测距成像一体化引信与可瞄准战斗部配合技术

为了发挥可瞄准战斗部的定向优势,提高武器系统的毁伤效能,在弹体坐标系中建立了可瞄准战斗部瞄准方向的数学模型,在红外成像制导/激光测距一体化引信技术的基础上,采用空间几何的方法推导了弹目遭遇的交会参数。针对可瞄准战斗部侧向攻击和前向拦截目标这两种作战模式,分别分析了可瞄准战斗部如何通过这些交会参数使破片瞄准方向指向目标并适时引爆战斗部的引战配合模型,并根据成像制导/测距一体化引信所提供的信息参数对这两种模型进行了仿真分析,证明了模型的有效性,这两种模型对成像制导/测距一体化引信的设计和可瞄准战斗部的工程应用具有实际的参考价值。

一种反弹道导弹用瞄准战斗部的引战能力分析

首先简要讨论了瞄准战斗部的原理和推导了最佳起爆距离公式 ;其次 ,从毁伤效率角度描述了随机破片分布战斗部的最佳扩散半径的确定方法 ;最后 。

引制一体化与可瞄准战斗部配合技术研究

为了实现可瞄准战斗部对目标的高效毁伤,根据引制一体化技术与可瞄准战斗部配合的交会模型,分别给出了侧向攻击和前向拦截目标的导弹单发杀伤概率计算公式。基于蒙特卡洛法,通过数值仿真确定了可瞄准战斗部前向拦截目标的破片最佳扩散半径,分别研究了弹目相对速度和导弹脱靶量对杀伤概率的影响,根据研究结果提出了可瞄准战斗部侧向攻击或前向拦截目标的优先选用条件:在弹目相对速度vr≥1700 m/s、导弹脱靶量ρ≤2.5 m或vr≥3000 m/s、ρ≤4 m时,优先选用前向拦截;在vr<1 700 m/s、ρ>2.5 m或vr<3 000 m/s、ρ>4 m时,优先选用侧向攻击。为引制一体化技术和可瞄准战斗部的工程设计与应用提供了一定的参考。

基于终端毁伤的可瞄准战斗部优化设计

为对付多种不同的空中目标,实现战斗部破片的可控飞散,根据可瞄准战斗部的结构特点建立了弹体坐标系,基于引制一体化技术提出了可瞄准战斗部侧向攻击和前向拦截目标的单发杀伤概率计算模型.根据可瞄准战斗部在导弹内的装配特点,初步优化了战斗部的设计参数,在此基础上,选择不同的典型目标,采用蒙特卡洛法分别研究了可瞄准战斗部的破片初速、破片飞散角和破片有效数量等主要性能参数对导弹终端毁伤效能的影响,基于终端毁伤效能的研究对可瞄准战斗部进行了优化设计,该优化过程对可瞄准战斗部的设计具有一定的参考价值.

可瞄准预制破片战斗部数值模拟与试验研究

利用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对可瞄准战斗部变形过程与破片飞散过程进行数值模拟研究,获得破片初速、飞散角及不同距离处的破片密度,并通过样弹静爆试验对可瞄准战斗部设计进行验证研究。研究发现,可瞄准战斗部具有较高的破片初速、较固定的破片飞散角以及较高的破片密度,在导弹满足远距离精确探测并精确给出弹目交会时目标方位的情形下,未来防空导弹战斗部上可优先采用可瞄准战斗部。

瞄准式战斗部杀伤装置结构设计研究

采用定向战斗部是提高防空导弹作战效能的主要途径之一,为提高瞄准式定向战斗部的杀伤威力,需要对战斗部杀伤装置的主要参数进行设计与优化。根据防空导弹作战需求对瞄准式战斗部的破片静态初速和静态破片束锥角进行了设计。运用格尼公式计算出了圆柱形前置破片结构的装药-破片质量比mc/mf.通过选择起爆方式获得不同破片束锥角,并采用内凹式破片层设计以保证该角度的实现,计算得出了所需的内凹式破片层曲率半径。破片场密度与破片存速计算结果表明:在静态爆炸条件下,破片束锥角为10°和30°时,破片场密度满足毁伤要求的最远距离,分别为71.0 m和23.2 m,战斗部的两种起爆模式适合在不同的作战距离上使用,对战术弹道导弹目标具备较强的毁伤能力。

瞄准式战斗部最佳起爆延时控制研究

瞄准式战斗部是防空导弹提高战斗部杀伤威力的重要发展方向。根据不同弹目交会条件调瞄准战斗部的最佳起爆延时时间,可以提高防空导弹对目标的毁伤能力。文中建立了弹目交会模型和最佳起爆延时的计算模型,分析了影响最佳起爆延时的因素。仿真结果表明,最佳起爆延时不仅与交会条件有关,与随动系统的工作位置也有关。因此,必须确定瞄准式战斗部的最佳起爆延时才能有效击毁目标。

瞄准式战斗部双向瞄准技术研究

为了实现瞄准式战斗部对目标俯仰和方位的双向瞄准,引入战斗部破片最佳飞散距离,给出了瞄准式战斗部破片飞散方向的控制方法,实现了战斗部在俯仰和方位上的双向瞄准。仿真分析了影响瞄准式战斗部瞄准误差的因素,得到了提高导引头角度及径向速度测量精度等减少瞄准误差的有效方法。并得出瞄准式战斗部的瞄准角可以在导弹攻击目标的过程中,随着弹目距离的减小角度控制精度不断提高的结论。

瞄准式战斗部威力半径与起爆延时研究

瞄准式战斗部的最佳起爆延时与传统周向均匀战斗部有很大区别,相关研究很少,因此需要对其进行系统研究。通过静爆试验得到瞄准式战斗部破片的分布数据,并据此计算出了战斗部静态条件下的威力半径。利用导引头失效前某一时刻所测参数和引信探测到目标初始时刻的参数,结合最佳起爆距离研究结论,通过计算剩余飞行时间,推导出了战斗部的最佳起爆延时。仿真计算结果验证了模型的正确性,同时得出,为避免引信探测到目标前目标就运动到最佳起爆距离处的情况出现,破片束静态锥角应大于等于8.2°。

瞄准式战斗部最佳起爆方位研究

基于瞄准式战斗部的最佳起爆方位的研究实质上是对随动系统的方位和俯仰角的研究。主要研究了弹目交会参数对最佳起爆方位的影响,建立了瞄准式战斗部最佳起爆方位的计算模型。通过仿真计算了不同交会条件下俯仰角和方位角的变化趋势。研究表明,最佳起爆方位必须与弹目交会参数相匹配,才能提高引战配合效率。

一种瞄准式战斗部瞄准控制方案

针对传统导弹的战斗部无法实现对目标在俯仰和方位上双定向的问题,为具有瞄准式战斗部的导弹建立了破片与目标相对运动模型。根据该模型及战斗部破片在不同瞄准角下飞散距离不同的特点,将战斗部中心破片最佳飞散距离作为瞄准攻击的依据,实现了瞄准式战斗部破片飞散方向的双向控制,推导出了引信起爆延迟时间的解析解。通过仿真证明了在现有的目标与导弹相对速度及脱靶量测量误差条件下,基于最佳飞散距离的瞄准方案可以应用于瞄准式战斗部的方向控制。

瞄准式战斗部最佳扩散半径计算方法及应用

瞄准式战斗部是通过使战斗部的扩散区域瞄准目标预估位置来进行攻击的。扩散区域如果太小,则目标进入这个扩散区域的概率就会降低。而如果扩散区域太大,则战斗部破片密度就会降低,击中目标的破片数量就会减少。如果将战斗部的扩散区域近似为一个圆形,则存在一个最佳的扩散半径使导弹对目标的毁伤概率最大。引入最佳扩散半径的概念,将防空导弹引战配合对最佳毁伤概率的追求转换为对最佳扩散半径的实现,减少了引战配合的计算量,提高了引战配合的实时性。这样,就为目标预估位置的求解和剩余飞行时间的处理提供了理论依据,为带有瞄准式战斗部的导弹引战配合优化设计提供了途径。

瞄准式战斗部有效启爆区分析

防空导弹瞄准式战斗部启爆控制问题,对于瞄准式战斗部,由于启爆角的取值范围是一个区间,用传统方法通过计算每一个启爆角对应启爆位置的集合来计算战斗部有效启爆区是不现实的。通过确定启爆角取值区间的上、下限,将启爆角上、下限对应的启爆位置作为有效启爆区的边界来确定瞄准式战斗部的有效启爆区却是可行的。启爆角的上、下限通过战斗部有效攻击目标的边界条件来确定。改进方法的仿真结果显示瞄准式战斗部的有效启爆区大于普通周向爆破战斗部,证明了瞄准式战斗部的引战配合程度优于普通战斗部。

瞄准式战斗部瞄准角对破片侵彻速度的影响

为了分析瞄准式战斗部的瞄准角对破片侵彻目标速度的影响,首先分析了瞄准式战斗部破片与目标的交会过程,构建了破片与目标的交会模型并给出了衡量侵彻速度的目标函数。利用模拟退火算法求出在不同交会条件下侵彻速度最大时的瞄准角及最大侵彻速度。通过仿真,与大飞散角的杀爆战斗部破片侵彻速度进行对比,结果显示,采用了瞄准式战斗部以后,破片侵彻目标的速度将得到大幅度的提升。

瞄准式战斗部瞄准策略研究

对不同的瞄准点,瞄准式战斗部对目标毁伤效果不同,为此提出了适用于瞄准式战斗部的瞄准策略,保证了对目标较高的毁伤概率和较好的毁伤效果,解决了起爆之前战斗部的定位问题。

利用导引头信息测量脱靶量的方法

为了满足瞄准式战斗部定位攻击的需要,根据防空导弹逆轨拦截遭遇段只要存在脱靶量就存在视线角速度的特点,分析了导引头视线角、视线角速度、弹目相对速度、径向速度之间的几何关系,提出了采用导引头产生的视线角、视线角速度及多普勒频率来测量脱靶量的方法,解决了利用导引头距离信息测量脱靶量时误差较大的问题。对算法中需要的参数可测性进行了分析,通过导引头能否提供视线角速度信息两种情况下的仿真,验证了所提算法的正确性及实用性。