大气层内反TBM导弹的机动与控制问题研究

来源 :中国航天第二研究院 航天科工集团第二研究院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liongliong541
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本文研究了反战术弹道导弹技术领域一个重要问题——拦截大气层中具有机动突防能力的战术弹道导弹问题。为此研究了寻的制导导引头和导弹性能参数匹配关系、适合于拦截高速机动目标的末制导导引规律和燃气动力-空气动力复合控制合理应用等问题。主要工作内容如下:   第一,研究了大气层内反TBM拦截导弹的导引头作用距离、导引头测量误差、导引头测量频率、导弹响应时间和弹-目相对接近速度的匹配关系。首先建立了寻的制导数学模型;其次为保证较高的自寻的制导精度,研究了导弹响应时间与导引头最小作用时间的关系。当导弹响应时间在0.05~0.1s时,导引头最小作用时间大约为1.2s左右。最后研究了导引头测量误差、测量频率和导弹响应时间对反TBM精度的影响。研究表明为保证反TBM的高精度要求,导引头测量误差应达到0.8mrad左右、测量频率应达到200HZ以上和导弹响应时间应达到0.05s~0.1s左右的数量级。因此,大气层内反TBM拦截导弹要达到较高制导精度需采用毫米波导引头,需采用燃气动力控制技术来减小导弹响应时间和增加可用过载。   第二,提出了一种适合于拦截机动目标的末制导导引规律——修正滑模变结构末制导律。该制导律在传统的滑模变结构制导律的基础上引入了加速度指令和导弹实现的加速度之间的误差信息,从而大幅降低了脱靶量对传统滑模制导律变结构项系数ε取值的敏感性,并且使满足脱靶量小于0.3m要求的ε取值范围大幅加宽,这大大降低了在实际拦截过程中实时选取合适ε的难度,也使得该方法在工程实际中取得成功应用变为可能。最后,本文给出了一种将比例导引项的绝对值作为ε的方法,通过拦截螺旋机动TBM的研究,验证了本文的修正滑模变结构制导律的有效性。   第三,系统的研究了对抗具有机动突防能力的TBM的拦截导弹机动过载和响应时间问题。分别研究了空气动力控制的导弹、燃气动力姿控-空气动力复合控制的导弹和燃气动力轨控-空气动力复合控制的导弹的响应时间和目标螺旋机动频率对制导精度的影响,并且得到了三种控制方式的导弹反TBM的过载需求。这些结论对防空反导导弹总体参数的选择具有指导意义。   第四,研究了大气层内反TBM拦截导弹的空气动力控制、燃气动力姿控-空气动力复合控制、燃气动力轨控-空气动力复合控制的应用范围和条件问题。文中研究得到了以拦截导弹速度、最大可用过载、导弹响应时间和高度为边界条件的以上三种控制方式的反TBM应用范围。这一研究结果对防空反导导弹总体方案论证具有指导意义。
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