2014. № 1. URI: http://ainsnt.ru/doc/704437.html
21. Топорков А.Г., Илюхин С.Н. МОБИ - математическая обработка баллистических испытаний. Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU2021615379. Бюл. № 4, 07.04.2021.