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直接侧向力技术的应用研究

作 者: 郝波
导 师: 谷良贤
学 校: 西北工业大学
专 业: 飞行器设计
关键词: 直接侧向力 动能拦截器 防空导弹 干扰因子 末端控制 仿真
分类号: TJ765
类 型: 硕士论文
年 份: 2004年
下 载: 530次
引 用: 4次
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内容摘要


本文主要研究了直接侧向力技术在大气层外动能拦截器和大气层内防空导弹中的应用。研究的内容及成果主要表现在以下几个方面: (一)直接侧向力在大气层外动能拦截器中的应用 首先确定了动能拦截器的总体方案,分别建立目标运动和动能拦截器运动的数学模型,以及轨控和姿控发动机的推力模型。根据导引律的实现方法和导引头的工作要求,设计了轨控和姿控发动机的控制规律。在此基础上对动能拦截器的拦截过程进行仿真,验证了动能拦截器对弹道导弹的直接命中能力。 (二)直接侧向力在大气层内防空导弹中的应用 1、针对防空导弹末端飞行失控问题,提出了建立末端直接侧向力控制的新思路。对直接侧向力最佳作用位置、最佳作用方式、最佳应用范围进行了分析。同时对防空导弹直接侧向力应用范例——美国的ERINT-1导弹侧向力特性进行了分析比较。 2、从半主动导引头副瓣波束影响、导引头最大跟踪角速度限制以及导弹响应延迟特性三个方面,分析了造成防空导弹末端失控的主要原因。并利用导引头失效前的状态建立了末端控制信号。 3、根据大量参考文献和试验数据,分析了侧向喷流的干扰特性,并给出不同状况下干扰因子Kcn的变化曲线,在上述工作的基础上,建立了带有姿控侧向力装置的防空导弹模型和弹道计算模型。 4、论文最后根据前面建立的数学模型,对防空导弹垂直转弯段、比例导引段以及末端直接力控制段进行了仿真计算,结果表明进行末端直接侧向力控制可以有效减小拦截目标时的脱靶量,提高命中精度。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 背景与应用  8-11
    1.1.1 研究背景  8
    1.1.2 应用领域  8-11
  1.2 国内外发展现状  11-12
  1.3 本文所作的工作  12-13
第二章 直接侧向力在大气层外动能拦截器中的应用  13-28
  2.1 大气层外动能拦截器  13-20
    2.1.1 动能拦截器方案  13-14
    2.1.2 目标运动数学模型  14-15
    2.1.3 侧向发动机排布及工作方式  15-17
    2.1.4 动能拦截器末制导段六自由度数学模型  17-20
  2.2 直接侧向力轨控和姿控  20-22
    2.2.1 轨控规律及其实现  20-21
    2.2.2 姿控规律及其实现  21-22
  2.3 末制导段弹道仿真与分析  22-24
    2.3.1 仿真参数设定  22-23
    2.3.2 仿真结果及分析  23-24
  2.4 小结  24-28
第三章 直接侧向力在大气层内防空导弹中的应用  28-41
  3.1 常规防空导弹末端控制的概念  28-29
    3.1.1 末端控制概念  28-29
    3.1.2 末端控制现状及发展趋势  29
  3.2 直接侧向力方式的选择  29-33
    3.2.1 直接侧向力的最佳作用位置  29-31
    3.2.2 直接侧向力的最佳作用方式  31-32
    3.2.3 直接侧向力的最佳应用范围  32-33
  3.3 ERINT-1导弹的侧向力特性初步解析  33-39
    3.3.1 ERINT-1导弹介绍  33-34
    3.3.2 ERINT-1导弹侧向力特性计算及分析  34-39
  3.4 小结  39-41
第四章 常规防空导弹末端直接侧向力控制分析  41-53
  4.1 常规防空导弹造成脱靶量原因分析  41-49
    4.1.1 导引头特性分析  41-46
    4.1.2 比例导引的特点  46-48
    4.1.3 导弹响应延迟的影响  48-49
  4.2 建立末端控制信号  49-52
    4.2.1 建立末端控制信号的技术途径  49-50
    4.2.2 末端控制指令的形成  50-51
    4.2.3 末端控制的综合分析  51-52
  4.3 小结  52-53
第五章 具有末端直接力控制的防空导弹模型  53-66
  5.1 侧向喷流建模及分析  53-58
    5.1.1 试验形式  53-54
    5.1.2 数学模型  54
    5.1.3 近区远区干扰  54-55
    5.1.4 影响干扰因子的因素  55-58
  5.2 防空导弹模型  58-59
    5.2.1 气动布局及外形尺寸  58
    5.2.2 主发动机参数  58-59
  5.3 弹道计算模型  59-65
    5.3.1 具有末端直接力控制的导弹模型  59-61
    5.3.2 制导控制系统模型  61-62
    5.3.3 弹道计算模型  62-65
  5.4 小结  65-66
第六章 仿真计算及结果分析  66-79
  6.1 弹道仿真程序设计  66-67
  6.2 主要仿真结果分析  67-70
    6.2.1 初始参数设定  67
    6.2.2 方案飞行段(垂直转弯段)  67-68
    6.2.3 导引飞行段  68-69
    6.2.4 末端直接力控制段  69-70
  6.3 小结  70-79
第七章 结束语  79-81
参考文献  81-83
致谢  83-84

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中图分类: > 工业技术 > 武器工业 > 火箭、导弹 > 导弹 > 制导与控制
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