动能杀伤器侧窗定向机制分析及建模

为了使红外成像导引头能够稳定、精确地跟踪目标,必须保证目标视线始终位于侧窗允许的视场范围之内.本文以美国THAAD拦截弹动能杀伤器导引头为研究对象,建立了目标视线角与弹体前部的动能杀伤器(kinetic kill vehicle,KKV)弹体姿态角之间的联系,根据测得的目标视线的变化及时调整KKV弹体姿态.为了进一步拓展研究思路,使控制量为连续形式的控制方法也能够用于KKV弹体的姿态控制,基于时标分离原理设计了控制器,并利用脉宽脉频调制将连续控制变量转换为离散常值输出力矩.仿真试验表明,当导引头处于跟踪阶段时,所设计的控制律能够使滚转角速度保持为0,滚转角保持不变,而俯仰角、偏航角准确跟踪指令值,整个过程中实现了姿态角的精确跟踪.

带侧窗动能杀伤器直接力姿态控制

设计了带侧窗导引头的动能杀伤器直接力姿态控制方法。根据侧窗坐标系下视线高低角和视线方位角的约束,结合直接力控制特点,设计了高空滚动通道控制策略,用准滑模控制方法设计了俯仰和偏航通道的控制方案,并通过数学仿真验证方法的正确性和可行性。该方法算法简单,自适应性强,具有较高的工程应用价值。

动能拦截弹技术发展现状与趋势

介绍了美国动能拦截弹及其相关技术的发展现状及趋势。美国是最先开发研究动能杀伤器和动能拦截弹技术的国家,现已部署地基拦截弹、标准-3导弹、爱国者先进能力3导弹,并已具备初始作战能力;末段高层防御拦截弹也进入生产和部署阶段;正在开发的助推段拦截弹和多杀伤器技术也已取得很大进展。动能拦截弹已成为当前最先进、最有效的反导武器。

THAAD系统探测能力对拦截效果影响仿真分析

在弹道导弹末段防御中,探测系统对目标识别跟踪并引导拦截系统对其拦截。为研究探测误差和探测距离对拦截弹脱靶量的影响,确定成功拦截时探测能力应满足的条件,首先,对末段防御系统的作战流程进行介绍,对动能杀伤器末段飞行进行建模,引入线性交会模型,并对导引头测量值进行卡尔曼滤波处理。通过仿真得到了探测能力与脱靶量之间的关系,给出了成功拦截时系统探测能力的约束条件。

美国空间攻防装备现状及相关材料工艺

介绍了美国空间攻防装备的发展现状,包括反卫星武器、空天飞机、卫星防御和导弹防御系统,重点叙述了动能杀伤器(KKV)和空天飞机相关技术及特点,并对其材料工艺进行了说明,指出了这些项目背后映射出的美国21世纪控制空间战略的实质,空间攻防装备和材料工艺的相互促进作用。

基于非线性干扰观测器的KKV气动力/直接力复合控制器设计

针对动能杀伤器独特的弹体特征,提出一种基于姿控和轨控发动机的气动力/直接力复合控制方案.该复合控制方案能有效利用弹体自身升力,使姿、轨控发动机协同作用,共同提供法向过载.建立了基于非线性干扰观测器的滑模反演控制方法,并进行了闭环控制回路的Lyapunov稳定性分析.最后对复合控制方案、非线性干扰观测器和滑模反演控制律进行了仿真实验,仿真结果表明了所提出的控制方案是可行而有效的.

英国“星光”便携式地空导弹

“星光”是英国肖特导弹公司在冷战末期研制的便携式地空导弹,最大射程4千米(改进型7千米)。该导弹的设计十分独特,它的战斗部是三枚形似飞镖的无动力动能杀伤器,使用激光驾束制导。发射时,主发动机将杀伤器推动至马赫数4的高速后,杀伤器与发动机脱离,之后每一枚杀伤器上的导引系统控制杀P伤器飞向目标,最终引爆装药。由于使用驾束制导,射手在导弹完成攻击前要始终保持对目标发射激光束,因此“星光”不是一型“发射后不管”导弹,且不具备超视距全天候作战能力。