关于静不稳定导弹自动驾驶仪设计的若干问题

讨论用于静不稳定弹体的自动驾驶仪的设计原理和控制特性.适当选择阻尼回路的参数能使静不稳定弹体可稳定并可控制.使用静不稳定弹体能显著提高导弹的过载能力,过载能力随弹体不稳定度的增加而增加,但放宽静不稳定度有一定的限度.静不稳定弹体自动驾驶仪要求其阻尼回路的传递系数足够大,时间常数比较小,并且还要求舵机有足够大的输出功率和响应速度.     

对空目标用有翼导弹和无翼导弹的比较

空气动力学决定了导弹的速度、高度、射程、机动性和稳定性.这些因素与推进、制导和控制以及战斗部共同决定了导弹的有效性.空气动力学的普遍性的影响,使空气动力学专家必须作多方面折中考虑,最重要的是考虑采用有翼导弹还是用无翼导弹.空气动力对导弹的尺寸、重量、同飞机和发射架的适合性以及系统复杂性都有影响.     

导弹垂直发射转弯规律优化设计

防空导弹垂直发射转弯控制是一非线性最优控制问题。在优化设计垂直发射转弯规律时,粒子群算法存在易早熟而陷入停滞问题,而变尺度法对俯仰角规律初值敏感容易发散,且计算量大。利用粒子群算法无需手动设定初始值、速度快的特点,将其优化结果作为后者的初始值,然后利用变尺度法较强的局部搜索能力逼近最优解。采用这2种算法简单串联的方法优化得出的垂直发射转弯控制规律,经仿真验证可满足速度、攻角、过载等约束条件,俯仰角速度和攻角变化规律与工程经验一致。     

垂直发射旋转导弹空中转弯控制技术研究

对垂直发射舰载末端防御旋转导弹的空中转弯控制技术进行了研究。采用侧向力控制,结合脉冲发动机与弹体高速旋转特性设计了一种转弯控制方式,利用弹体旋转调整脉冲发动机喷射方向,实现导弹在特定方向的快速低头,降低俯仰角,并依靠反方向回喷抑制俯仰角速度,使导弹快速稳定。通过调节控制参数(脉冲发动机数量)可控制导弹转弯结束后的俯仰到位角,有效打击不同态势的来袭目标,脉冲发动机数量越多,控制参数的取值范围就越大;可用俯仰到位角越多,到位角精度越高。基于RAM Block 2导弹进行近界弹道仿真,结果表明:采用提出的转弯控制方式,导弹的转弯速度快,能保证近界和低空作战性能,在工程中有较好的应用前景。     

导弹垂直发射阶段的分析

通过导弹垂直发射阶段的分析,可以确定垂直发射方式应用于近程导弹的可能性.本报告研究了助推加速度、转弯开始时间、俯仰速率指令限值和推力矢量控制偏转指令限值等导弹参数对在最小的高度上作急转弯要求的影响.文章最后将采用推力矢量控制的导弹的性能与只采用气动力控制的类似导弹作比较,结果表明,对于具有推力矢量控制的近程导弹来说,垂直发射是一种很有前途和很有吸引力的发射方式.     

战斧巡航导弹的设计

本文说明了战斧巡航导弹的设计思想。其中弹体设计主要是受到潜艇鱼雷管的限制,因而几何尺寸小并采用了密封的贮存、发射两用的不锈钢筒;采用推力向量控制保证了导弹水下发射的稳定性;采用高效率的小涡扇发动机、充分利用弹体空间携带高能燃料和最佳化的气动外形使导弹实现了大射程;采用地形匹配辅助惯导系统,战术型还用了光学景象匹配系统,实现了高的命中精度;导弹在可见光、雷达、红外和紫外光谱中有较低的可见度,并且设计高度模块化,具有较好的任务灵活性。     

防空导弹弹体结构展望

80年代以来,防空导弹的发展趋势主要是多用途、研制与改进相结合和采用模块式设计.为适应这一研制方向,导弹的弹体结构也要作相应改进.导弹舱段受力外壳与内部设备外壳合二为一和缩小翼展是使导弹外形小型化的重要措施.弹体结构改进还包括研究垂直发射技术和开展隐身技术研究.加强新材料、新工艺的研究也是改进防空导弹弹体结构的重要内容.应该开展碳纤维复合材料和优质铝合金的应用研究.     

战术导弹大扇面机动发射研究

传统自动驾驶仪或简易平台式惯导系统采用装定扇面角的方法控制导弹机动转弯 ,受框架式陀螺仪测量范围的限制 ,发射扇面角不能过大 ,否则会引起框架系统的锁定 ,导致导弹失稳 ;另外该方法还不能控制导弹的法向过载 ,转弯太急将导致法向过载超过设计指标要求。为此本文提出了一种可直接对导弹法向过载和过载速率进行控制的方案 ,利用能量最优控制方法设计了过载控制指令 ,并采用由角加速度计和线加速度计构成的新型捷联惯导系统对导弹进行稳定和控制。应用该方案对某型超音速导弹进行弹道仿真时 ,较好地控制导弹实现了从± 90°直至± 180°的几种大扇面角发射 ,表明该方案具有较高应用价值     

便携式红外寻的防空导弹——气动外形

结合本类导弹红外寻的、旋转弹体、单通道控制、筒式发射等特点及惯用的部位安排形式，讨论了采用鸭式“＋×”气动布局的原因，介绍了在气动外形设计时需要考虑的问题。     

燃气舵控制效率的理论和实验气动力的相互关系

本文介绍了浸入火箭发动机喷管热气流中的四个相互正交的燃气舵控制的空气动力(或气体动力学)性能估算理论和静态地面发动机试验情况.说明采用三轴(俯仰、偏航和滚动)控制系统(在火箭发动机喷管上附加燃气舵组件)可以增强导弹的控制、机动能力和垂直发射及转弯期间的弹道控制.燃气舵控制效率是采用超音速空气动力学理论,并考虑了真实气体成分、干扰和锥形喷管流来估算的.燃气舵升力、阻力、压力中心和滚动转矩的估算结果同静态发动机试车结果十分符合.     

AS30L激光制导导弹

AS30L激光制导导弹是法国宇航公司研制的一种战术空面导弹,用来攻击机场,桥梁和舰船等点目标。该弹1983年正式投产,可装备法国的美洲虎飞机、幻影F1和幻影2000战斗机,从机翼下的挂架和导轨上发射。 该弹长3.65米,弹径34.2厘米,翼展1米,发射重量520公斤,发射高度50～10000米,着陆时速度450～500米/秒,其射程取决于发射时的速度和高度:最小3公里,最大12公里,圆概率误差0.5米。它采用一台固体助     

一种燃气发生器的变推力设计与仿真

为了满足采用单一发射系统对不同重量不同初速导弹的发射要求,设计了一套包含多根产气药柱、可自适应点火、可变推力的燃气驱动装置。首先,根据驱动重量和速度要求,初步设计产气药柱对其产气性能及其作用的可靠性进行实验,为后续优化结构设计及仿真模拟提供依据;其次,采用数值仿真模拟的方法,研究不同作用药柱个数、作用时间及弹体质量,发射系统内部压强和弹体运动随时间的变化情况。仿真结果表明:驱动条件相同,弹体质量越重,其在发射筒出口处的速度越小、所用时间也越长;同一弹体,作用药柱个数越多,弹体在发射筒出口处的速度越大、所用时间也越短;为防止作用药柱个数过多导致发射筒内压强过大,采用时序控制装置对其进行时序控制,从不同作用药柱的时序组合中获取最优方案。仿真及实验结果表明,所设计的燃气发生器药柱燃烧性能好、可自适应点火、可为系统提供可变推力,其设计基本合理。     

防空导弹侧向姿态变结构控制器研究

为处理垂直发射防空导弹快速转弯时侧向姿态控制系统产生大攻角导致的弹体气动参数非线性变化和三通道交叉耦合，将非线性作为被控对象线性模型参数的小范围随机摄变，并采用抑耦法对交叉耦合作等效处理，应用部分状态反馈和变结构控制方法设计了一种变结构控制系统。仿真结果表明，该变结构控制器的快速性和鲁棒性均优于传统PI控制器。     

高机动旋转导弹鸭式双通道控制研究

对高机动旋转导弹双通道鸭式控制进行了研究。介绍了双通道控制原理,分析了双通道控制的过载能力强,理论上对最低转速无要求,驾驶仪设计复杂度小,利于工程实现等相对单通道控制的优点。讨论了双通道控制考虑两对鸭舵滚转不对称、鸭舵下洗和气动非定常时的气动设计,以及转速设计中零转速、与弹体纵向响应频率和大机动转速变化对控制系统的影响的要点。研究认为高机动旋转导弹采用鸭式双通道控制可行。     

战术导弹垂直发射控制系统

本文探讨了战术导弹垂直发射控制系统的特殊问题:控制导弹进入射击平面、初始段的推力矢量控制、程序转弯和惯性基准、天线预装以及减少极化损失等关键技术;探讨了某舰空导弹垂直发射方案并介绍了在一些特定的假设条件下的初步数字化仿真结果。     

“西北风”地对空武器系统

由玛特拉公司设计和生产的“西北风”超近程地对空导弹系统包括导弹和既能贮藏/装运导弹、又能作发射导弹用的可抛弃的发射管.整个武器系统重约20公斤,长为1.85米.导弹弹体直径为90毫米.弹长为1.81米,重为17公斤.“西北风”导弹主要包括装有碰撞和近炸引信的爆破装药战斗部、被动红外导引头、固体推进火箭发动机、自动驾驶仪和制导电路、驱动控制舵面的伺服电机以及热电池电源.战斗部重量为3公斤,其外壳具有极强的穿透性能,混在装药内的钨珠能增加战斗部的摧毁能力.大量的装药和强大的爆炸力是该武器之所以如此有效的重要因素.     

地空导弹气动外形/总体参数一体化优化设计

地空导弹气动外形／总体参数一体化优化设计是导弹总体设计中的重要组成部分，本文选取导弹的发射重量和导弹在遭遇点处的可用过载为优化设计的评价指标，各项战术技术要求为优化设计的约束条件，利用外点罚函数法建立优化设计的综合目标函数，选取若干对导弹总体性能影响较大的导弹总体／气动外形参数为优化设计的设计变量，采用理论弹道计算用数学模型和气动力系数的半经验工程算法，建立优化设计的数学模型，寻优方法要用直接地优     

国外近程低空面空导弹武器系统的关键技术(下)

国外近程低空面空导弹武器系统的关键技术（下）舒承东，郑万千二、主要关键技术近程低空面空导弹武器系统的主要关键技术包括：脉冲多普勒雷达技术、多敏感器制导技术、垂直发射技术、一体化技术和计算机技术。１．脉冲多普勒雷达技术国外射程为１２～１５ｋｍ左右、射高...     

潜射导弹离筒后海水倒灌效应数值分析

针对潜射导弹水下垂直发射离筒后海水倒灌涌入引起的冲击问题,利用数值计算方法对其进行研究。基于水气两相流动的基本控制方程、VOF模型和动网格技术,实现了考虑弹体运动的水下发射多相流动问题求解。以此为基础,对潜射导弹垂直发射的水下运动和海水涌入过程进行了数值模拟,进而对影响涌入海水冲击压强的因素进行分析,以寻求降低海水涌入冲击压强的有效措施。模拟和分析结果表明,海水倒灌涌入会对发射筒结构产生显著的压强冲击;在发射筒底部附近增加局部挡流板,可有效降低涌入海水的冲击效应。     

助推-滑翔导弹弹道优化研究

针对助推-滑翔导弹的弹道优化问题,给出了一种求解其最大射程弹道的分段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型。在考虑攻角绝对值、攻角变化率、法向过载、分离点攻角衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了其最大射程弹道。分析表明,助推-滑翔导弹比传统弹道导弹射程显著提高,其最优弹道的起伏有助于增大射程和提高突防能力。