制导炸弹智能技术现状与发展思考

现代战场变化莫测,赛博-电磁一体化作战和协同分布式作战等新型作战样式的出现对制导炸弹精确打击目标提出了更高的要求,研究制导炸弹智能技术是各国抢占军事高地的关键。针对制导炸弹在强拒止、强干扰、弱通信的作战环境中无法精确打击目标的问题,广泛调研了制导炸弹智能化现状,寻求制导炸弹在恶劣条件下快速、准确打击目标和对突如其来遇到的威胁进行分析、预判和决策的方法。调研结果表明,在智能化技术的支持下,制导炸弹的作战效能可得到极大提高,同时也节约了战争成本,具有重要的研究意义。在综述了制导炸弹智能化发展的基础上,概述了对制导炸弹具有发展意义的智能感知与识别、智能控制、智能决策和智能弹群协同作战四种关键技术,并指出智能制导炸弹未来的发展趋势。     

制导炸弹发射区研究

基于小型制导炸弹(炸弹+制导)气动特性、动力学方程、制导律、目标运动模型及发射区计算等飞行数值仿真模型与算法,在炸弹发射状态一定的情况下,通过不同的炸弹轨迹倾角、偏航角和目标运动的组合,仿真计算了大量的发射区.利用仿真软件C++与Matlab,能够较为直观地比较目标在运动状态不同情况下制导炸弹的发射区和6-DOF飞行轨迹.所得结论可为制导炸弹精确打击目标提供依据,提高了制导炸弹的作战性能.     

制导炸弹大空域下的动力学模型

针对惯性导航/卫星定位方式制导炸弹在大空域下的工作过程和特点,建立了空中的运动数学模型,分析了大空域下制导炸弹运动的非线性因素,并在线性化模型的基础上,发展了一种时变的非线性模型来描述制导炸弹大空域下飞行动力学系统的方法。最后进行了仿真,结果表明,该方法是合理的,为后续制导炸弹控制系统的自适应设计与仿真提供了参考。     

制导兵器飞行力学研究方向综述

介绍了国外制导兵器的发展概况，主要针对反坦克导弹，制导炮弹，末敏弹药，远程简易制导火箭和制导炸弹。并根据制导兵器发展的需要，提出了制导兵器飞行力学研究领域的一些主要研究方向。     

基于GPS/SINS制导控制系统的半实物仿真系统设计

介绍了基于GPS/SINS的制导炸弹制导控制系统和半实物仿真系统组成,详细阐述了半实物仿真试验的目的、内容、试验原理及主要仿真设备的各项功能。设计了半实物仿真软件及半实物仿真试验模型所加的误差干扰,搭建半实物仿真环境,开展了半实物仿真试验。试验结果表明:半实物系统能有效模拟制导炸弹飞行过程,对制导炸弹制导控制系统进行了全面仿真验证,为飞行靶试试验提供了技术支撑,对制导炸弹飞行弹道评估和保证型号项目研制进度有重要的意义。     

可高空投放的新型低成本风修正子母炸弹

风修正子母炸弹(WCMD)与联合直接攻击弹(JDAM)、联合防区外发射武器(JSOW)及联合防区外空地导弹(JASSM)一起,同属新一代精确制导弹药。在今年的伊拉克战争中,风修正子母炸弹在战争中发挥了作用     

GPS/INS系统航空制导炸弹半实物仿真系统研究

介绍了GPS/INS制导体制的航空制导炸弹半实物系统的关键技术、系统组成、功能以及半实物仿真系统的作用,可以应用于相同体制的半实物仿真试验室的建设和半实物仿真试验方案的设计。通过对某型制导炸弹半实物仿真方案设计和试验验证,充分验证了该仿真系统设计的正确性和可靠性。     

基于多要素改进NSGA-Ⅱ的小直径制导炸弹空面打击最优火力分配方法

为了最大化提升小直径制导炸弹对面积目标的打击效率，提出基于多要素改进的非支配排序遗传算法的小直径制导炸弹空面打击最优火力分配方法。考虑制导炸弹的误差散布，运用网格法建立了单枚制导炸弹的打击效率评定模型，从而在此基础上建立了多枚制导炸弹的最优火力分配模型；构建了打击效率最大和用弹量最小的优化目标函数，建立了制导炸弹的最优火力分配模型。通过引入概率选择算子、混合交叉算子、改进精英保留策略对NSGA-Ⅱ算法中的多要素进行改进，增强算法的全局搜索能力，提升算法性能。仿真结果表明，MFM-NSGA-Ⅱ算法能够获得有效的小直径制导炸弹最优火力分配方案，最优火力分配结果对应的用弹量随场景参数的变化而改变，并且本文方法求解质量优于原NSGA-II算法和多目标粒子群算法。     

基于空中发射点的在线诸元计算方法研究

现代战争的快节奏要求弹道导弹具有快速机动发射能力,采用伪卫星组合制导的弹道导弹随机快速发射需要诸元在线计算。提出了一种基于空中发射点的在线诸元计算方法,该方法具有计算量小、制导方法误差小的特点,可用于陆基机动弹道导弹或潜射弹道导弹的快速发射。     

某型旋转制导炸弹自旋频率设计

提出了将旋转导弹单通道控制原理应用于制导炸弹控制系统设计的构想,并对旋转制导炸弹自旋频率设计进行了初步的探索。主要结合制导炸弹的运动特性,通过分析影响自旋频率设计的主要因素,给出了自旋频率的设计原则:避免产生滚转共振,在飞行过程中保持动态稳定和考虑继电式舵机的换向频率。在此基础上,以某旋转制导炸弹为例,计算了其动力系数、固有频率,最后得出了满足设计要求的自旋频率上限和下限。该设计方法也可应用于再入旋转机动弹头的自旋频率设计。     

读者之音

打破空中力量的神话北约对南联盟的空袭已进入第三个月．尽管有上千架战斗机参战，数百枚导弹和成千上力吨炸弹倾泻在南联盟的国土上，但所取的效果正如众所周知的那样，非常有限，连北约也不得不承认空袭没能奏效。因此、从一场战争的角度来讲．北约的此次轰炸暴露了空中力量在战争中的局限性。广义上的空中力量应有4部分组成：作为武器平台的海上战舰和空中飞行器、直接攻击目标的导弹和炸弹、预警/通信侦察系统和综合保障系统。从海湾战争以来的空战经验看．战斗机的空中格斗性能已大大让位于其对地攻击能力、而攻击的效果在很大程度上取…     

SINS/GPS制导炸弹俯仰平面制导控制一体化设计

根据SINS/GPS制导炸弹动力学特性,首先推导了俯仰通道的制导控制一体化状态模型.然后在充分考虑制导和控制回路的不确定性基础上,利用terminal滑模控制方法,设计了制导控制一体化状态反馈控制律,所设计的控制器一方面保证制导炸弹满足打击精度和末端落角约束要求,另一方面保证控制回路的稳定性与鲁棒自适应性.采用模糊控制克服了变结构控制项引起的系统抖振.最后,分别进行了极端气动条件与取投放域边界值情况下的某型SINS/GPS制导炸弹六自由度飞行控制弹道仿真,仿真结果验证了此方法的有效性.     

伊拉克战争中的新型空袭武器

战争从来都是新武器的实验场。美英联军在此次对伊战争中不仅消耗了大批库存的武器,还使用了包括新型防区外空地导弹“风暴阴影”、增强型GBU-27制导炸弹、新型“幼畜”空面导弹和新型“哈姆”导弹在内的一批新型空袭武器     

精确制导弹药花样翻新(上)

目前一代精确制导弹药(PGM),包括激光制导炸弹和“幼畜”光电制导导弹在海湾战争中大出风头,其杀伤力远远超过普通的非制导炸弹.战争中消耗的PGM只占总弹药的7%,却摧毁了大部分目标.激光炸弹虽然命中精度很高,其圆概率误差(CEP)达到1米,但在恶劣的气象条件,如有烟雾以及有云层的情况下不能使用.而且因激光制导炸弹采用半主动制导,在投弹时,载机或其他飞机需对目标进行照射,不能离开,既使照射目标的飞机容易受到攻击,也增加了飞行员的负担,如由载机照射,一般要配备双人机组,而且一次只能投一枚激光炸弹.     

精确制导技术发展展望

介绍了精确制导技术的基本类型和基本分类,分析了国外精确制导技术的三项新进展双模寻的制导及其关键技术,光纤制导及其关键技术和近代中制导的INS/GPS制导,对未来精确制导技术的发展提出了四点预测.     

制导火箭弹制导控制系统精益设计方法

制导火箭弹在陆军未来战争中正发挥越来越重要的作用，制导控制系统设计是制导火箭弹研制的核心和难题。提出了一种适用于制导火箭弹制导控制系统的精益设计方法，将设计过程分为数据处理环节、自动驾驶仪设计环节、制导律设计环节和六自由度仿真分析环节4个部分，并将标准化和基于模型的思想体现在精益化设计软件中，从而给出了一条可以又快又好地完成系统设计的技术途径。     

巡航导弹的特点及制导技术分析

概述了巡航导弹的性能特点及在未来战争中地位和作用.综合讨论了巡航导弹常采用的几种制导方式,分析了各种制导方式中的误差来源及对制导精度的影响,并介绍了各种制导方式在巡航导弹飞行中的应用过程.     

考虑落角约束的制导炸弹有限时间控制制导律

为了提高制导炸弹对目标的毁伤能力,更加有效地约束终端落角,利用终端滑模变结构控制理论和有限时间收敛性理论,在选取自适应趋近律和建立弹目相对运动模型的基础上,提出了一种考虑落角约束的制导炸弹有限时间控制制导律。然后,利用Lyapunov理论证明了所选取的滑模面和趋近律是有限时间收敛的。通过仿真实验验证了所提算法的有效性。仿真结果表明:与比例制导律相比,所提制导律既能使制导炸弹在有限时间内收敛到所期望的入射约束角附近,又能使炸弹的视线角及其角速度收敛的更快,具有一定的工程应用价值。     

基于神经网络的精确末制导律研究

针对动能杀伤武器重量极小化问题，基于神经网络技术、动态逆补偿法和非线性优化法，研究了两种精确末制导律，一种采用FFBP神经网络学习一要制导方程动态逆实现精神制导，另一种采用FFBP神经网络学习非线性优化解实现精确制导，仿真分析表明，前者对目标加速度估计误差过于敏感，无法实现；而后者在目标加速度有误差时仍能实现精确制导，估于偏置比例导引，并可以使动能杀伤武器重量极小化。     

多约束条件下的制导律研究综述

随着导弹等制导武器机动能力的增强,制导精度的提高,多约束条件下的制导律研究成为精确制导研究的新热点。简要介绍了多约束条件下的制导问题,重点评述了近年来多约束条件下的制导律研究情况,对目前多约束条件下的制导律设计进行了比较详细的研究,系统分析了各种方法的优缺点,并分析了其可能的研究内容动态和方向,为精确制导技术的发展提供了参考和借鉴。