真比例导引反高速目标拦截能力分析

针对反高速目标拦截作战过程中拦截弹中末制导交接班时刻状态约束设置的问题,分析了真比例导引制导律的拦截能力。首先,通过分析末制导阶段拦截弹和目标的相对运动关系,推导得到了成功拦截目标的充分必要条件以及目标速度前置角需要满足的约束范围;其次,在中末制导交接班不满足拦截条件的情况下,针对拦截高速非机动目标作战情形,通过分析拦截弹速度前置角和目标速度前置角的变化关系,给出了真比例导引静态捕获区(static capture region,SCR)的定义以及构成;然后,针对拦截高速机动目标作战情形,结合目标速度前置角约束范围得到了真比例导引动态捕获区(dynamic capture region,DCR)的定义以及构成;最后开展了3种情形下的数字仿真,验证了真比例导引拦截能力分析的合理性和有效性。     

美军“末段高空区域防御”系统开始新一轮飞行试验

2005年11月,洛克希德·马丁公司在白沙导弹靶场试射1枚“末段高空区域防御”(THAAD)系统拦截导弹,标志着THAAD系统研制阶段的新一轮飞行试验启动。此次试验是THAAD Block04导弹的首次飞行试验,主要目的是对导弹发射情况进行评估,进行导弹控制演示并收集数据。试验的具体目标包括评估导弹如何飞出储箱、助推器和杀伤器的分离、杀伤器控制以及“转向与姿态控制系统”(DACS)的工作情况等。此次试验没有发射靶弹,导弹发射后飞向一个模拟的拦截点,初步数据表明所有试验目标都已实现。20世纪90年代,THAAD系统进行的11次飞行试验中有6次…     

美成功完成地基拦截弹飞行试验

2005年末,美国防部导弹防御局(MDA)成功发射一枚实战配置型地基拦截弹,该拦截弹可保护美国免遭远程弹道导弹的攻击。导弹防御局称,试验迹象表明,火箭发动机系统以及杀伤飞行器运行良好,这次飞行试验的结果将有助于提高和改进地基中段防御系统的性能。在本次飞行试验中,拦截弹从太平洋中部马绍尔群岛的罗纳德·里根试验地发射,目标弹则是导弹防御局利用以前的试验数据模拟成从阿拉斯加的科迪亚克发射的模拟靶弹,而非实际发射的靶弹。这次试验主要是为了评估拦截器火箭发动机以及外大气层杀伤飞行器(EKV)的性能。EKV通过直接与靶弹弹间相…     

信息单向传输带拦截角约束的协同拦截制导律

针对无人战机(unmanned combat air vehicles,UCAV)(目标)发射防御弹对来袭攻击弹以一定拦截角度进行拦截的问题,假设目标和防御弹协同飞行且其之间只能进行单向信息传输,在来袭弹采用增强比例导引律的前提下,建立了防御弹信息单向传输和目标信息单向传输两种模式下的防御弹攻击弹视线角非线性模型。考虑防御弹脱靶量要求、拦截角度约束和防御弹(或目标)的控制能量因素,建立了性能指标函数,采用最优控制理论,分别设计了能够使防御弹以指定拦截角度拦截攻击弹的目标单向协同制导律和防御弹单向协同制导律。仿真结果表明,在两种信息单向传输模式下,通过目标与防御弹的协同,防御弹均可以指定拦截角拦截攻击弹;与具有拦截角度约束的非协同制导律相比,单向协同制导律的控制能量更小。     

SDI的技术课题和尖端技术(Ⅱ)——第二章 粒子束武器问题

一、前言 所谓粒子束武器(PBW)就是发射接近光速的粒子束,借助粒子对目标碰撞和渗透过程中产生的热能和副生电磁能来破坏目标或使之失效的一种武器。它与高能激光武器(HELW)一起,被称为定向能武器。现在,作为研究对象的粒子束有:电子、质子等带电粒子束(CPB)和氢原子等中性粒子束(NPB)两种。 带电粒子束目前以电子束为对象,根据其传播特性,主要考虑用于大气层内近距高速目标的拦截。但就最近的研究成果来看,与激光配合使用有可能用于拦截上层大气中的弹道导弹。     

综合防御系统对光电制导武器的拦截效能分析

针对综合防御系统(SDS)对光电制导武器系统(EOGWS)的拦截效能分析,提出了一种基于拦截模式的分析思路。与传统的"敌情-我情-作战环境"作战效能分析思路不同,根据综合防御系统的作战使用特点,构造出所有可能的4种拦截模式。以毁伤概率和平均毁伤目标数作为拦截效能指标,分析了综合防御系统对光电照射平台、光电制导武器和光电制导武器系统的拦截效能,描述了各拦截模式下效能指标的变化规律,明确了各拦截模式发挥最大效能时应采取的战术措施。     

基于最大隶属度的目标威胁评估与排序法

对地空导弹将要拦截的目标进行威胁评估。其主要思想是在对目标威胁程度及影响目标威胁程度的因素定性分析的基础上给予了量化处理 ;基于最大隶属度原则 ,建立了目标威胁评估与排序模型 ;通过求解该模型即可获得因素权重信息完全未知或只有部分权重信息的不确定多因素决策问题的方案排序 ,即地空导弹将要拦截的目标威胁程度的排序 ,同时求得威胁程度最大的目标 ,以便于为防空作战决策提供科学依据。最后通过实例说明该模型的合理性和有效性     

固定时间收敛扰动观测终端滑模制导律设计

针对机动目标拦截问题,设计了基于固定时间收敛扰动观测器(fixed time disturbance observer, FxTDO)的终端角度约束非奇异快速终端滑模制导律(nonsingular fast terminal sliding mode guidance law, NFTSMGL)。通过具有固体时间收敛特性的扰动观测器对导弹拦截过程的外部扰动进行快速、精确估计。同时为了抑制抖振影响以及保证制导信号在有限的时间范围内收敛,设计了NFTSMGL,并进行了稳定性分析。仿真结果表明，FxTDO-NFTSMGL可以使制导信号在有限的时间范围内收敛至期望状态,并满足对机动目标拦截的要求,相较于无观测器的NFTSMGL收敛速度更快,且避免了抖振现象。     

中远程地空导弹武器系统作战效能仿真

对远程地空导弹武器系统增配新型中程地空导弹前后的作战效能进行评估研究,通过对武器系统作战仿真过程进行分析,构建了基于HLA的作战仿真系统。详细探讨了目标威胁判断与拦截排序模型、目标拦截可行性检查模型和火力分配模型。给出了仿真案例,对仿真结果进行分析,为新型中程导弹的指标论证、增配数量和合理定价提供了有效的工具。     

基于离差最大化的导弹中段目标威胁度评估

释放诱饵是典型弹道导弹中段突防措施之一,对诱饵与真弹头的威胁度进行评估也因此成为导弹防御系统实施拦截的首要前提.考虑弹头与诱饵的位置、速度、RCS及红外辐射强度等目标特性不同,采用模糊隶属函数和G.A.Miller 9级量化理论对弹头与诱饵的威胁属性进行量化,建立了基于离差最大化的导弹中段目标威胁度多属性评估模型,给出了计算实例.计算结果表明,采用此方法能够有效确认威胁度最大的目标,满足弹道中段目标的威胁度评估需要.     

战术防空“爱国者”雷达

“爱国者”雷达是一部C波段、多功能相阵雷达。它在拦截控制站(ECS)武器控制计算机(WCC)的控制下实现对目标的搜索和跟踪,对导弹的搜索、跟踪和中段制导通讯以及对导弹进行TVM(通过导弹跟踪目标)终段末制导。 本文叙述了雷达的各种功能,并扼要介绍了雷达的各个分系统。为了阐明对完 成战术防空任务所需要的多种雷达功能的控制和处理,本文着重强调了多通道、多功能接收机和数字信号处理器的使用。 本文还简单介绍了在白沙导弹靶场对“爱国者”系统进行的内容广泛的试验的结果。     

AAG导引律在拦截机动TBM中的应用

对视线角加速度导引律(Angular Acceleration Guidance of the Line of Sight,AAG)在拦截TBM中的应用进行了研究,提出了基于卡尔曼滤波的视线角加速度估算方法,通过AAG与常规比例导引(PN)和增强比例导引(APN)的拦截仿真比较,证明了在弹目视线角加速度可准确估算的条件下,在拦截机动TBM目标方面,AAG导引律比常规PN导引律有效,比APN导引律更易于工程实现。     

宽带相控阵雷达导弹防御能力建模仿真研究

宽带相控阵雷达在导弹防御系统的预警探测、跟踪、识别、制导、拦截以及杀伤效果评估等各个环节均发挥着不可替代的关键作用.在深入分析雷达系统对弹道目标的探测、跟踪、识别等过程的基础上,建立了宽带相控阵雷达电子战系统信号级仿真模型体系和软件.针对复杂电于于扰条件下的典型导弹突防战情,进行了仿真研究,仿真结果为评估导弹目标的突防能力和宽带相控阵雷达系统的防御能力提供了有益的参考.     

考虑高超音速目标二次杀伤的舰炮拦截能力

以探讨利用舰炮拦截高超音速导弹(hypersonic missile, HM)的可行性为目的,选取典型武器装备作为攻防对抗原型,开展了利用舰炮拦截HM的研究。通过研究HM破片的动态飞散特性,建立了HM导弹破片的二次杀伤模型,求得了飞散破片的杀伤下界。在此基础上建立了HM三维末制导攻击模型以及舰炮拦截模型,在HM与目标舰艇的动态对抗中全面分析了HM的飞行速度、入射角、战斗部装填系数等与HM平均必须命中数、可达命中数及突防概率之间的关系。结果表明,HM对目标的二次杀伤效果比较明显,对舰炮具有较高的突防概率。     

虚拟服务台概念及其在大拦截纵深防空射击效率评估中的应用

针对应用随机服务系统理论难以精确评估大拦截纵深防空射击效率的问题,在分析现有大拦截纵深防空射击效率评估模型基础上,提出了“虚拟服务台”概念,并建立了基于虚拟服务台概念的大拦截纵深防空射击效率评估模型。仿真结果验证了基于虚拟服务台概念的大拦截纵深防空射击效率评估模型的有效性。     

连续多目标来袭下的舰艇防空火力在线调度

构建了针对连续多目标来袭下的舰艇防空火力在线调度模型,调度过程充分考虑调度算法计算过程中目标状态的连续变化,相同拦截武器在不同时间实施拦截的成功概率变化,防空武器之间的协同,以及当新的威胁程度更高的目标出现后,对已经制定但还未执行的拦截方案对应的拦截武器进行释放和重调度,实时生成使舰艇生存概率更高的拦截方案. 通过在线仿真验证了基于重调度的在线模型能有效提高舰艇的生存概率. 而且,用于重调度的时间增加量越多,舰艇生存概率的增加量越大.     

基于ABMS的飞机拦截作战效能评估方法

研究了采用基于agent的建模与仿真(agent based modeling and simulation, ABMS)进行飞机拦截作战效能评估的方法。针对拦截作战的特点,提出了一种基于信息过程、以任务状态机为核心的agent模型结构。在此结构下,提出了信息域映射agent的概念以及基于此概念进行传感器探测与跟踪建模的方法,并给出了雷达探测与跟踪的通用模型。针对两类典型拦截作战情形进行了仿真和参数影响分析,验证了方法的合理性和有效性。分析结果表明,在单机作战、多机平台中心战和多机网络化作战3种不同作战模式下,飞机性能对效能的影响方式存在一定差异。     

前向拦截的三维制导模型及制导律设计

为了解决拦截器导引头的气动加热问题,提出了前向追踪(Head Pursuit)制导方法。该方法是将拦截器导引到目标轨道的前方并沿着和目标相同方向飞行,而在目标轨道的前方拦截目标,要求拦截器的速度低于目标的速度。在建立了目标和拦截器的三维制导模型基础上,采用全局二阶滑模控制理论设计了二阶滑模HP非线性制导律。并在考虑目标机动加速度未知的情况下,设计了观测器对目标机动加速度进行估计。通过拦截器拦截目标的弹道的数字仿真验证了制导模型和制导律的正确性。     

战区反导拦截效率模型研究

在未来防空作战中,反战术弹道导弹(TBM)是防空导弹部队担负的重要作战任务。针对拦截战术弹道导弹过程中,难以用一般预警雷达完成情报预警的问题,建立了情报预警系统的发现概率和预警概率计算模型,以及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方法,并讨论了提高反导拦截效率的对策与方法     

适用于超低空拦截的复合制导律设计方法

防空导弹在拦截超低空目标时，多径效应的存在会大大降低导弹雷达导引头探测跟踪目标的精度。为降低多径干扰的影响，可将弹目视线角(line of sight, LOS)约束在布儒斯特角附近，但是多数的研究仅仅是在弹目交汇处将其约束至布儒斯特角。基于模型预测控制可跟踪期望LOS的特点,设计出一种模型预测制导律。针对超低空目标机动扰动对制导精度的影响,设计了滑模扰动观测器对目标加速度进行估计。最后,将模型预测制导律与目标加速度的估计值相结合设计了一种复合模型预测制导律。仿真结果表明,采用复合制导律能够保证拦截弹以期望的布儒斯特弹道对超低空目标进行跟踪和拦截,同时可将LOS速率收敛至0,最大程度降低多径干扰的影响,从而提高拦截精度。