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弹道导弹的惯性制导系统的原理?

归档日期:07-03       文本归类:惯性制导      文章编辑:爱尚语录

  导弹制导系统(missileguidanceandcontrolsystem)导引和控制导弹按选定的规律调整飞行路线并导向目标的全部装置。亦称导弹导引和控制系统。其功能是测量、计算导弹实际飞行路线和理论飞行路线的差别,形成制导指令,经过放大和转换,由伺服机构调整导弹的发动机推力方向或舵面偏转角,控制导弹的飞行路线,以允许的误差(寻芯离)靠近或命中目标。

  导弹制导系统是在综合利用自动控制理论,航空和惯性仪表,雷达、电子计算机、激光、红外和电视等技术的基础上发展起来的。

  测量装置用以测量导弹和目标的相对位置或速度(包括角度、角速度等)。攻击活动目标时,通常用雷达或可见光、红外、激光探测器;攻击地面固定目标时,用加速度表、勇仪等组成惯性测量装置,也有用电视或光学等测量仪器的。

  计算装置用以将测量装置所测得的导弹和目标的位置和速度,按选定的导引规律加以计算处理,形成制导指令信号。

  执行装置用以放大制导指令信号,并通过伺服机构驱动导弹舵面偏转或调整发动机推力方向,使导弹按制导指令的要求飞行,同时对导弹姿态进行稳定,消除外界干扰对导弹飞行的影响。执行装置必须安装在导弹上。

  自主式制导系统在制导过程中不需要提供目标的直接信息,也不需要导弹以外的设备配合,能自行操纵导弹飞向目标。主要用在攻击地面固定目标的导弹上。可采用几种制导方式,但主要是惯性制导。惯性制导的优点是:不需要任何外界信息,就能自动地根据飞行时间、引力场的变化和导弹的初始状态,确定导弹瞬时的运动参数,因而不易受外界干扰。目前,大多数地地弹道导弹,都采用惯性制导。大部分地(潜)地导弹采用自主式制导系统。

  寻的制导系统其测量装置安装在导弹上,通常称导引头。能感受目标辐射或反射的无线电、热和光辐射波。根据测量到的目标和导弹的相对位置、速度等参数,在导弹上形成制导指令,操纵导弹飞向目标。其特点是制导精度较高,但制导距离不能太远。多数空空导弹和一部分地空导弹采用这种制导系统。寻的制导根据感受到目标信息的来源,可分为主动、半主动和被动式寻的等制导方式。

  遥控制导系统,由导弹外的指挥站,测定导弹和目标的相对位置,并给导弹发出制导指令,通过导弹上控制装置操纵导弹飞向目标。最常见的是无线电指令制导,其缺点是易被敌方发现和干扰。其他还有有线指令制导、无线电波束制导和激光波束制导等。遥控制导主要用于反坦克导弹、空地导弹、防空导弹、空空导弹和反弹道导弹导弹。

  复合制导系统导弹从发射到命中目标,一般分初始段、中间段、末段三个飞行阶段。导弹在飞行过程中,同一阶段或不同阶段采用两种以上制导方式的,称为复合制导系统。它是以上各种制导系统的组合。采用复合制导系统,可增大制导距离,提高制导精度和抗干扰能力。现代某些防空导弹、岸(舰)舰导弹和反弹道导弹导弹等都采用复合制导系统。

  使用弹道导弹攻击地面固定目标时,通常采用程序预定导引法。导弹发射后在主动段按一定程序拐弯,飞出大气层达到一定的速度和规定的弹道倾角时,发动机关机。此后,导弹开始被动段的自由飞行,最后进入大气层而命中目标。发动机关机时,导弹速度的大小和方向,是影响命中精度的重要参数,而制导系统的主要任务,就是使它们符合预定的要求。

  此外,还可用现代控制理论的最优控制原理,求出导弹接近目标的最优飞行路线。由于所关心的指标不同,得出的最优飞行路线也不同。

  制导精度是由于制导系统不够完善而造成导弹命中目标误差的度量。它是评价导弹制导系统质量的主要指标之一。攻击活动目标的导弹,制导精度主要取决于测量装置的测量精度、计算装置的性能、导弹的机动能力等。当测量装置为雷达时,制导精度常受雷达测量的系统误差和噪声的影响,距离愈远,误差愈大。为此,可采用复合制导(如先遥控、后寻的制导)来提高制导精度。

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