空基助推段反TBM作战拦截弹速度建模分析

拦截弹速度是影响空基助推段反TBM作战效能的关键因素之一。通过分析空基助推段反TBM作战过程和TBM助推段飞行特性,建立了空基助推段反TBM拦截弹速度模型;在此基础上将影响拦截弹速度的因素划分为可控制因素和不可控制因素,通过仿真实验对不同影响因素进行了定量分析,研究结论可望为空基助推段反TBM可行性分析和拦截弹需求论证提供量化依据。     

直接分配到弹的双层反导火力规划模型

反导作战火力运用是反导力量建设的核心内容之一,末段双层反导火力规划是一个复杂的不确定多约束条件优化问题,对火力规划进行了问题分析、弹-目分配时机分析和模型假设;分2个阶段建立了直接分配到弹的末段双层反导火力规划模型,模型重点考虑拦截目标与拦截弹杀伤时间窗口的对应关系,建立起武器系统拦截弹与来袭目标的弹-目对应分配关系,提供一种新的、快速的双层反导火力规划方法。     

战术弹道导弹助推段拦截预测导引方法

针对弹道导弹助推段拦截的末制导问题进行研究,建立了弹道导弹助推段的运动模型,根据助推段的运动特点提出了预测导引末制导方法,通过分析零效脱靶量将比例导引的过载指令与轨控发动机工作时间进行等效。在不同的弹目速度初始夹角下分别用预测导引和比例导引法仿真并进行对比分析,仿真结果表明预测导引较比例导引在较大的末制导起始区域内具有更短的拦截时间和更少的轨控发动机燃料消耗量。     

空射反导中末制导交接约束与末制导技术指标初步研究

本文根据空射反导导弹拦截助推/上升段战术弹道导弹作战特点,提出了空射反导导弹拦截过程的初步设想,通过碰撞三角形分析阐述了空射反导的末制导占位要求。针对某典型战术弹道导弹,建立了制导系统分析模型,通过数字仿真,进行了中末制导交接条件约束分析和末制导系统指标要求分析。     

动能拦截弹末段制导导引律设计与仿真实现

大气层外动能拦截弹(EKV)是导弹攻防系统中一个重要的拦截作战系统。为了提高制导精度,在末段制导过程中必须采用性能优良的导引律。针对反导导弹末段的飞行特点及应用场合,根据脱靶量最小的原则,设计并实现了三维扩展比例导引模型。扩展比例导引在经典比例导引模型的基础上,通过对目标角加速度的估计,判断目标的运动趋势,可有效提高拦截精度。仿真图形及脱靶量实验对比结果证实了该导引方法的有效性及实用性。     

陆基中段拦截技术在反导系统建设中的重要意义

2021年2月4日,中国国防部发布消息称:“中国在境内进行了一次陆基中段反导拦截技术试验,试验达到预期目的,这一试验是防御性的,不针对任何国家。”明显的是,本次试验使陆基中段反导再次成为热门话题。按照拦截时机,反导作战可分为助推段反导、中段反导以及末段反导。     

战区反导拦截效率模型研究

针对拦截战术弹道导弹的问题，建立了情报预警系统和防空导弹拦截系统的排队论模型，给出了反导作战拦截效率的计算模型，并讨论了提高反导拦截效率的对策与方法。     

拦截高速目标的中制导次优弹道修正

针对临近空间飞行器的快速发展所带来的拦截高速目标作战需求,应用模型静态预测规划（model predictive static programming,MPSP）方法设计了一种中制导次优弹道修正算法.首先,通过分析中末制导交接班时刻拦截弹的最佳交接状态,得到了零控拦截条件,该条件由拦截弹和目标的速度比以及二者的速度前置角唯一确定;其次,针对不满足零控拦截条件的情形,分析了在引入比例导引作为末制导律前提下的捕获区,得到了拦截弹和目标速度前置角组成的平面内的捕获区基本构成,建立了中末制导交接班时刻拦截弹需要满足的捕获区约束;然后利用高斯伪谱法（Gauss pseudospectral method,GPM）得到了满足零控拦截条件的基准弹道,应用MPSP设计了考虑捕获区约束条件限制的弹道修正算法;最后,仿真结果验证了所提方法的合理性以及有效性.      

航母编队一体化反导效能评估

对航母编队反导拦截能力评估的准确性将影响中方导弹突防作战效能分析及任务筹划,因此展开航母编队一体化反导的效能评估模型构建和仿真分析。以美军典型航母战斗群为研究对象,分析其防空反导系统架构以及作战流程,并基于关键参数对探测雷达、拦截弹、密集阵、干扰装置等重要环节进行了机理分析与模型构建、优化,同时结合蓝方来袭武器状态参数进行了子系统效能概率以及联合反导概率分析。最后以典型阵位下的航母编队反导效能评估为例,验证了模型的可行性。仿真结果表明当航母编队在200 km以上的距离有效探测到飞行速度低于12 Ma的来袭弹时,其反导成功率能够达到90%以上。     

多层反导体系火力部署优化

研究了多层反导体系火力部署优化问题。首先介绍了多层反导体系的概念及火力组成,分析了反导体系发展的趋势;其次分析了组成多层反导体系火力系统的反导拦截平台部署的基本要求;再次,由于反导作战是一个攻防对抗的过程,因此从博弈角度出发,建立了多层反导体系火力部署min-max模型,并对求解min-max模型的求解算法进行了分析。最后针对实例,应用多层反导体系火力部署min-max模型对多层反导作战部署进行了优化分析,仿真结果表明:只有合理部署各种反导火力平台,构成一体化反导作战部署,才能达到体系的最优化。研究结果可为多层反导体系反导拦截平台协同部署提供有效的方法和途径。     

弹道导弹攻防对抗的对策模型

针对现代空袭的弹道导弹突击,设计了弹道导弹攻防对抗的对策模型。把导弹攻击的行动表示为能造成最大预期伤害的数学模型,然后指出如何最优化防御拦截系统部署及拦截方案以期最小化最大期望毁伤,仿真实例说明了弹道导弹攻防对抗对策方法的有效性。     

弹道导弹防御的交战程序组设计

针对一体化的弹道导弹防御问题,提出了有效进行弹道导弹防御的按程序自动交战原则的交战程序组设计方法。根据一体化的多层弹道导弹防御系统构成,提出了弹道导弹防御交战程序组的概念,设计了实现弹道导弹全程拦截的助推段、中段和末段交战的交战程序组,规划了交战程序组的信息时序。交战程序组的设计对于弹道导弹防御系统的筹划和建设以及系统的作战运用将具有重要的作用。     

动力型微型角反射器研究

为了掩护弹道导弹再入段突防，提出了一种质量轻且具有重诱饵特性的弹道导弹再入段突防毫米波拦截弹用动力型微型角反射器。给出了该动力型微型角反射器的动力学方程组及干扰判别式；分析了角反射器的角度偏差、趋肤深度等因素对散射强度的影响；推导出动力型微型角反射器的弹道系数计算公式；在微波暗室对动力型微型角反射器样品在几个方位角的雷达散射特性进行了测试。文中提出的以动力型微型角反射器代替重诱饵的无源干扰方法，拓宽了弹道导弹再入段突防用无源干扰物的可选性。     

一种适用于高速拦截的滑模末制导律

实际导弹系统存在一系列的参数不确定性及外部扰动,而利用滑模变结构系统具有的抗干扰和抗参数摄动特性,可以设计出对干扰具有很好鲁棒性的滑模制导律（SMG）。但目前广泛采用的基于零化视线角率的滑模制导律在用于高速（高超声速）拦截情况时,由于相对速度大,视线角率在零点振荡剧烈,很容易导致系统的发散。针对这一问题,（西北工业大学航天学院）设计了一种新型滑模制导律,其并不要求时时将视线角率控制为零,而是随着弹目标距离的减小,自动适当地放宽对视线角率的约束,从而有效缓解了传统滑模制导带来的强振荡问题。最后通过某高超声速拦截导弹的六自由度拦截仿真来说明这种滑模制导律的性能。与传统滑模制导律相比,在高速拦截时,其制导指令的振荡问题得到明显缓解,同时还保留了滑模系统的鲁棒特性。     

弹道导弹防御系统反导作战的SD模型研究

弹道导弹防御系统作为反导作战的主要平台,作战能力如何越来越被关注.利用系统动力学(SD)理论通过作战模拟的方法进行弹道导弹防御系统反导作战的研究是一种有效的途径.给出了反导作战效能评估的SD模型框架,分析了反导作战中诸要素的影响关系,建立了反导作战SD模型,并进行了模型的仿真实验,结果分析和建模案例表明了SD理论研究反导作战的可行性和有效性.     

基于GIF技术的三维交会延时控制起爆模型

 基于制导引信一体化技术原理,研究弹目三维交会情形下的战斗部延时控制起爆模型。通过对制导引信一体化技术特点的分析,利用数学方法详细推导了在导引头提供不同弹目交会信息下的剩余飞行时间和延时起爆时间估算算法。研究表明,在战斗部的破片初速及衰减系数一定的情形下,延时起爆时间可以通过弹目距离R、极角θ、方位角ø、极角速度θ、方位角速度ø方便给出。     

采用DDPG算法的弹道导弹突防诱饵分布空域

求解弹道导弹突防诱饵最佳分布空域，对导弹突防过程进行建模，建立导弹与诱饵运动模型、拦截器导引头识别模型以及突防效果评价模型。利用深度确定性策略梯度（deep deterministic policy gradient， DDPG）算法，仿真分析多种诱饵数量情况下的不同空域分布对突防效果的影响。结果表明，弹道导弹存在突防效果有效的空域分布，诱饵数量越多，突防效果越好。但是，随着诱饵数量的增加，突防效果的增强也会减弱，诱饵分布在导弹周围x≤10 km、y≤10 km、z≤10 km的空域范围内，导弹具有有效的突防效果，验证了模型的可行性。