顏飛

江南機(jī)電設(shè)計研究所 貴州 貴陽 550009

引言

地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)在使用指令制導(dǎo)或復(fù)合制導(dǎo)體制攔截相關(guān)目標(biāo)的情況下，導(dǎo)彈發(fā)射后的初制導(dǎo)及中制導(dǎo)段一般須使用制導(dǎo)站上傳信息完成導(dǎo)引規(guī)律所需的輸入信息，進(jìn)而完成導(dǎo)彈飛行所需的制導(dǎo)控制指令解算，控制導(dǎo)彈飛向期望位置。因此，為保證制導(dǎo)站測量目標(biāo)信息、導(dǎo)彈信息能快速傳遞到導(dǎo)彈上，制導(dǎo)站需在導(dǎo)彈發(fā)射后某一時間段內(nèi)快速截獲導(dǎo)彈，保證用于導(dǎo)彈解算的目標(biāo)信息、導(dǎo)彈信息能快速切換至制導(dǎo)測量信息上，保證目標(biāo)信息、導(dǎo)彈信息的準(zhǔn)確性，為導(dǎo)彈完成測量信息交班、制導(dǎo)控制信息交班等提供先決條件，同也為導(dǎo)彈中制導(dǎo)、末制導(dǎo)的正常進(jìn)行提供相關(guān)的基礎(chǔ)保證。

本文主要研究導(dǎo)彈發(fā)射后制導(dǎo)站在一定時間內(nèi)快速截獲導(dǎo)彈問題，在研究制導(dǎo)站快速截獲導(dǎo)彈方法中，須針對武器系統(tǒng)攔截空域彈道，摸索攔截空域彈道的規(guī)律性，依據(jù)得到的相關(guān)規(guī)律，完成攔截空域彈道擬合設(shè)計，擬合設(shè)計完成后，得到的擬合結(jié)果必須能保證一定時間內(nèi)導(dǎo)彈在制導(dǎo)站截獲波束內(nèi)。因?qū)椀膹椀捞匦允軘r截目標(biāo)特性、陣地海拔、環(huán)境溫度及導(dǎo)彈初始發(fā)射位置等影響，故擬合設(shè)計過程中探索不同目標(biāo)、不同陣地海拔、環(huán)境溫度及不同發(fā)射方位影響下的彈道規(guī)律為完成制導(dǎo)站快速截獲導(dǎo)彈彈道擬合設(shè)計的關(guān)鍵。

本論文以某型地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)為背景，武器系統(tǒng)配套制導(dǎo)站在導(dǎo)彈發(fā)射后，制導(dǎo)站截獲導(dǎo)彈前，其搜索及截獲波束為θ，為保證制導(dǎo)站有效截獲導(dǎo)彈，要求導(dǎo)彈發(fā)射后tm內(nèi)擬合彈道與導(dǎo)彈實(shí)際飛行彈道之差控制在（制導(dǎo)雷達(dá)截獲半波束）以內(nèi)，即導(dǎo)彈落入制導(dǎo)站截獲波束內(nèi)。

1 導(dǎo)彈攔截空域彈道飛行規(guī)律分析

某型地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)中，導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)在制導(dǎo)站截獲導(dǎo)彈前，主要依據(jù)目標(biāo)初始信息進(jìn)行信息外推處理及彈上測量設(shè)備測量的導(dǎo)彈自身狀態(tài)信息，形成導(dǎo)彈完成初中制導(dǎo)交班時需到達(dá)的期望位置，并以此期望位置為目標(biāo)，設(shè)計導(dǎo)彈飛行所需的初制導(dǎo)指令，初制導(dǎo)指令經(jīng)導(dǎo)彈控制系統(tǒng)形成相應(yīng)的控制指令，以此控制指令控制導(dǎo)彈的執(zhí)行機(jī)構(gòu)動作，形成導(dǎo)彈到達(dá)期望位置所需的角速度、過載等信息，操縱導(dǎo)彈飛向期望位置。

依據(jù)某地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)已完成相關(guān)驗(yàn)證仿真后的制導(dǎo)控制系統(tǒng)引入制導(dǎo)設(shè)計結(jié)果，考慮攔截目標(biāo)特性、陣地海拔、環(huán)境溫度、導(dǎo)彈初始位置及期望彈目遭遇時目標(biāo)距離等對彈道特性的影響，結(jié)合武器系統(tǒng)戰(zhàn)技指標(biāo)，依據(jù)武器系統(tǒng)攔截不同目標(biāo)的殺傷空域；設(shè)定覆蓋攔截目標(biāo)特性、武器系統(tǒng)作戰(zhàn)陣地海拔、作戰(zhàn)環(huán)境溫度及導(dǎo)彈初始位置等因素下的殺傷空域彈道，開展武器系統(tǒng)引入制導(dǎo)彈道仿真。分析引入制導(dǎo)仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)彈引入制導(dǎo)彈道與制導(dǎo)控制系統(tǒng)依據(jù)目標(biāo)位置及速度信息、陣地海拔等計算出的期望位置高低角、方位角有關(guān)，且目標(biāo)特性及陣地海拔不同情況下，目標(biāo)位置及速度信息相同，制導(dǎo)控制系計算出的期望位置高低角、方位角亦相同，制導(dǎo)控制系統(tǒng)引入制導(dǎo)彈道特性亦相同[1]。

2 引入制導(dǎo)擬合方法研究

依據(jù)上述探索分析出的彈道規(guī)律，進(jìn)行制導(dǎo)站截獲導(dǎo)彈方法研究時，重點(diǎn)分析引入制導(dǎo)彈道與期望位置高低角、方位角的關(guān)系。依據(jù)制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果，引入制導(dǎo)作用下，導(dǎo)彈到達(dá)期望位置方位角的速度較快，攔截空域彈道均能滿足tm內(nèi)實(shí)際導(dǎo)彈方位角與期望位置方位角的差值控制在內(nèi)，方位擬合結(jié)果可直接控制制導(dǎo)站截獲波束轉(zhuǎn)至導(dǎo)彈期望位置方位角即可完成方位方向擬合規(guī)律設(shè)計。

方位擬合完成后，進(jìn)一步分析期望位置高低角與引入制導(dǎo)彈道的關(guān)系，導(dǎo)彈發(fā)射后，受發(fā)射筒、彈上各設(shè)備安裝、艙體安裝、發(fā)射環(huán)境陣風(fēng)等因素影響，某一時間段內(nèi)攔截相同位置目標(biāo)會出現(xiàn)散布特性，散布彈道與理論飛行彈道之差大于制導(dǎo)站截獲波束，引入制導(dǎo)介入后，散布彈道逐漸收斂至理論引入彈道，但高低角散布收斂較慢，若按照方位擬合規(guī)律設(shè)計，大概率造成tm時間內(nèi)無法截獲導(dǎo)彈。因此，研究高低角擬合與期望位置高低角關(guān)系時，可以進(jìn)行分區(qū)間研究，從攔截空域期望高低角全范圍，逐漸縮小期望高低角分區(qū)間，直至散布彈道在tm時間內(nèi)實(shí)際導(dǎo)彈方位角與期望位置方位角的差值內(nèi)為止。

3 引入制導(dǎo)擬合設(shè)計

式中，Ed、dB為擬合結(jié)果，t為以導(dǎo)彈發(fā)射為時間零點(diǎn)，為分段擬合公式，mβ期望位置方位角[3]。

4 結(jié)束語

本論文以某型地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)為背景，開展制導(dǎo)站快速截獲導(dǎo)彈方法研究。首先，依據(jù)某型地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)引入制導(dǎo)設(shè)計結(jié)果，結(jié)合武器系統(tǒng)制導(dǎo)及導(dǎo)引規(guī)律，分析制導(dǎo)站在導(dǎo)彈發(fā)射后一定時間快速截獲導(dǎo)彈的必要性分析；其次，依據(jù)武器系統(tǒng)攔截空域彈道的引入制導(dǎo)彈道特性，完成了攔截空域彈道飛行規(guī)律研究，探索攔截空域全彈道與導(dǎo)彈期望位置高低角、方位角關(guān)系，得到制導(dǎo)站快速截獲導(dǎo)彈高低角、方位角擬合初步方案；最后，基于高低角、方位角擬合方案，完成了攔截空域內(nèi)全彈道引入制導(dǎo)高低角、方位角擬合方法研究，形成攔截空域內(nèi)全彈道擬合模型，得到用于指導(dǎo)地空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)制導(dǎo)站一定時間內(nèi)快速截獲導(dǎo)彈擬合設(shè)計具體實(shí)現(xiàn)方法。