以臨近空間高超聲速飛行器X-51A為研究對象,基于X-51A超燃沖壓發(fā)動機參數(shù),通過估算其機動能力,提出巡航段攔截的制導(dǎo)方案,并分析了攔截彈可攔截錐角與速比的關(guān)系。為滿足直接碰撞殺傷需求,論證了軌控直接力的使用方式、引入時機。最后,基于臨近空間目標(biāo)的雷達隱身和紅外輻射特性,采用平臺式紅外導(dǎo)引頭設(shè)計方案,并基于截獲概率和制導(dǎo)精度約束,提出了對導(dǎo)引頭幀頻、分辨率及視場的指標(biāo)要求。 

【文章來源】：航空科學(xué)技術(shù). 2020,31(03)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

X-51A氣動外形圖

設(shè)定典型參數(shù)，通過仿真分析得到可攔截錐角隨發(fā)射距離變化曲線如圖2所示。根據(jù)彈目相對運動學(xué)特性分析，攔截器—目標(biāo)速比小于1條件下，攔截彈必須以迎頭、側(cè)迎頭方式攔截目標(biāo)。其中，中制導(dǎo)段用于消除導(dǎo)彈速度指向誤差，末制導(dǎo)段消除目標(biāo)機動等引起的攔截彈追蹤誤差。

由于臨近空間攔截器的機動能力大大降低，氣動力控制導(dǎo)彈的時間常數(shù)增大。為了分析目標(biāo)機動對制導(dǎo)系統(tǒng)的影響，搭建了仿真環(huán)境，其中，導(dǎo)引頭采用理想環(huán)節(jié)，導(dǎo)彈氣動力最大過載選取6，自動駕駛儀時間常數(shù)設(shè)為0.6s，改變目標(biāo)機動頻率（目標(biāo)加速度為方波機動），采用比例導(dǎo)引制導(dǎo)，純氣動力控制方式下得到目標(biāo)機動引起的脫靶量仿真分析結(jié)果如圖3所示。由圖3可知，如果攔截彈時間常數(shù)過大，全程氣動力條件下制導(dǎo)精度將無法滿足直接碰撞需求（攔截彈時間常數(shù)過大條件下，目標(biāo)機動引起的脫靶量最大可以表示為目標(biāo)機動加速度的二次積分）。另外，根據(jù)線性系統(tǒng)分析結(jié)果，目標(biāo)機動引起的脫靶量與制導(dǎo)系統(tǒng)時間常數(shù)的平方成正比[6]。攔截彈為了實現(xiàn)對目標(biāo)的直接碰撞，應(yīng)大幅度減小攔截彈時間常數(shù)�？紤]到高空條件下，攔截彈舵效低，氣動力控制不能滿足制導(dǎo)系統(tǒng)的快速性需求，考慮到直接力能夠大幅提高導(dǎo)彈的快速性，在彈道末段引入軌控直接力，能夠消除末制導(dǎo)過程中導(dǎo)彈追蹤引起的制導(dǎo)偏差。結(jié)合以上分析結(jié)果，滑翔/跳躍段攔截臨近空間高超聲速目標(biāo)，應(yīng)在彈道末段引入軌控直接力。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]反臨近空間助推滑翔高超聲速目標(biāo)制導(dǎo)研究[J]. 李記新,王霞.  航空兵器. 2018(03)
[2]臨近空間高超聲速武器發(fā)展趨勢[J]. 田宏亮.  航空科學(xué)技術(shù). 2018(06)
[3]臨近空間高超聲速飛行器探測雷達技術(shù)[J]. 余繼周,黃鸝,曹哲.  飛航導(dǎo)彈. 2014(09)
[4]臨近空間飛行器紅外探測距離估算[J]. 王航飛,張凱,閆杰.  電光與控制. 2014(06)
[5]攔截彈軌控發(fā)動機開機準(zhǔn)則與開機邏輯研究[J]. 雷瀧杰,葛致磊,周軍.  飛行力學(xué). 2013(06)
[6]臨近空間飛行器攔截策略與攔截武器能力分析[J]. 呼衛(wèi)軍,周軍.  現(xiàn)代防御技術(shù). 2012(01)
[7]國外高超聲速技術(shù)計劃回顧與展望[J]. 鐘萍,王穎,陳麗艷.  航空科學(xué)技術(shù). 2011(05)
[8]X-51A驗證機的設(shè)計特點淺析[J]. 溫杰.  航空科學(xué)技術(shù). 2010(06)
[9]空空導(dǎo)彈目標(biāo)截獲概率研究[J]. 李峰,王新龍,王起飛.  電光與控制. 2010(08)



本文編號：3577448