考虑导引头多约束的滑翔制导炮弹弹道规划

为提高制导炮弹在大着角情况下导引头捕捉目标的速度,减小末制导起始点角度偏差,在传统制导炮弹方案弹道规划方法(trajectory programming method, TPM)的基础上考虑末制导段,提出一种考虑导引头多约束的弹道规划方法(trajectory programming method-constraints of seeker, TPM-CS)。根据导引头最大探测距离建立末制导起始点约束,根据弹目几何关系和导引头视场角建立攻击路径约束,并建立最小化前置角和控制变量幅值的目标函数。为实现制导炮弹初始弹道倾角、偏角、火箭点火时间、滑翔启控时间、导引头开启时间等参数的最佳匹配,建立了5阶段弹道规划模型,并采用多阶段Radau伪谱法将该弹道规划问题转化为非线性规划问题,最后调用非线性规划求解器SNOPT进行求解。选取不同性能参数的导引头进行仿真,分析了导引头最大探测距离和导引头视场角对方案弹道的影响。将文中提出的弹道规划方法与传统弹道规划方法进行对比仿真,结果表明,相比于传统方法,文中所提方法规划方案弹道的末制导初始角度偏差缩小71.590%,导引头对目标保持照射状态的时间延长6.120倍,验证了文中所提弹道规划方法的有效性和优越性。