不同结构拦截弹的毁伤能力研究

在电磁发射器发射拦截弹撞击来袭目标的过程中,拦截弹的结构材料参数是影响拦截弹加速性能及毁伤能力的一个重要因素。在实验中常用的铝合金材料拦截弹基础上,提出铝-钢、铜-钢2种复合拦截弹结构,以拦截弹与钨合金杆式穿甲弹的碰撞过程为例,对3种拦截弹对来袭目标的毁伤能力进行对比分析。     

高超声速滑翔目标拦截弹方案设计与弹道规划北大核心

针对高超声速滑翔目标的拦截问题,分析了拦截窗口、拦截方式以及毁伤方式等拦截问题,并提出了拦截弹总体方案及弹道规划需求;开展了拦截弹总体方案设计,设计了一种两级助推的拦截弹方案,确定了推进系统、操纵系统的总体基本参数,并完成了拦截弹气动外形设计与质心定位;构建了拦截弹弹道规划的分析方法和工具,根据设计约束开展了针对HTV-2高超声速滑翔目标的拦截弹道规划研究,采用粒子群算法对弹道进行了求解。结果表明:采用空基拦截的方式可达到预期的最大拦截速度,满足拦截弹拦截滑翔武器的速度约束指标;此外开展了该拦截弹拦截概率评估,确定了针对高超声速滑翔目标可采用分层防御的方式从多个拦截站依次拦截。     

基于仿真的深弹拦截鱼雷作战效能评估分析方法

拦截概率是反映悬浮式深弹拦截鱼雷作战效能的一项关键指标。结合战场态势对拦截概率及其影响因素进行了分析,提出了深弹阵对预定拦截线有效覆盖的问题;分析并提出了有效投影区间的计算公式,建立了拦截概率的理论计算模型;提出了基于仿真的拦截概率点估计和区间估计方法。仿真表明,该方法可为深弹拦截鱼雷的指控自动化设计、训战计划制定及其效果分析提供参考。     

基于LEFP拦截高速动能弹的建模及仿真

提出采用一种新型高效战斗部LEFP来拦截高速动能弹,并介绍其工作原理及过程、建立拦截模型和分析受随机因素干扰的观测值。运用MATLAB对模型进行了仿真和分析,通过蒙特卡洛法将随机抽样的误差值加入标准量得到观测值,再利用最小二乘法进行拟合,计算LEFP发射时刻以及拦截概率。通过相关参数配置,分析各随机误差对拦截概率的影响,并对比了未经修正数据计算出的拦截概率。结果证明了此拦截模型建立的可行性、正确性与有效性。为研制和使用LEFP拦截高速动能弹的新型主动防护系统提供技术支持和理论参考。     

"标准-3"拦截弹对机动弹头的拦截有效性分析

以"标准-3"拦截弹的多次拦截试验情况为参考,根据其能力及试验中的表现,分析其总体设计方案和各项性能参数,建立数学仿真模型.在研究海基导弹防御指挥控制流程、拦截弹动力学模型和仿真算法的基础上,对拦截具有机动突防能力的弹道导弹目标进行仿真分析.获得拦截弹对机动突防目标拦截有效性的仿真结果.分析仿真结果可知,拦截弹对机动弹头的拦截能力有限.     

地基拦截弹对真目标进行拦截时的制导方案分析

讨论了地基拦截弹对真目标（中近程弹道式导弹）进行拦截时的制导方案。根据拦截弹的飞行特点,将拦截过程分为初始段、中间段和拦截段,并采取了相应的制导方案。仿真结果表明,拦截具有较高的精度和良好的弹道特性,此方案是可行的。     

动能拦截弹技术发展现状与趋势

介绍了美国动能拦截弹及其相关技术的发展现状及趋势.美国是最先开发研究动能杀伤器和动能拦截弹技术的国家,现已部署地基拦截弹、标准-3导弹、爱国者先进能力3导弹,并已具备初始作战能力;末段高层防御拦截弹也进入生产和部署阶段;正在开发的助推段拦截弹和多杀伤器技术也已取得很大进展.动能拦截弹已成为当前最先进、最有效的反导武器.     

美国几种典型的动能拦截弹

自20世纪80年代以来,美国在弹道导弹防御和反卫星计划的名义下,已经论证、研究、研制和试验了各种类型的新概念动能拦截弹及其最核心的技术设备——动能拦截器(KKV): (1)部署在外层空间或空中、用于拦截助推飞行中的弹道导弹的各种动能拦截弹,如部署在空间轨道上的“天基拦截弹”(SBI)和“智能卵石”(BP)动能拦截弹,以及部署在有人驾驶飞机上的“游隼”(Peregrine)动能拦截弹方案和部署在无人驾驶飞机上的“塔伦”(Talon)动能拦截弹方案等。     

临近空间高超声速目标拦截弹弹道规划

利用弹道规划设计了针对临近空间高超声速飞行器的拦截弹道。分析了临近空间高超声速目标拦截问题,将其定性为临近空间的远程高超声速拦截,并提出弹道规划需求;设计了一种两级助推的拦截弹,建立了考虑地球曲率和自转的拦截弹质点平面运动模型;根据弹道规划需求设计弹道约束,以末速最大、与终点距离误差最小和全程热量最小为指标建立拦截弹弹道规划问题;采用粒子群算法求解弹道,结果表明:符合约束的规划弹道是高抛再入形式,与比例导引弹道和准最佳弹道相比,拦截弹大部分时间飞行在大气层外,有效降低了气动热效应影响和对弹体材料的性能需求,且为末制导段提供良好的初始工作环境。     

火箭悬浮深弹拦截尾流自导鱼雷研究

为了分析了水面舰艇发射火箭悬浮深弹拦截潜射尾流自导鱼雷的作战使用问题,首先,概括了潜射尾流自导鱼雷的攻击原理。其次,介绍了水面舰艇针对尾流自导鱼雷的弹道预测原理以及鱼雷提前角估算数学模型,在此基础上,进一步建立了火箭悬浮深弹拦截鱼雷的射击要素求解模型。最后,进行了仿真检验,归纳了火箭悬浮深弹射击提前角随相关参数变化的分布规律。研究结果对火箭悬浮深弹拦截潜射尾流自导鱼雷的作战使用具有指导意义。     

面向空域和机动性的拦截弹能量管理优化研究

研究了拦截弹能量管理优化问题,通过分配拦截弹的第3级双脉冲固体发动机推进剂装药量,使拦截弹的作战空域和机动性综合最优。首先建立了拦截弹质量和动力模型,然后提出了拦截弹空域、全弹和第3级Ⅱ脉冲机动性分别最大的单目标优化模型,以及其综合性能最优的多目标优化模型。最后采用粒子群优化算法,面向拦截弹空域和机动性,对第3级双脉冲装药量分配进行了优化及分析。     

拦截弹推进及弹道参数的模糊优化研究

在拦截弹推进系统和弹道参数的设计中 ,引入多目标多约束的模糊优化方法 ,在约束条件一定的情况下 ,合理选择和分配几个重要的设计变量 ,使得拦截弹的总质量最小、拦截时间最短。     

弹道导弹防御中拦截弹最优分层配置

多层弹道导弹防御系统在助推段、飞行中段或再入段不同阶段实施拦截,可有效提高系统拦截概率,不同拦截阶段存在拦截弹最优配比问题。为了解决拦截弹道导弹过程中的最优分层配置的问题,本文分别以单层、双层、三层这三种拦截系统为例,通过公式演算和计算机仿真,得出了分段拦截弹道导弹时、不同拦截阶段的拦截弹之间的数量比与整体拦截成功率之间的关系;并提出了整体拦截成功率的概念。经仿真表明,在整体拦截成功率给定的情况下,使用本文所得出的不同拦截段之间所需拦截弹数目之间的最优比,可以最大限度地降低弹道导弹的拦截成本。     

一种适用于地基拦截弹高空拦截弹道导弹的制导方法

研究了地基拦截弹高空拦截中近程弹道导弹的制导方法。首先,对目标预测拦截点进行拦截的拦截弹运载段的制导方案进行了研究,给出了一级飞行程序模型和二级导引规律,同时提出了一种确定目标预测拦截点的方法,并通过仿真分析论证了方案的可行性。     

基于几何关系的视线指令制导律研究

针对近程车载防空系统拦截空地导弹的制导问题,设计了一种视线指令制导律.首先建立了地面站、拦截弹和空地导弹三者之间相对运动模型,然后以控制拦截弹位于地面站和空地导弹连线上为目标,根据三者在空间的几何关系设计了一种视线指令制导律,并对拦截的可行性进行了分析.仿真结果验证了所设计的制导律能够有效保证地面站的安全,与比例导引律相比,提高了制导精度,缩短了拦截时间.     

声纳主动工况下拦截弹作战模型与能力研究

根据鱼雷报警声纳主动工况能够探测鱼雷距离和方位的特点,提出了悬浮式拦截弹的布放时机、拦截提前量和布放间隔的确定和优化问题。在分析悬浮式拦截弹作战过程的基础上建立了目标运动参数的滤波解算模型、布阵参数解算模型以及作战能力仿真模型。运用蒙特卡洛法仿真计算了采取不同布阵参数对不同舷角来袭鱼雷的拦截概率。通过结果分析解决了布阵参数的优化问题,为提高鱼雷报警声纳主动工况下悬浮式拦截弹的作战能力提供了理论参考和建议。     

弹道导弹预警SM-3拦截弹的一种方法

从SM-3拦截弹发射过程、探测设备、探测方向、探测时间、制导指令信号能量方面分析了弹道导弹探测SM-3拦截弹的可行性,提出了先截获SPY-1D雷达目标探测信号,然后根据信号AOA参数查找SM-3拦截弹制导指令信号的方法,分析了SPY-1D雷达目标探测信号与SM-3拦截弹制导指令信号的差异,指出了脉内调制和重频周期是区别两者的重要特征,最后指出这种信号检测方法存在的不足。     

子母深弹反鱼雷攻击效能及仿真

火箭深弹是水面舰艇拦截鱼雷的常用武器,为提高火箭深弹拦截鱼雷的概率,提出了子母深弹的概念,将地面火炮中常用的子母弹技术应用于深弹反鱼雷攻击中,通过分析子母弹的散布特性,来比较子母深弹和火箭深弹毁伤鱼雷的效能,并通过Monte-Carlo法仿真了这一过程,分析了影响子母深弹的毁伤概率的因素。     

临近空间拦截弹非线性控制系统性能研究

针对临近空间高超声速拦截弹执行机构非线性特性影响控制系统响应,提出基于次优控制理论及bang-bang控制理论对该问题进行研究.针对舵偏角速率饱和影响控制系统响应,通过改进正定阵P,Q来确保系统响应特性;针对舵偏角饱和影响控制系统响应,通过建立bang-bang开关曲线,分析推导出开关切换次数及最优时间表达式;最后仿真结果表明临近空间拦截弹的舵偏角饱和严重影响飞行控制系统的快速性.     

直接力/气动力复合作用动能拦截弹姿态控制方法

针对直接力/气动力复合作用动能拦截弹的姿态控制问题,建立了拦截弹俯仰-偏航通道短周期运动模型;利用线性二次型最优跟踪控制理论结合姿控固体小火箭点火逻辑设计了复合控制系统,通过分析非线性容限得出了该系统对直接力偏差具有强鲁棒性的结论;姿控回路仿真表明系统具有快速响应特性及良好的跟踪性能,考虑侧喷干扰效应等实际条件的六自由度弹道仿真表明所设计的控制系统能够满足拦截末段直接碰撞要求。