GNSS拒止环境下卫星制导炸弹作战效能提升策略

针对战场态势变化快,卫星制导炸弹接收导航时频信息不连续,武器作战效能发挥不充分的问题,提出全球卫星导航系统(GNSS)拒止环境下卫星制导炸弹作战效能提升策略。构建卫星制导炸弹中末制导转接极限距离模型,分析影响作战效能因素,研究提升作战效能策略,并进行仿真实验。实验结果表明,在GNSS拒止环境下,可以通过提升载机速度和改变攻角,对卫星制导炸弹作战效能进行提升,为充分发挥其作战效能和判断其命中目标的可能性提供参考依据。

基于复合制导律的“惯性/卫星”制导炸弹投放域计算

根据"惯性/卫星"制导炸弹的工作特点,提出了基于虚拟导引头算法的复合制导律.以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例,对六自由度空间运动方程作了合理的简化,推导了计算制导炸弹投放域的简化计算模型.仿真计算了水平投放时的投放域,分析了影响投放域的因素.仿真结果表明,该制导方案下制导炸弹具备一定离轴发射的能力,为"惯性/卫星"制导炸弹设计和改进提供了参考.

基于优化理论的“惯性/卫星”制导炸弹纵向复合制导律

针对炸弹的弹体特性和"惯性/卫星"制导的特点,提出了中制导与最优末制导相结合的串联复合制导律。中制导通过程序实时解算最优攻角使炸弹升阻比最大以增加炸弹射程,末制导利用最优控制理论以最小的控制能量来保证足够大的弹着角,从而使得制导炸弹射程和杀伤威力都取得满意效果。并以某型"惯性/卫星"制导炸弹为例进行了仿真计算,仿真结果表明该方法有效可行,为"惯性/卫星"制导炸弹制导和控制系统设计提供了参考。

卫星制导炸弹控制回路中的自抗扰控制

针对卫星制导炸弹在实际应用中控制系统所面临的问题,提出了将自抗扰控制用于卫星制导炸弹控制回路中的控制方法,即利用扩张状态观测器对系统的干扰进行实时估计与补偿,将被控对象变成积分器串联型,进行非线性PD控制。分析及数值仿真结果表明,该控制方法具有较强的抗干扰能力,具有控制品质优良、精度高、算法简单等特点,是一种可应用于实际系统中的理想姿态控制方案。

惯性/卫星制导炸弹鲁棒制导律设计

针对"惯性/卫星"制导炸弹特点和技战术要求,设计了一种带落角约束的满足L2增益指标的鲁棒制导律。制导律以控制视线角稳定为目标,选取状态变量简单,不要求炸弹速度可控,避免了求解复杂的Hamilton-Jacob i不等式,求解过程简便,便于工程应用。最后选取两种恶劣投弹环境进行了六自由度仿真,仿真结果表明:制导律对外界干扰和模型不确定性有很强的鲁棒性,并且能够很好地约束弹着角,同时较大地提高了投弹攻击区范围。

大着地角卫星制导炸弹最优制导律研究

为满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,进行了最优制导律研究。根据卫星制导炸弹的特点,建立了弹目运动状态方程。分别基于极小值原理和通过求解黎卡提方程得到最优制导律,结果一致。对该最优制导律简化后获得了次最优制导律,适用于工程和仿真计算。利用次最优制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真,与使用比例导引律的计算结果相比,着地角增加了60%。该制导律可以显著提高着地角和打击精度,能够满足卫星制导炸弹的弹道要求。

基于遗传算法的卫星制导炸弹次最优制导律设计

为了满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,基于遗传算法进行了次最优制导律的设计.建立了卫星制导炸弹运动状态方程,在此基础上导出了次最优制导律的表示形式,确定需要讨论的参数;结合遗传算法,进行建立种群、复制、交叉、变异等操作,经过迭代得到优化参数.利用设计所得的制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真,与使用比例导引律的计算进行了比较,弹着角增加了60%,效果显著.由于遗传算法对问题的种类具有鲁棒性,该方法可以应用于各种带约束条件的次最优制导律的设计.

基于单神经元的卫星制导炸弹次最优制导律设计

为了满足卫星制导炸弹大着地角的弹道要求,基于单神经元进行了次最优制导律设计。首先建立了卫星制导炸弹运动状态方程,根据导出的次最优制导律形式构造了神经元,在此基础上建立了自适应参数优化回路,得到优化参数。利用设计所得的制导律进行了卫星制导炸弹六自由度全弹道仿真。由仿真结果与使用比例导引律的计算结果的比较可知,该文方法使弹着角增加了60%,避免了最优制导律的复杂推导过程。通过该文方法可直接得到适用于工程和仿真计算的形式简单的次最优制导律。

“惯性/卫星”制导炸弹有效攻击区设计

文中针对惯性导航/卫星定位方式制导炸弹的工作特点,描述了制导炸弹的制导工作过程,建立了合理的:运动数学模型,设计了导引规律下的控制指令。然后,根据制导炸弹控制飞行对命中要求、过载和投弹条件等的限制,优化设计了典型条件下"惯性/卫星"制导炸弹的有效攻击区,并且得出几点有意义的结论,为"惯性/卫星"制导炸弹的总体设计提供参考。

卫星制导炸弹模型参考变结构控制器设计

为减小卫星制导炸弹各通道间的耦合影响,提出了机弹分离后快速单通道滚转控制至滚转稳定再介入俯仰、偏航控制的控制策略,建立了各通道的飞行控制模型。针对炸弹大空域参数时变特点,给出了一种模型参考变结构控制的方法来适应参数大范围的变化,提高了控制精度。对某型号卫星制导炸弹,分别设计了滚转、俯仰、偏航通道的变结构控制律。然后进行了六自由度弹体仿真。仿真结果表明,控制方案能有效地解决卫星制导炸弹通道间的耦合现象,增强了控制系统的适应性与鲁棒性。

卫星制导炸弹参数空间法控制器设计

针对卫星制导炸弹在飞行过程中存在的参数摄动问题,特别是大空域参数时变,经典控制理论所设计的控制器难以满足要求。为消除干扰,保证系统的稳定性,采用参数空间法设计卫星制导炸弹的飞行控制系统,以适应其参数的大范围的变化,提高了控制精度。对某型号卫星制导炸弹,设计了俯仰通道的参数空间法控制律,给出了卫星制导炸弹控制系统计算机辅助设计的算法。数字仿真结果表明,方法能有效地解决卫星制导炸弹参数摄动带来的控制器设计问题,增强了控制系统的稳定性和鲁棒性。

卫星制导炸弹带落角约束最优末制导律设计

针对卫星制导炸弹高度测量误差较大的缺点,利用最优控制理论设计了一种带落角约束的最优末制导律。为满足快速解算的需求,基于遗传算法优化得到次最优末制导律,使制导炸弹以陡峭的弹道攻击目标,消除高度误差对制导精度的影响。仿真结果表明:炸弹着地时弹道倾角接近-90°,法向需用过载远小于可用过载,具有良好的毁伤效果,末制导律制导精度高,鲁棒性强。

给飞机炸弹装上眼睛——卫星制导炸弹

谈起精确制导武器，人们首先想到的是导弹，例如著名的美国“战斧”式巡航导弹，上面装有全球卫星定位导航系统和数字式战场匹配区域修正系统，在20世纪90年代以来的几场局部战争，均作为空袭的首发武器，对敌人的防空阵地、指挥中心和重要的战略目标发起震慑性的攻击。

美军卫星制导炸弹闪亮登场

2001年11月的一个寒冷夜晚,美国空军Tom Lawhead中校驾驶着一架F-16战斗轰炸机正在执行任务，他透过驾驶座舱窗口凝视着下方，此时，美军一支特种部队和1000名阿富汗反塔利班士兵正行进在坎大哈机场上，即使借助于夜视镜，在位第389号远征战斗机中队的中队长也难确认4500米下方的这支联合部队是否正在前往目的地执行预定任务——切断坎大哈通往马基斯坦边境的主干道路。

空地多目标攻击中制导炸弹可投放区计算研究

建立了某型卫星制导炸弹在大气层内制导飞行的弹道模型,探索了求解多目标可投放区(LAR)的技术途径,给出了具体的求解策略。在分析和比较国内外LAR计算方法优劣性的基础上,针对传统模拟搜索法收敛速度慢的缺点,提出了一种改进的快速搜索算法。该算法利用射程多项式拟合模型为变步长模式搜索法提供搜索初值,最大限度的降低迭代次数。算法对比实验表明:在不降低计算精度的前提下,该算法有效地提升了计算效率。最后,针对随机选定的目标集合,仿真实验给出了不同投放条件下的多目标LAR包络。

基于虚拟导引头的航空炸弹最优制导律研究

为消除卫星制导高度误差的影响,从而提高命中精度,卫星制导炸弹最优制导律必须满足大弹着角约束条件。文中在分析航空制导炸弹信息获取的基础上,提出并建立了卫星制导虚拟导引头数学模型;基于该虚拟导引头,研究了带有弹着角约束的最优制导律,并进行了六自由度全弹道仿真。仿真结果证明,该制导律响应速度快,弹着角性能提高约60%,具有较好的制导精度,同时制导参数设置简单,易于工程实现。

雷石天降 洛阳光电技术发展中心精确制导炸弹独家专访

中国航空第一集团的洛阳光电技术发展中心在自己的展台上高调展出了“雷石-6”滑翔炸弹和“雷霆- 2”激光制导炸弹。这是中国自行研制的精确制导炸弹首次公开亮相。中国自行研制的精确制导炸弹性能如何?有什么特点?未来应用前景又怎么样呢?

“灵巧”炸弹杰达姆

杰达姆(JDAM)在科索沃战争中首次使用并取得巨大成功之后,又在阿富汗和伊拉克战争中大显神威。在这三次战争中,杰达姆的使用数量分别为645枚、4500余枚和6540枚,占所使用精确制导武器数量的比例分别为8%、67.2%和32.8%。由此可以看出,杰达姆已逐步取代激光制导炸弹成为美军实施空中精确打击的主力军。

精确制导武器 卫星定位技术

卫星定位／惯性导航(GPS／INS)组合制导技术，是目前最先进的、全天候、自主式制导技术，有广泛应用前景，是国外正在发展的第四代中／远距精确制导空地武器，特别是第四代精确制导炸弹普遍采用的一项关键技术。