郭鵬鵬 汪先運(yùn)

摘 要：由于再入飛行器根據(jù)類型的不同，應(yīng)用的領(lǐng)域也就不一樣，但是他們的總體技術(shù)特點(diǎn)還是相近的，文章由主體、控制、探測(cè)三個(gè)技術(shù)主體出發(fā)探討目前精確制導(dǎo)技術(shù)方面的研究狀況，希望能為我國的再入飛行器精確制導(dǎo)方面提供新的啟迪。

關(guān)鍵詞：飛行器；導(dǎo)引頭；制導(dǎo)控制

中圖分類號(hào)：V448.35 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2015）32-0071-01

1 再入飛行器精確制導(dǎo)目前的發(fā)展現(xiàn)狀

新的時(shí)代，先進(jìn)的科研技術(shù)成為各國軍事和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的最有利保障，做為經(jīng)濟(jì)與軍事的超級(jí)大國——美國最先開展了再入飛行的大規(guī)模試驗(yàn)比如艦載偵打一體遠(yuǎn)程無人攻擊機(jī)早在2011年開始美軍相繼完勝X-47B、 HTV-2、 AHW的試驗(yàn)。為盡快解決離遠(yuǎn)程快速精確打擊的實(shí)戰(zhàn)需要，使離遠(yuǎn)程快速精確打擊得到系統(tǒng)的解決，保證維護(hù)這一領(lǐng)域的霸主地位，美國國防更是緊鑼密鼓開展了一體化高超聲速（IH） ，建立了THAAD導(dǎo)彈防御系統(tǒng)后又新增2.91億美元改為增程型THAAD系統(tǒng)。我國也不甘示弱 再次高超音速飛行器試飛測(cè)試也進(jìn)行之中，新型的打擊飛行器被可以攜帶核彈頭或常規(guī)的彈頭飛行于大氣層邊緣據(jù)分析可以通過美國的增程型THAAD導(dǎo)彈防御系統(tǒng)。

2 再入飛行器的特點(diǎn)

現(xiàn)在的局勢(shì)技術(shù)已經(jīng)開始由機(jī)械化想信息化轉(zhuǎn)移。由近距離打擊向遠(yuǎn)程控制發(fā)展，在提高飛行器的軍事性能的過程就是精確制導(dǎo)技術(shù)的得發(fā)展過程。再入飛行器的特點(diǎn)正是迎合了這一時(shí)代軍事需要，它主要有以下特點(diǎn)。

2.1 航程遠(yuǎn)、速度快

美國DARPA初代的計(jì)劃是2025年的高超聲速巡航飛行器在小于2 h的時(shí)間可以打擊16 700 km以外的任何目標(biāo)，我國的東風(fēng)26（DF-26）再入飛行器據(jù)美國《自由燈塔》報(bào)道中，至少 3 540 km的射程的中遠(yuǎn)程導(dǎo)。我國的WU-14的飛行速度可以達(dá)到10 Macr，美國的HTV-2高超音速飛行器可以達(dá)到20 Macr高超音速。

2.2 高精度

在實(shí)戰(zhàn)的海灣戰(zhàn)爭、伊拉克戰(zhàn)爭上看，精確制導(dǎo)武器的高精度是驚人的，可以實(shí)現(xiàn)具體目標(biāo)的精確打擊，其精度可以精確具體的精度和緯度，確定到哪一座樓房或樓層，對(duì)斬首行動(dòng)是一個(gè)飛躍式的進(jìn)步。

2.3 適應(yīng)性強(qiáng)

再入飛行器的打擊對(duì)象廣泛，現(xiàn)今的飛行器多為多段控制的飛行器，更是性非線性的目標(biāo)，環(huán)境對(duì)再入飛行器影響相對(duì)減弱，所以對(duì)水面艦艇、戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤、與打擊能力增強(qiáng)，鎖定目標(biāo)后，及時(shí)目標(biāo)轉(zhuǎn)彎或改變速度也可以自行修正，改變運(yùn)動(dòng)的軌跡實(shí)現(xiàn)精確打擊的效果。

2.5 抗干擾能力協(xié)戰(zhàn)模式

隨著雷達(dá)等防御系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展的成熟，對(duì)飛行器的實(shí)戰(zhàn)化的實(shí)戰(zhàn)性提出了新的要求，暴漏目標(biāo)，沒有眼睛的結(jié)果就是烈日下的貓頭鷹只能是挨打，為了加強(qiáng)抗干擾能力，發(fā)展協(xié)戰(zhàn)模式太空領(lǐng)域的發(fā)展也日益激烈，你方唱罷我登場(chǎng)，太空領(lǐng)域的爭奪愈演愈烈，空間的爭奪意味著地面的控制。對(duì)于飛行器的定位，網(wǎng)絡(luò)化飛行器的對(duì)接的連接與對(duì)接各國在太空領(lǐng)域的突破也非常之大。所謂道高一尺、魔高一丈，就目前而言，飛行器的抗干擾能力協(xié)戰(zhàn)的發(fā)展超前于防御系統(tǒng)的發(fā)展。

3 再入飛行器精確制導(dǎo)的分析與探討

3.1 主體技術(shù)

再入飛行器的綜合性則須從多段控制、單機(jī)性能等方面來提升，太高整體構(gòu)思，從科學(xué)、合理的頂層性能出發(fā)，合理分配，既要整體相依，又要增強(qiáng)獨(dú)立性能，做到全體性能優(yōu)化

3.1.1 協(xié)戰(zhàn)模式技術(shù)探討與分析

實(shí)現(xiàn)信息化化作戰(zhàn)，以現(xiàn)有裝備為基礎(chǔ)上，根據(jù)自己的在天技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)信息框架，并考慮技術(shù)更新與完善對(duì)信息框架的影響，實(shí)現(xiàn)陸、海、空的“一體化作戰(zhàn)信息體”。在信息體系框架內(nèi)進(jìn)行各飛行器的需求分析包括各飛行器的協(xié)作及鏈接網(wǎng)絡(luò)需求的分析。于此同時(shí)要充分考慮需要同步、一致的數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)，“一體化作戰(zhàn)信息體”中不同的信息平臺(tái)的通訊協(xié)議要規(guī)范化，大幅度增強(qiáng)小環(huán)信息頻率以提高效率，提升一體化打擊能力。

3.1.2 實(shí)戰(zhàn)化制導(dǎo)技術(shù)探討與分析

在世界歷史上，軍事競(jìng)賽的事例是不難查找的，二戰(zhàn)后蘇、美的軍備競(jìng)賽中，蘇聯(lián)因?yàn)檫^度的軍事開支成為了經(jīng)濟(jì)的重大包袱，導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過慢。所以在制導(dǎo)成本和體制上我們上必須探索和分析。傳統(tǒng)的方法是成本中一半費(fèi)用用在導(dǎo)彈從最高點(diǎn)下落至目標(biāo)這一階段的導(dǎo)引頭這一截獲、跟蹤目標(biāo)的核心部件在。隨著科技的發(fā)展現(xiàn)在的技術(shù)已經(jīng)開始進(jìn)入微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS），轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄟ^測(cè)量飛行器的慣性，自動(dòng)的運(yùn)算出飛行器速度、位置等和末制導(dǎo)方式的結(jié)合，注重考慮現(xiàn)有衛(wèi)星信息的全面綜合利用，提升制導(dǎo)技術(shù)，并大大節(jié)約傳統(tǒng)制導(dǎo)方法的成本。

3.1.3 約束指標(biāo)與多段控制技術(shù)

再入飛行器飛行時(shí)在總體設(shè)計(jì)、動(dòng)力、電氣、載荷與環(huán)境、氣動(dòng)、結(jié)構(gòu)、彈道、姿控、制導(dǎo)等總體專業(yè)中都要緊密耦合曾強(qiáng)把關(guān)、輻射和牽引作用，再入飛行的實(shí)現(xiàn)，需要合適的攻角（速度矢量V在縱向?qū)ΨQ面上的投影與導(dǎo)彈縱軸之間的夾角）才可以進(jìn)行再入飛行，攻角影響射程，而考慮到控制和實(shí)現(xiàn)一般在職正負(fù)10 °之間。要保證攻角的相對(duì)穩(wěn)定和速度的穩(wěn)定，對(duì)氣動(dòng)特性的要求就非常的嚴(yán)格，攻角過大

修正能力會(huì)大幅度下降，再入攻角會(huì)影響彈道參數(shù)，對(duì)防隔熱的影響也打打增強(qiáng)——特別是再入的初始階段。與攻角對(duì)應(yīng)的舵偏量要采用基于最大舵偏下的保守設(shè)計(jì)。為保證飛行軌跡滿足每一項(xiàng)約束指標(biāo)的要求，而且需要一體化協(xié)調(diào)優(yōu)化就要總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，同時(shí)為適應(yīng)環(huán)境影響和變化，適應(yīng)非線性的要求進(jìn)行對(duì)端控制，減少對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)和飛行動(dòng)力的依賴，對(duì)增強(qiáng)修復(fù)補(bǔ)償?shù)牟淮_定因素的波動(dòng)是一個(gè)有效科技手段。

3.2 制導(dǎo)技術(shù)

3.2.1 抗干擾的分析與評(píng)估

現(xiàn)在的電子偽裝技術(shù)逐步增強(qiáng)，可見光紅外的點(diǎn)源誘導(dǎo)、煙幕等對(duì)末制導(dǎo)導(dǎo)引頭的干擾都很強(qiáng)。技術(shù)攻克抗干擾，就要進(jìn)行目標(biāo)類型分析，對(duì)環(huán)境進(jìn)行分析并進(jìn)行合理分配，對(duì)指標(biāo)進(jìn)行量化評(píng)估，以確保導(dǎo)引頭的抗干擾能力的同時(shí)，建立起系統(tǒng)的抗干擾評(píng)估信息臺(tái)和整體體系，保證實(shí)戰(zhàn)需求。

3.2.2 定位及自主自適應(yīng)軌跡規(guī)劃技術(shù)

實(shí)戰(zhàn)要求再入飛行器具備快速無依托快速發(fā)射的快速定雙天線衛(wèi)星定姿、空中對(duì)準(zhǔn)技術(shù)技術(shù)還需要進(jìn)一步的科技創(chuàng)新，利用衛(wèi)星導(dǎo)航，星光導(dǎo)航等多源導(dǎo)航等以及未來的航空航天技術(shù)為再入飛行器提供定位保障。另外要壓縮發(fā)射瞄準(zhǔn)的時(shí)間實(shí)現(xiàn)自行起豎、發(fā)射集多重功能為一體。在約束過程終端情況下區(qū)域目標(biāo)可實(shí)現(xiàn)的情況下，自主更新在線軌跡，實(shí)現(xiàn)空中對(duì)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)與目標(biāo)的打擊的數(shù)據(jù)鏈接，做到隨時(shí)同步的軌道修正?，F(xiàn)在的飛行器都是多飛行器的協(xié)同飛行配合完成任務(wù)并實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)任務(wù)，多為偵察彈、攻擊彈或戰(zhàn)斗彈、干擾彈得協(xié)同作戰(zhàn)。紅外末制導(dǎo)不為了避免紅外氣動(dòng)光學(xué)效應(yīng)，對(duì)紅外交班的速度要求較高，在快速下壓時(shí)修正橫向位置的同時(shí)要進(jìn)行速度控制飛行器多采用CC 控制。

4 目標(biāo)探測(cè)技術(shù)

飛行器輕、小型化和飛射程的需求需要內(nèi)部空間的壓縮和導(dǎo)引頭的作用距離的加大。現(xiàn)在的細(xì)頭錐外形，導(dǎo)引頭的前置安裝空間收到限制，光學(xué)導(dǎo)引頭又必須安裝光學(xué)窗口和雷達(dá)導(dǎo)引頭的跟蹤和提供高透波率的天線罩并且要設(shè)計(jì)好氣動(dòng)熱和防隔熱。天線罩與導(dǎo)引頭要一體化設(shè)計(jì)以優(yōu)化空間尺寸，實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)。目標(biāo)探測(cè)就是獲取目標(biāo)特性信息實(shí)現(xiàn)識(shí)別與跟蹤，具體是通過外形、吸波材料來結(jié)合雷達(dá)體制取得隱身散射的數(shù)據(jù)與特性根據(jù)成像原理，實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)，現(xiàn)主要是是艦船識(shí)別。純慣性制導(dǎo)的導(dǎo)航精度低且高度通道發(fā)散影響目標(biāo)精度，慣性衛(wèi)星復(fù)合制導(dǎo)可以充分發(fā)揮傳統(tǒng)、慣性優(yōu)勢(shì)。現(xiàn)在的先進(jìn)中段制導(dǎo)多數(shù)采用技術(shù)或甚至是取消末制導(dǎo)采用等離子鞘套技術(shù)，并且要增強(qiáng)多體制兼容衛(wèi)星制導(dǎo)的技術(shù)研究，對(duì)于復(fù)合多模導(dǎo)引頭研究主要是復(fù)合導(dǎo)引頭的技術(shù)攻克，主被動(dòng)復(fù)合導(dǎo)引頭主動(dòng)模式對(duì)下視橫向截?fù)裟繕?biāo)的探測(cè)與跟蹤，被動(dòng)模式無預(yù)裝條件下對(duì)預(yù)警機(jī)信號(hào)的分選與識(shí)別、激光、紅外成像復(fù)合制導(dǎo)技術(shù)研究，目標(biāo)典型部位的識(shí)別跟蹤。開展大功率二維相控陣導(dǎo)引頭的工程化研究等實(shí)現(xiàn)對(duì)隱身目標(biāo)的遠(yuǎn)距離探測(cè)。

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