空空导弹高抛弹道作战效能研究

为增加空空导弹的射程,设计了采用奇异摄动中制导律实现导弹迅速爬升并在最优高度上巡航的高抛弹道。建立了四种目标机动模型,通过弹道仿真,将奇异摄动中制导与弹道形成最优中制导进行对比,得到不同初始高度两种制导方式的最远初始攻击距离,分析了初始高度对高抛弹道性能的影响。仿真结果表明,所设计的高抛弹道能有效地增加空空导弹的攻击距离,进而提高导弹的作战效能。     

主动雷达型空空导弹截获概率分析

误差是影响主动雷达型中远距空空导弹武器系统截获得性能的重要因素，通过引入截获目标时间的经验分布函数，提出了基于蒙特卡洛仿真计算导弹截获概率，以及定量评估误差对截获概率影响的方法。仿真结果表明，该方法能够有效分析误差因素对导弹截获得概率的影响，为武器系统误差配置提供计算参考。     

基于RTX子系统的导弹试验实时测控系统

导弹试验实时测控系统是空空导弹制导系统半实物仿真试验平台的主要设备之一,服务于新型导弹的研制、试验、优化和评估。系统采用RTX实时开发技术,克服了Windows系统实时性差的局限性,解决了测控系统实时与非实时任务兼容处理难的问题,实现了空空导弹半实物仿真试验的实时仿真和实时测控。系统利用RTX子系统的开放性,重新开发了所用仪器板卡在RTX环境下的驱动程序,实现了应用程序的设备无关性,提高了导弹试验验证的有效性和系统性。     

空空导弹轻量化设计初探

空空导弹的轻量化设计可以显著提高空空导弹的性能,所以轻量化一直是空空导弹设计者追求的目标.空空导弹的轻量化设计,与导弹总体设计以及各分系统设计均息息相关,应通盘考虑,细致规划.     

雷达型空-空导弹仿真试验研究

随着导弹武器系统的快速发展,仿真在导弹综合试验中,发挥越来越重要的作用,因为它是缩短导弹系统的研制周期,提高效费比的关键。本文叙述了雷达型空-空导弹的特点和导弹仿真系统的设计,并介绍了导弹与机载设备的综合试验程序,最后对导弹截获目标概率进行了分析。     

空空导弹成像制导系统动态仿真技术研究

提出了一种用于空空导弹制导系统动态仿真测试的数字成像导引回路设计与实现方法。通过设计合理的数字模拟接口并将真实的红外成像导引头用数学模型替代,可以实现数字导引头与导弹飞控舱实物的有效连接,完成灵活的制导系统数字/实物多重组合动态仿真。在保证必要的红外目标辐射特性和运动特性建模精度基础上,采用这种方法可以满足导弹制导算法的研制和调试需要。该方法目前已在某型红外数字化空空导弹的制导系统算法研制中获得应用,取得良好的应用效果。     

吸气式空空导弹外形多学科一体化优化设计

针对采用整体式固冲发动机的吸气式空空导弹外形气动与推进耦合的推阻匹配设计难题,引入多学科优化设计方法提出了一种综合考虑气动/推进/质量/弹道的导弹外形多学科一体化优化设计技术。其中,气动性能预测采用代理模型技术,主要基于外形参数化建模、非结构网格技术和流场精细数值计算来自动构建气动数据库,据此建立了包含外形几何信息的气动预测代理模型,并对其预测精度进行了验证;推进性能预测采用推进求解模型,该模型根据固冲发动机理论建立,精度满足工程要求。对所建立的学科预测模型完成一体化集成后,以质点弹道仿真评估的战技指标为优化目标,对一款吸气式空空导弹进气道和翼面外形进行了优化设计,取得了推阻匹配的优化外形,优化后导弹动力射程提高10%。所提出的一体化优化设计技术,有助于吸气式空空导弹外形气动与推进耦合推阻匹配设计和提高导弹动力射程。     

中远距空空导弹导引头系统仿真及误差分析

针对中远距空空作战,建立了中远距空空导弹的飞行仿真模型,给出了导弹攻击目标的全过程,并给出了攻击结果,即脱靶量和目标杀伤概率的计算方法。在分析末制导阶段导弹雷达工作过程的基础上,分析了导引头误差对测量目标信息及导弹飞行过程和攻击结果的影响。最后,使用Visual Studio 2010和OpenGL进行了空空导弹的全过程飞行仿真,验证了模型的正确性和有效性。     

应用逆系统方法设计空空导弹控制器

对非线性控制的逆系统方法原理进行了介绍，将该方法应用于空空导弹制导设计中，设计了导弹质心运动动力学系统的控制器，该控制器通过对弹道坐标系下导弹的纵向过载和法向过载实施控制，可使导弹在控制系统中的速度、偏航角和俯仰角输出信息渐近跟踪制导指令，以实现空空导弹对攻击目标的跟踪。     

空－空导弹投放系统误差与误差敏感度分析

空对空导弹发射控制参数的计算及其误差分析,是保证攻击有效性的重要环节。介绍了前置追踪攻击原理,给出了空空导弹发射控制参数的计算模型,建立了系统误差分析的仿真结构,提出用小扰动法来研究发射控制参数与扰动误差源的敏感关系,并进行了敏感度计算     

远程空空导弹攻防成功概率研究

攻防成功概率是衡量远程空空导弹武器系统作战效能的关键性指标。在研究被动/主动双模导引头远程空空导弹末制导截获概率模型和载机生存概率模型的基础上,建立了攻防成功概率的计算模型,并以F-16战斗机为打击目标进行了验证,进而根据算例结果分析了诸因素对攻防成功概率的影响,为远程空空导弹的作战效能评估提供了有益的参考。     

空-空导弹微分对策最佳导引律的研究

本文研究空-空导弹微分对策最佳导引问题中目标加速度及导弹加速度对制导精度的影响。根据推得的三类制导律讨论了指标中权系数的选择原则,并给出了剩余飞行时间（time-to-go）的两种估计方案。仿真结果表明:导弹侧向加速度作为制导信号对导引精度有十分明显的提高,如果目标加速度不大,在制导过程中引入目标加速度则效果不显著。     

灰色综合关联分析法的空空导弹武器系统作战效能评估

简要介绍了灰色综合关联分析法的基本原理,给出了利用灰色综合关联分析法评估空空导弹武器系统作战效能的基本步骤,并选取国外具有典型代表意义的几种空空导弹作为算例,对其进行了具体评估和作战效能优劣排序,验证了此方法的正确性和可行性。     

复合制导空空导弹截获目标概率研究

中远程空空导弹普遍采用中制导加末制导的复合制导体制,在中末制导交接段,导弹截获目标的概率(TAP)是一个重要的设计指标。建立了一种工程上实用的截获概率计算数学模型,研究了影响截获概率的5种主要误差源及其计算公式,并给出了一条典型弹道的截获概率计算结果。该方法特别适用于研究不同误差源对截获概率的影响,可以在一次弹道计算中得到该条弹道的截获概率。     

Obstacle avoidance for multi-missile network via distributed coordination algorithm

A distributed coordination algorithm is proposed to enhance the engagement of the multi-missile network in consideration of obstacle avoidance. To achieve a cooperative interception,the guidance law is developed in a simple form that consists of three individual components for target capture, time coordination and obstacle avoidance. The distributed coordination algorithm enables a group of interceptor missiles to reach the target simultaneously, even if some member in the multi-missile network can only collect the information from nearest neighbors. The simulation results show that the guidance strategy provides a feasible tool to implement obstacle avoidance for the multi-missile network with satisfactory accuracy of target capture. The effects of the gain parameters are also discussed to evaluate the proposed approach.     

Differential-game-based guidance law using target orientation observations

Modern 4th generation air-to-air missiles are quite capable of dealing with today's battlefield needs. Advanced aerodynamics, highly efficient warheads and smart target acquisition systems combine to yield higher missile lethality than ever. However, in order to intercept highly maneuverable targets, such as future unmanned combat air vehicles (UCAV), or to achieve higher tracking precision for missiles equipped with smaller warheads, further improvement in the missile guidance system is still needed. A new concept is presented here for deriving improved differential-game-based guidance laws that make use of information about the target orientation, which is acquired via an imaging seeker. The underlying idea is that of using measurements of the target attitude as a leading indicator of target acceleration. Knowledge of target attitude reduces the reachable set of target acceleration, facilitating the computation of an improved estimate of the zero-effort miss (ZEM) distance. In consequence, missile guidance accuracy is significantly improved. The new concept is applied in a horizontal interception scenario, where it is assumed that the target maneuver direction, constituting a partial attitude information, can be extracted via processing target images, acquired by an imaging sensor. The derivation results in a new guidance law that explicitly exploits the direction of the target acceleration. The performance of the new guidance law is studied via a computer simulation, which demonstrates its superiority over existing state-of-the-art differential-game-based guidance laws. It is demonstrated that a significant decrease in the miss distance can be expected via the use of partial target orientation information.     

导弹/固体火箭发动机一体化设计

本文以两级推力固体火箭发动机为动力的某空-空导弹作为算例,研究了导弹/固体火箭发动机一体化设计的问题.为此,建立了固体火箭发动机的能量模型、质量模型和导弹与目标的数学模型.利用优化理论,成功地完成了九个设计变量的优化问题.优化结果表明,导弹的起飞质量减轻23.3kg(约占总重的9%).     

Three-dimensional cooperative guidance strategy and guidance law for intercepting highly maneuvering target

Cooperative interception of the target with strong maneuverability by multiple missiles with weak maneuverability in the three-dimensional nonlinear model is studied. Firstly, the three-dimensional nonlinear model of cooperative guidance is established. The three-dimensional reachable region is represented composed of lateral acceleration and longitudinal acceleration in the two-dimensional coordinate system. Secondly, the problem of the multiple missile's reachable coverage area is transformed into the problem of cooperative coverage. A cooperative coverage strategy is proposed and an algorithm for quickly calculating the number of required missiles is designed. Then, the guidance law based on the cooperative coverage strategy is proposed, and it is proved that cooperative interception of the target can be achieved under the acceleration limit. Moreover, the relations among the number of missiles, the initial array position of terminal guidance and the coverage area of the target’s large maneuver are analyzed. The dynamic adjustment strategy of guidance parameters is proposed to reduce the guidance error. Finally, simulation results show that multiple missiles with low maneuverability can achieve effective interception of target with strong maneuverability through the proposed cooperative strategy and cooperative guidance method.