在目标、防御弹1和防御弹2协同对攻击弹拦截的过程中,目标和防御弹1采用式所示的协同拦截制导律飞行,防御弹2则跟踪防御弹1的弹目距离,最终实现和防御弹1同时拦截攻击弹。因此,当防御弹1与防御弹2距离攻击弹很近时,令防御弹2转为采用式所示的可实现落角约束的弹道成型制导律。......
2023-08-02
无人战机是一种既能够携带攻击武器对敌方目标实施打击、压制或摧毁,又具备完成情报收集、目标监视以及目标捕获等任务的无人作战平台。由于无人战机具备零生命风险、维护保障费用低、续航时间长、隐身性能好、对目标持久打击能力强和可在复杂空域作战的优势,因此各国都加大了对无人战机的研发力度。21世纪以来,随着无人战机性能的大幅度提高和航空电子设备技术的飞速发展,无人战机在空战中的作用越来越重要,逐渐成为夺取制空权的关键。
为了应对高性能无人战机的攻击以及占据战争的优势地位,战争另一方往往发射导弹对无人战机进行袭击。通常情况下,无人战机(以下称“目标”)发射信号弹、箔条等作为诱饵诱骗来袭攻击导弹(以下简称“攻击弹”),同时采用特定的机动策略进行逃逸。但随着攻击弹性能的增强,这种被动防御措施的局限性越来越凸显出来,目标发射防御导弹(以下简称“防御弹”)对攻击弹进行主动拦截成为未来空战的必然形式。
针对目标-攻击弹-防御弹三者之间的攻防对抗问题,常见的形式是:攻击弹攻击目标,目标在采用一定的逃逸策略进行逃逸的同时发射防御弹,防御弹采用比例导引律等对攻击弹进行拦截。在上述场景中,三个飞行器的运动是两个攻击对抗过程,即攻击弹和目标之间的攻防过程和防御弹对攻击弹的拦截过程。此时,目标的主要目的是逃逸,防御弹的主要目的是拦截攻击弹,它们的运动是独立的。受无人战机载荷能力以及其所携带防御弹的成本限制,防御弹的速度和机动能力往往弱于攻击弹,此时,防御弹往往很难满足制导精度要求甚至脱靶。但同时注意到,目标和防御弹的目的是一致的——防止目标被攻击弹击中,因此两个飞行器可以组成一个团队协同飞行,即目标可作为诱饵“引诱”攻击弹飞行,从而协助防御弹以较平直的弹道拦截攻击弹。此时,目标和防御弹的协同拦截制导律就至关重要。有些情况下,除了希望防御弹成功拦截攻击弹以外,为了发挥战斗部的最大效能取得最大毁伤效果,还希望防御弹能以某个指定的角度对攻击弹进行拦截,此时就需要设计具有攻击角度(在第13~15章的场景中,实际上是拦截角)约束的协同制导律。本章即给出在目标和防御弹双方信息可以互传前提下的具有攻击角度(拦截角)约束的协同拦截制导律。需要注意的是,第13~15章中的攻击角度(拦截角)均指末端视线角。
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2023-08-02
针对如式所示的目标信息单向传输时的模型,类似地设计协同拦截制导律。例14-1假设目标、防御弹和攻击弹的初始位置、速度和弹道倾角同例13-1中的表13-1,3个飞行器常速飞行,攻击弹和防御弹分别采用Nm=4、Nd=4的增强比例导引律。图14-6不同防御弹制导律时qmd的变化曲线图14-7不同防......
2023-08-02
虽然在13.3.1节中得到了防御弹在初始发射角给定情况下的可行攻击角区域,但当防御弹攻击角度给定时,不同的防御弹发射角度将对防御弹飞行弹道产生较大影响,进而对防御弹需用过载以及拦截时间产生影响。图13-4CNGL和TSG时的变化曲线图13-5CNGL和TSG时控制量的变化曲线例13-2本实例给出可得到可行攻击角区域的算例。......
2023-08-02
由于λ12包含x11和x12项,因此和不能由当前时刻的状态进行求解,需要求解x11和x12的表达式,将式代入式的第二个方程,并由t到tf进行积分,可得x12的表达式为式中,Φ1(·)——状态转移矩阵。通过求解式,可得x11和x12的表达式为将式代入式,可得x11和x12的最终表达式;将得到的x11和x12的表达式代入式,可得λ12的表达式;将λ12代入式,即可得到防御弹和目标加速度的闭环解。......
2023-08-02
此时,将式视为系数由t=t1时刻rmd、等量确定的线性定常系统,基于最优控制理论来设计协同制导律。由式和式可知,防御弹控制量wq与目标控制量vq的关系为由式和式可得哈密顿函数为式中,λ21和λ22为协态量,其正则方程分别为λ21和λ22在末端时刻满足的横截条件分别为式中,由式和式,可解得协态量λ21和λ22分别为式中,χ=/rmd≈-1。......
2023-08-02
当应用12.2节中的协同末制导律时,在进入末制导前,各导弹可通过信息共享来确定共同的理想飞行时间。本节介绍在飞行过程中弹间存在通信的协同制导律。类似于第8章,末段切换为比例导引律后,各弹之间不再存在协同,因此不能保证n枚导弹在精确同一时间到达目标。表12-2两枚导弹末制导初始参数采用平均弹目距离作为理想弹目距离,仿真结果如图12-10~图12-20所示。......
2023-08-02
也就是说,由当前时刻所求得的协同拦截制导律并不能使防御弹最终以某一期望的攻击角度成功拦截攻击弹。尽管对于整个飞行过程来说,所求解得到的协同拦截制导指令并不是最优的,但由于在每一时刻进行制导律设计时都将目标以及防御弹的控制量考虑到了性能指标函数中,因此在整个飞行过程中,目标以及防御弹的控制量仍将比较小。......
2023-08-02
为使er→0,即<0,最好Vm>Vl,即虚拟领弹的速度小于从弹速度。所以需设置er=r-rl>0,即从弹位置较远,需先追赶虚拟领弹,通过合理设计参数kr,飞行中后期进行小范围机动缩小弹目距离偏差,令速度前置角常处于非饱和状态,此时飞行剩余距离较短,协同效果较好。综上所述,虚拟领弹运动参数需满足式中,下标为“0”表示此为初始时刻的值。根据式设计虚拟领弹的初始条件,可使协同策略中的脱靶量较小,时间协同效果较好。......
2023-08-02
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