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多飞行器防御弹双向协同拦截制导方法

【摘要】: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。此时,目标和防御弹的协同拦截制导律就至关重要。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。

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。