助推-滑翔导弹发展概况及关键技术分析

介绍了助推-滑翔飞行器的研究背景与起源,给出了助推-滑翔导弹的基本定义与飞行过程,总结了助推-滑翔导弹相关技术的国内外发展概况与相应成果,分析了将来的发展趋势与应用前景,并着重分析了助推-滑翔导弹所涉及的弹头外形设计、弹道设计、热防护措施、制导方式、控制方案、助推器、有效载荷、攻防对抗和部署方案等主要关键技术.     

助推-滑翔式导弹总体参数设计方法初探

以两级固体推进剂火箭发动机助推、弹头直接入轨,而后全程在大气层内滑翔飞行的助推-滑翔式导弹为研究对象,对导弹总体参数设计进行研究,给出一种适用于助推-滑翔式导弹的总体参数设计方法。根据助推-滑翔式导弹的弹道特点,通过分段分析弹道特性,推导出导弹总体参数与关机点理想速度间的关系式。通过仿真分析,建立滑翔起点参数与关机点参数间的关系模型;考虑平衡滑翔条件,得到滑翔射程公式。基于以上公式和模型,给出助推-滑翔式导弹射程与关机点参数之间的解析关系,初步建立了助推-滑翔式导弹总体参数的设计方法。     

美国高超声速导弹发展现状与前景分析

按照吸气式巡航和助推滑翔两大技术路线,简要梳理了美国高超声速导弹的发展历程,系统梳理了美军各军种在研高超声速导弹的使命任务、关键性能和进展程度等情况,从投资强度、研发进度等角度预测分析了美军高超声速巡航导弹和助推滑翔导弹的发展前景。分析认为,高超声速巡航导弹和助推滑翔导弹均采用了多方案并行发展的思路,其中,助推滑翔导弹占据了当前及至少未来五年之内的绝大部分高超声速导弹科研预算;美国高超声速巡航导弹将主要朝着小型化方向发展,高超声速助推滑翔导弹将朝着全谱系方向发展,并最终会补齐洲际打击的空白。     

助推滑翔高超声速导弹发展趋势及作战使用研究

助推滑翔高超声速导弹因其技术实现难度相对较低,且在作战使用上拥有广泛的应用前景,而备受诸多国家的重视。主要分析了当前美国、俄罗斯等国助推滑翔高超声速导弹的发展现状及特点,并从技术性能与作战需求两方面分析了助推滑翔高超声速导弹未来的发展趋势。最后,从作战指挥决策、目指信息保障、多弹协同作战使用和导弹射效观测与评估等四个方面分析了未来助推滑翔高超声速导弹在作战使用中面临的关键问题。     

助推-滑翔导弹弹道优化与总体参数分析

为解决助推-滑翔导弹的弹道设计与性能分析问题,提出了一种分段优化的全弹道设计方法.利用工程估算方法估算导弹的助推器参数,建立了弹道优化模型,将全弹道分为主动段和滑翔弹头飞行段,分段进行弹道优化.采用Gauss伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,采用序列二次规划(SQP)等数值方法进行求解.仿真结果表明,Gauss伪谱法处理此类多阶段多约束的弹道优化问题效果较好,最优弹道起伏较小,控制量变化平滑,各项约束都得到满足.利用弹道优化分析了起飞质量、主动段终端倾角对导弹射程的影响,并与弹道导弹进行了比较,结果表明,助推-滑翔导弹在增程方面具有较大优势.     

助推滑翔导弹滑翔段优化研究

介绍了助推滑翔的导弹滑翔段的特点和平衡滑翔工程定义。建立了滑翔飞行的模型,进行了仿真研究,并提出了2种最大升阻比的滑翔控制方案,即分别以高程和气动力函数式为基准的滑翔控制方案。对控制方案分别进行了仿真研究,分析了其优缺点。     

美国AGM-183A机载高超声速助推滑翔导弹技术方案及主要性能研判

根据美国空军和洛马公司公布的官方文件,以及近期美《航空周刊》编辑发布的AGM-183A导弹方案概念图等信息,综合研判了美空军正在研制的AGM-183A机载高超声速助推滑翔导弹技术方案和主要性能指标。通过分析认为,AGM-183A导弹很可能是一型技术方案先进而作战效能低下的机载高超声速助推滑翔导弹,是美军追求快速形成能力但又不愿意采用更加保守有效的技术方案的权宜产物。     

洲际助推-滑翔导弹弹道优化与分析

为了得到洲际助推一滑翔导弹的最优弹道,给出了弹道分段准则,分析了适合的弹道形式;建立了纵平面运动模型、推力模型、气动模型与气动热模型.针对其弹道优化问题,在考虑级间分离、跨声速区、控制、动压、法向过载、突防、弹头鼻头滞点热率与壁温等约束条件下,建立了助推段与滑翔段的多约束多阶段弹道优化模型.利用直接打靶法将此最优控制模型转化为非线性规划问题,并采用序列二次规划算法进行解算.仿真给出并比较了3种情况的弹道优化结果.分析表明,助推-滑翔-弹跳弹道更适合于尖鼻头洲际助推-滑翔导弹.     

变形技术在助推-滑翔飞行器中的应用前景分析

针对助推-滑翔飞行器大飞行包络、多种设计矛盾难以兼顾的设计难点,分析了助推-滑翔飞行器的变形需求。通过调研变形飞行技术的国内外研究现状,明确了将变形技术应用到助推滑翔飞行器的意义和技术难点。变形技术与助推滑翔技术的融合,不仅能够提升飞行器战技指标,还可以对未来飞行器实现智能化作战提供平台保证,有望促进武器系统的更新换代。     

洲际助推-滑翔导弹可达区域优化

分析了洲际助推-滑翔导弹可达区域的形状,给出了求解思路.建立了三自由度弹道模型、推力模型、气动模型与气动热模型.将可达区域优化转化为四类弹道优化问题,在考虑诸多实际约束下,建立了多阶段多约束优化模型.利用直接打靶法将此最优控制模型转化为非线性规划问题,并采用序列二次规划算法进行解算.结果表明,洲际助推-滑翔导弹最佳可达区域可能为不对称的扇形区域,面积可达4430万平方千米.     

基于钱学森弹道的新概念飞航导弹

在现有飞航导弹与运载火箭技术结合的基础上，提出了一种基于钱学森弹道，即助推—滑翔式弹道的新概念飞航导弹方案设想，该导弹可能成为对付航空母舰战斗群、导弹防御系统的一种重要手段；同时介绍了俄罗斯和美国的最新发展动态。     

美国海军潜射型中程高超声速助推滑翔导弹的背景、现状与前景

围绕美国海军在2017年10月30日首次成功完成高超声速滑翔飞行器技术验证飞行试验这一里程碑事件,对美国海军此次飞行试验的背景和现状进行了综述,分析预测了美国海军在高超声速助推滑翔导弹方向上的装备目标图像和部属情况。认为美国海军最终将研制一型射程4 000~5 000 km、仅携带常规战斗部的潜射型中程高超声速助推滑翔导弹。     

助推-滑翔导弹最大射程优化

对助推-滑翔导弹弹道进行数值优化有利于提高综合飞行能力,针对此问题,给出了一种求解其最大射程弹道的整段优化方法,建立了其纵平面运动模型和弹道优化模型.在考虑攻角、法向过载、分离点衔接及落地条件等约束下,应用序列二次规划法求解了最大射程弹道.结果表明,助推-滑翔导弹比常规弹道导弹射程显著提高,其最优弹道有效地提高了射程和突防能力.     

助推-滑翔弹道的发展史及基于该弹道的制导武器方案设想

总结了助推-滑翔弹道概念的提出以及基于这种概念的飞行器的发展历史,介绍了当前芰俄关于超声速滑翔跨大气层飞行器的研究动态。同时分析了助推-跳跃滑翔跨大气层飞行制导武器的基本方案和关键技术。为我国发展这种具有很好的突防性能的新型远程攻击制导武器提供有益的参考。     

助推滑翔飞行器发射诸元计算方法研究

研究助推滑翔飞行器发射诸元计算方法。助推滑翔飞行器的发射诸元计算方程组为欠定方程组,文中基于发射诸元对飞行轨迹的影响分析,提出了助推滑翔飞行器诸元计算策略,将欠定方程组分解为多个恰定方程组,然后运用牛顿迭代模拟打靶法设计了助推滑翔飞行器发射诸元计算算法。最后,实际算例表明文中设计的助推滑翔飞行器发射诸元牛顿迭代模拟打靶算法是可行的。     

助推滑翔导弹对地攻击快速下压弹道设计

为了研究助推滑翔导弹针对地面固定目标的快速打击方法,通过受力分析,提出一种新的弹道下压段俯冲弹道模型。采用翻身下压的飞行方式,使导弹主升力面朝下,弹道下压过程中以正攻角下压为主,延后并缩短了负攻角的使用时间,获得了更快的弹道下压速率。以美国CAV-H为研究对象,利用高斯伪谱法进行弹道仿真计算,并与传统弹道下压方式进行对比。结果表明,与传统弹道下压方式相比,翻身下压具有更高的弹道下压效率及在高速飞行的高热流区保持正攻角飞行的特点。对于采用腹部防热设计的助推滑翔导弹,在实现弹道快速下压的前提下,有效杜绝了热流向背部蔓延,提高了俯冲攻击过程中导弹的安全性。     

基于空气动力模型的助推-滑翔导弹跟踪

针对助推-滑翔式再入导弹,提出了一种基于空气动力模型的扩展卡尔曼跟踪算法.首先推导了弹体坐标系和东北天坐标系之间的转换关系,接着描述了两种坐标系下再入目标的空气动力模型,然后建立了目标的运动状态方程和量测方程,给出了扩展卡尔曼滤波过程,最后仿真分析了一条助推-滑翔弹道,并结合该弹道进行了跟踪试验.蒙特卡洛仿真结果表明,所述方法比基于未知输入模型的方法跟踪效果更好,且能有效估计目标的空气动力学系数.     

美俄高超音速助推-滑翔武器

正从国外对于中国2014年1月的高超音速飞行器试验分析来看,大多倾向于认为是一次高超音速助推-滑翔飞行器试验,而由于高超音速助推-滑翔飞行器发展回避了全新的动力系统技术障碍,因此进展最快。由于高超音速助推-滑翔技术依赖于雄厚的助推火箭技术和强烈的军事需求,因此开展此方面研究的国家主要是美国和俄罗斯。     

基于终端速度约束的助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计方法

针对助推-滑翔飞行器滑翔弹道设计和速度控制问题,给出滑翔终端速度计算公式和滑翔终端速度控制方法,为滑翔弹道和滑翔终端速度控制联合设计提供了工具,为解决滑翔式飞行器起滑点位置、速度偏差及飞行中气动偏差等造成的滑翔终端速度偏差较大的问题提供了基础。仿真验证表明:该方法实用性较好,具有较强的工程应用价值。     

美国助推滑翔武器发展分析

介绍了助推滑翔武器的基本概念和美国助推滑翔武器的发展历程。重点对美国助推滑翔武器的关键技术进行了总结分析,并对其发展趋势进行了预测。通过分析可以看出,在助推滑翔武器研究过程中,美国可能会率先使用战术级助推滑翔武器,再通过持续的关键技术攻关,逐步发展为战略级武器。