实现高超声速跳跃式弹道关键问题的研究

为提高高超声速导弹的突防能力,使常规布局空中发射的高超声速巡航弹能采用跳跃式弹道突防,采用了在导弹再入段附加相应的正攻角产生气动升力的方法,找出了实现弹道起跳的关键参数,讨论了这些参数对弹道性能的影响.通过弹道仿真,针对初始质量为800 kg的空射导弹,实现了射程大于500 km,最大法向过载不超过10g,最大动压不超过1.5 MPa的跳跃式机动弹道.仿真结果表明,该文的飞行程序易于实现,只要关键参数在合理范围内,空射高超声速巡航弹就可在再入阶段实现跳跃机动.     

一种基于法向过载的反舰导弹机动识别方法

针对反舰导弹在突防段利用机动弹道干扰防空导弹作战决策的问题,提出一种基于法向过载的目标机动识别方法。对机动突防策略特点及其对防空导弹作战决策的影响进行分析,从识别参数的选取、法向过载的计算方法、判别门限的设定、机动过程中法向过载的变化规律4个方面得到机动识别的结论,并在积累一定时间的观测数据后,通过计算验证目标是否进行弹道机动的交变机动。仿真结果证明,该方法有较强的针对性和实用参考价值。     

一种近空间高超声速飞行器的制导律设计与仿真

为了实现一种由助推、近空间巡航和俯冲攻击组成的高超声速飞行器攻击弹道以对付具有大机动能力的目标,采用粒子群优化方法一体化设计高超声速飞行器的固体火箭助推器和助推弹道;巡航段水平面内采用一种3维虚拟目标比例导引律,纵向平面内基于非线性系统奇异摄动理论和虚拟目标导引方法设计一种次最优组合制导律;俯冲攻击段基于随机跳变系统理论设计一种最优制导律.3维全弹道仿真结果表明所设计的制导律合理,中制导律能够有效衔接助推段和俯冲攻击段,末制导律能够有效实现攻击大机动目标的制导任务.     

带落角约束的非奇异变结构导引律设计

基于变结构控制理论,针对反舰导弹打击水面机动目标的导引问题,设计了非奇异变结构导引律。基于零化相对航向误差角的导引律适用于任意初始导弹弹道角和目标航向角,文中选择了相对航向误差角作为导引律设计中将要被控制到零的输出,同时把命中落角作为系统的终端约束条件。仿真结果证明,在导弹任意初始航向角下,采用所设计的带落角约束的非奇异变结构导引律均能够满足脱靶量和落角约束要求。     

攻击大机动目标的导弹广义导引律研究

攻击大机动目标的导引律是高性能防空反导导弹的关键技术之一。比例导引法由于其形式简单、制导系统技术上易于实现,已得到广泛应用。以某型反导导弹为例,针对目标做大机动运动时比例导引存在捕获区域变得有限的问题,提出了比例导引的两种扩展算法:引入目标加速度补偿的比例导引和引入视线加速度补偿的比例导引,并进行了数值仿真分析。结果表明,采用这两种扩展比例导引律,攻击大机动目标时制导精度高,对导弹的过载要求小,脱靶量小,弹道较为平直。     

带末端落角约束的变结构导引律

使被动寻的导弹在较低的平飞弹道情况下，以较小的俯冲过载和最佳攻击姿态精确命中目标。采用带落角约束的变结构导引律，对弹目距离及距离变化率进行估计，克服被动寻的导弹不能测距的约束，同时使切换开关增益随时间自适应变化以减小俯冲过载，利用某型在研被动寻的导弹的气动参数，对此变结构导引律进行了数学仿真，仿真结果表明，在较低的平飞弹道约束条件下及过载要求范围内，该导引律能以期望落角命中静止与机动的坦克目标，对弹目距离变化率及距离的较大估计误差具有较强的鲁棒性。     

过载控制导弹发射段弹道研究

研究了反舰导弹在机载发射方式和舰载发射方式下的发射段弹道。由于其控制系统采用过载控制技术进行设计，导引规律采用虚拟目标比例导引法，使导弹的发射方式更加灵活多样，而且发射后可以实现大空域机动飞行，因此，其适应性，突防能力，作战能力都会得到增强。     

舰空导弹拦截机动目标弹道仿真

为研究舰空导弹对蛇形机动与螺旋机动目标拦截效果的差异,对舰空导弹拦截机动目标进行弹道仿真。首先建立反舰导弹的三维蛇形机动模型和螺旋机动模型,然后建立舰空导弹的三维矢量拦截模型,考虑导引头噪声和舵系统的过载限制,最后在Matlab环境下进行2种机动的拦截弹道仿真,采用蒙特卡洛法仿真不同机动强度和噪声强度下的脱靶量,并对比分析拦截蛇形机动和螺旋机动的需求过载和脱靶量。仿真结果验证了反舰导弹机动模型、航空导弹拦截模型的正确性和可行性,可为有针对性拦截机动目标提供参考。     

未来高超声速反舰导弹作战使用关键问题研究

针对高超声速反舰导弹技术性能特点对其作战使用方法具有较大影响等问题,对包含高超声速反舰导弹在内的临近空间飞行器的发展现状进行了论述,并对高超声速反舰导弹与传统反舰导弹之间的作战使用特点进行了对比分析,重点梳理和明确了高超声速反舰导弹在作战使用过程中面临的目标信息获取、导弹火力分配、导弹射击方式选择等几个关键问题,并提出了分析和解决这些问题的思路和方法。     

基于模糊逻辑的导弹扩展比例导引律

临近空间高超声速大机动目标的拦截制导律一直是现代制导与控制方面的一个难点和热点。运用模糊逻辑的方法，改进了扩展比例导引律，使导弹在拦截过程中能够有效跟踪导弹至目标视线转率的变化及目标的机动加速度，拦截末段视线转率收敛，实施成功拦截。     

临近空间高超声速导弹弹道特性分析

对美国X-51A四次飞行试验进行综合研究,在X-51A飞行轨迹的基础上,利用数值方法研究初始高度、速度及爬升角对未来高超声速导弹弹道的影响,分析了临近空间高超声速导弹各阶段弹道特点,最后在MATLAB环境下进行临近空间高超声速导弹弹道仿真,分析了目标速度、高度、飞行时间和水平距离之间的相互关系,为后期有针对性拦截临近空间高超声速导弹提供参考。     

三点导引法导引舰空导弹弹道研究

简要介绍了常用的导弹导引规律,以其中的三点导引法为例,对导引弹道以及影响导引弹道的各种因素比如目标运动特性、弹目间速度比、发射距离、发射高度、可用过载等进行了深入的分析,提出了改进导弹制导控制系统的几点建议.     

三点导引法导引舰空导弹弹道研究

简要介绍了常用的导弹导引规律，以其中的三点导引法为例，对导引弹道以及影响导引弹道的各种因素比如目标运动特性、弹目间速度比、发射距离、发射高度、可用过载等进行了深入的分析，提出了改进导弹制导控制系统的几点建议。     

基于Matlab的比例导引弹道仿真分析

介绍了比例导引法的导引规律,推导了基于比例导引规律的拦截弹弹道方程.给出了一种目标做正弦机动飞行的轨道方程,并采用Matlab对拦截弹拦截目标进行了目标拦截仿真.分析了拦截弹速度和目标速度,以及导引系数对拦截弹弹道的影响,研究了导弹实际飞行中弹道曲率与法向过载的关系.     

针对高速机动目标的三维非线性微分对策制导律

为有效拦截高超声速飞行器,提出了一种基于预测控制的三维微分对策制导律。该制导律将高速机动目标拦截末制导过程抽象为以视线角速率和燃料消耗为性能指标的零和微分对策问题,以非线性模型预测控制为框架,采用梯度下降法实时求解决策约束型有限时域微分对策,得到最优决策。该制导律能够在满足动态系统高维非线性、机动能力和燃料消耗等要求下,实现对目标的精确拦截; 在与比例导引律燃料消耗相当的情况下,具有末端弹道平直、制导精度高等优点。     

基于目标变轨运动的扩展比例导引律仿真研究

在传统动力学微分方程的基础上提出一种扩展的比例导引规律,对于目标感知危险距离之后的正弦变轨运动,通过仿真运用扩展比例导引法分析对法向过载和弹道曲率的影响。仿真结果表明,与传统的比例导引比较,在合适的随机量下扩展比例导引法拦截目标时,导弹在接近目标时的法向过载的波动有所改善,拦截时间和法向过载均有较好的性能,对于大机动目标的追踪性能优于经典的比例导引规律。     

高超声速飞行试验助推段弹道优化方法

为减小高超声速飞行试验助推段飞行环境的恶劣程度,提出了一种生成三自由度最优弹道的方法。采用基于攻角编码的遗传算法,并用三次样条对攻角-时间历程进行平滑处理。优化过程首先搜索满足窗口参数的可行解,然后以攻角范围、最大动压、最大法向过载等参数为目标函数,以窗口参数为约束,搜索飞行环境恶劣程度最低的最优化弹道。计算结果表明,该算法能够避免理论弹道中存在局部高风险阶段的情况,并具有良好的鲁棒性。     

舰空导弹与蛇行机动反舰导弹对抗仿真

针对舰空导弹与蛇行机动反舰导弹对抗的模拟问题,对舰空导弹与蛇行机动反舰导弹对抗进行仿真。分析了模拟舰空导弹拦截蛇行机动反舰导弹的重要性,将舰空导弹与反舰导弹的三维运动轨迹分解为纵平面和水平面上的二维运动,分别建立模型,进行轨迹合成,分析反舰导弹蛇行机动时偏航角的变化规律并给出对抗的仿真流程。仿真结果表明:该模型符合实际情况,可为舰空导弹对蛇行机动反舰导弹的拦截适宜性判断提供依据。     

导弹作为一阶动态环节的空间对准导引律

给出导弹作为一阶动态环节的空间对准导引律,它是使导弹的速度向量在给定的时间指向拦截点,控制加速度二次方积分为最小意义下空间形式的最优导引律。这种导引律可以更灵活地调整弹道上过载的分布,对于目标预测拦截点不变化的弹道,导弹速度指向拦截点后可得到直线弹道,即具有零控拦截的性质。一些已知的导引律可作为该导引律的特殊形式导出,可阐述这些导引律的最优性。     

基于偏置比例导引的模型研究

以比例导引基本模型为基础,分析了偏置比例导引的制导方法。建立了偏置比例导引制导律数学模型,推导了偏置比例导引表达式,分析了偏置项作用时间、作用起止时间、期望落角和导航比等对偏置比例导引的影响。从弹道、过载和落角三个方面对比分析偏置比例导引与弹道成型制导律。在达到角度约束的前提下,弹道成型制导律需要预估剩余飞行时间,而偏置比例导引制导律不需估计,减少了估计值可信度对制导律的影响,有利于其工程应用。