采用瞄准式杀伤技术的防空导弹总体问题研究

doi:10.3969/j.issn.1009-086x.2024.02.005

摘要/Abstract

摘要：

定向战斗部技术是利用目标方位信息通过导弹弹体变化或战斗部起爆逻辑控制改变爆破方向以取得最大毁伤效果的新型杀伤技术，是未来新一代防空导弹实现能力跨越的关键技术之一。以装备有径向转向式定向战斗部的瞄准杀伤式防空导弹为研究对象，着重研究了相关总体问题。研究了补偿导弹法向过载的脱靶信息预测方法，满足了瞄准式杀伤提前获取脱靶信息的需求；研究了预测着靶点的散布规律和预测模糊问题的形成机理，为解决模糊问题提供了理论支撑；研究了小脱靶量遭遇时的瞄准精确度提升方法；对瞄准杀伤式防空导弹实例进行了仿真。

关键词: 瞄准式杀伤技术, 脱靶信息预测, 预测模糊机理, 冗余杀伤, 偏置控制

Abstract:

Directional warhead technology is a new killing technology that uses target miss direction information to change the blasting direction through the change of missile body or the logic control of warhead initiation to achieve the maximum damage effect. It is also one of the key promising technologies for the future new generation of air-defense missiles to achieve capability leaping. The overall design problems of the aimed killing air-defense missile equipped with a directional warhead are studied. Firstly， a prediction method of miss information that compensates the missile acceleration for aimed killing air-defense missiles is proposed. The demand for acquiring miss information in advance is met. Secondly， the distributing regularity of the predicted impacting point and the formation mechanism of fuzzy prediction are studied， which provides theoretical support for solving the fuzzy problem. Thirdly， the aiming accuracy improvement methods for small miss distance encounter cases are studied. Finally， the simulations taking a certain type of aimed killing air-defense missile as examples are conducted.

Key words: aimed killing, miss information prediction, fuzzy prediction mechanism, redundant killing, directed-miss control

中图分类号:

V249.12

王志达, 薛林, 陈阳阳, 李建国. 采用瞄准式杀伤技术的防空导弹总体问题研究[J]. 现代防御技术, 2024, 52(2): 42-52.

Zhida WANG, Lin XUE, Yangyang CHEN, Jianguo LI. Study on Problems of Air⁃Defense Missile with Aimed Killing[J]. Modern Defense Technology, 2024, 52(2): 42-52.

图/表 13

图1 瞄准式杀伤技术示意图

Fig. 1 Schematic diagram of the aimed killing

图2 径向随动式战斗部旋转定向示意图

Fig. 2 Schematic diagram of aiming of the directional warhead

图3 不同预测方法下的脱靶信息预测均方根误差

Fig. 3 RMSEs of miss information for different methods

图4 定向杀伤区、预测着靶点散布区与瞄准模糊区关系示意图

Fig. 4 Relationship among directional killing zone， distribution region of predicted impacting points， and aiming fuzzy region

图5 不同精度组合下瞄准模糊区半径变化曲线

Fig. 5 Curves of aiming fuzzy region radium in different precision combinations

图6 不同法向过载补偿下瞄准模糊区半径变化曲线

Fig. 6 Curves of aiming fuzzy region radium in different normal overload compensation

图7 冗余杀伤设计示意图

Fig. 7 Schematic diagram of redundant killing

图8 基于冗余杀伤的导弹工作时序

Fig. 8 Missile scheduling of redundant killing

图9 偏置控制示意图

Fig. 9 Schematic diagram of bias control

图10 基于偏置控制的导弹工作时序

Fig. 10 Missile scheduling of the biased control

表1 滤波前后预测需用信息标准差

Table 1 Standard deviations of predicting needed information before and after filtering

标准差类别	滤波前	滤波后
高低、方位角/mrad	0.5	0.012
高低、方位角速度/（mrad·s^-1）	3	1.40
径向距离/m	20	1.99
径向速度/（m·s^-1）	20	5.32

图11 冗余杀伤仿真结果

Fig. 11 Simulation results of the redundant killing

图12 偏置控制仿真结果

Fig. 12 Simulation results of the biased control

参考文献 16

1	于本水，薛林. 野战防空和野战防空导弹系统［J］. 中国航天， 1997（2）： 39-42.
	YU Benshui， XUE Lin. Field Air Defense and Field Air Defense Missile Systems［J］. Aerospace China， 1997（2）： 39-42.
2	成楚之. 近程防空中的国土防空与野战防空［J］. 现代防御技术， 2007， 35（6）： 1-7， 11.
	CHENG Chuzhi. National Air Defense and Battlefield Air Defense in Short-Range Air Defense［J］. Modern Defence Technology， 2007， 35（6）： 1-7， 11.
3	王海亭. 定向战斗部的先进性及其关键技术［J］. 航空兵器， 1997， 4（6）： 19-22.
	WANG Haiting. Progressiveness of Aimed Warhead and Its Key Technologies［J］. Aero Weaponry， 1997， 4（6）： 19-22.
4	梁争峰，袁宝慧，孙兴昀，等. 定向战斗部破片能量增益的数值模拟［J］. 火炸药学报， 2005， 28（2）： 52-55， 67.
	LIANG Zhengfeng， YUAN Baohui， SUN Xingyun， et al. Numerical Simulation on the Kinetic Energy Increase of Aimed Warhead［J］. Chinese Journal of Explosives & Propellants， 2005， 28（2）： 52-55， 67.
5	李元，熊诗辉，李晓刚，等. 基于爆炸网络的定向战斗部试验及数值模拟研究［J］. 兵工学报， 2018， 39（S1）： 9-16.
	LI Yuan， XIONG Shihui， LI Xiaogang， et al. Experimental and Numerical Studies of Aimable Warhead Using Explosive Circuit［J］. Acta Armamentarii， 2018， 39（S1）： 9-16.
6	刘俞平，冯成良，王绍慧. 定向战斗部研究现状与发展趋势［J］. 飞航导弹， 2010（10）： 88-93.
	LIU Yuping， FENG Chengliang， WANG Shaohui. Study on Current Status and Development Trends of Aimed Warhead［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2010（10）： 88-93.
7	崔瀚，张国新. 定向战斗部研究现状及展望［J］. 飞航导弹， 2019（3）： 84-89.
	CUI Han， ZHANG Guoxin. Current Status and Prospects of Research on Targeted Warheads［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2019（3）： 84-89.
8	徐品高. 现代国土防空末端防御防空导弹的关键技术［J］. 现代防御技术， 2004， 32（4）： 1-9.
	XU Pingao. The Key Technique of Modern End Defence Missile for Territory Air Defence［J］. Modern Defence Technology， 2004， 32（4）： 1-9.
9	卢芳云，李翔宇，林玉亮. 战斗部结构与原理［M］. 北京：科学出版社， 2009： 20-21.
	LU Fangyun， LI Xiangyu， LIN Yuliang. Structure and Principles of Warhead［M］. Beijing： Science Press， 2009： 20-21.
10	LLOYD R M. Kinetic Energy Rod Warhead with Aimable Mechanism： USP 20070084376A1［P］.
11	武敬博. 破片战斗部增益设计技术［D］. 太原：中北大学， 2016.
	WU Jingbo. Technologies Design on the Gain of Fragment Warhead［D］. Taiyuan： North University of China， 2016.
12	李记刚，余文力，王涛. 定向战斗部的研究现状及发展趋势［J］. 飞航导弹， 2005（5）： 25-29.
	LI Jigang， YU Wenli， WANG Tao. The Research Status and Development Trend of Aimed Warheads［J］. Aerodynamic Missile Journal， 2005（5）： 25-29.
13	张蓬蓬，张俊宝，宋琛. 定向战斗部在空空导弹上的应用分析［J］. 电光与控制， 2015， 22（3）： 93-96.
	ZHANG Pengpeng， ZHANG Junbao， SONG Chen. Application of Directional Warhead on Air to Air Missiles［J］. Electronics Optics & Control， 2015， 22（3）： 93-96.
14	谷良贤，温炳恒. 导弹总体设计原理［M］. 西安：西北工业大学出版社， 2004： 217-221.
	GU Liangxian， WEN Bingheng. The Overall Design Principle of Missiles［M］. Xi'an： Northwestern Polytechnical University Press， 2004： 217-221.
15	于本水. 防空导弹总体设计［M］. 北京：宇航出版社， 1995： 363-367.
	YU Benshui. Overall Design of Air Defense Missiles［M］. Beijing： Aerospace Press， 1995： 363-367.
16	付斯琴，姬聪生，姬军鹏. 偏心起爆定向战斗部引战系统设计的几个问题［J］. 现代防御技术， 2020， 48（1）： 26-31.
	FU Siqin， JI Congsheng， JI Junpeng. Some Problems in the Design of Fuze Warhead System for Eccentric Priming Directional Warhead［J］. Modern Defence Technology， 2020， 48（1）： 26-31.