导弹与运载火箭制导系统回顾与发展方向设想

导弹与运载火箭制导系统

回顾与发展方向设想

胡德风

北京航天自动控制研究所北京4)

摘要对导弹与运载火箭制导系统历史与发展过程进行了回顾分析了目前科学技术的发展对制导系统的要求在此基础上结合新一代武器研制背景和大运载及空间技术的研制需求研究提出了目前及今后制导系统研究重点与发展方向

关键词导弹运载火箭制导系统精度

e el ment and Re iew

f Guidance System

in Missile and Launch Vehicle

Hu Defeng

Beijing Aerospace Automatic Control institute Beijing4)

Abstract This paper reviews the development of guidance system in missile and launch vehicle analyzes the reguirements for guidance system with the development of technology.Based on the new weapon system development and the reguirements of the heavy launch vehicle and space technology development of our country the current and future research and development emphases are presented.

Key W rds Missile Launch vehicle Guidance system Precision.

1引言

科学技术的发展使未来敌对双方的侦察能力~攻击能力和防护能力必将大大提高因而可在很远距离对目标快速精确定位在很短时间内组织由电子对抗掩护的精确的摧毁性攻击与此同时采用隐蔽~干扰~机动和加固措施避免对方的打击为此制导系统和技术的发展必须进一步满足以下要求:高精度高概率命中~自主制导~高可靠性~远射程~抗干扰~全天候~低成本能承受冲击和高加速度

a)高精度高概率命中

导弹发射和飞行过程中将产生声~光~电波等可探测的物理现象将使导弹发射系统因被对方侦察定位而处于暴露地位首发不能高概率命中将招致对方精确制导武器的反击而被摧毁甚至来不及作第2次攻击因此要求制导系统有很高的精度

1)自主制导

由于对抗环境火力密集武器系统要保持对飞行中的制导武器不间断地外加控制是很困难的在

44导弹与航天运载技术 2 2年

收稿日期:2 2 2

胡德风:男36岁研究员主要研究方向为组合制导技术

这一控制过程中导弹发射系统很容易被击毁因此要求导弹发射系统在发射导弹后就可以脱离不用再管完全由导弹的制导系统自主制导飞向目标高可靠性

不仅要求制导系统具有很高的可靠性而且还要求操作使用维护储运方便易行

远射程

由于制导武器所要攻击的目标往往是严密设防自卫火力很强的高值目标如作低近攻击武器投掷系统很可能在投放制导武器之前就被击毁因此要求在敌方火力圈以外作远距离攻击

抗干扰

未来战争中电子对抗环境严峻要求制导武器攻击隐蔽性好不易被敌方侦察发现一旦被发现则要求制导信号很难被敌方分析和有效干扰即使受到干扰也有多种有效的抗干扰措施保证继续正常工作

全天候

有些攻击行动往往利用夜间雨雾等不良气象以达到攻击的突然性和隐蔽性拥有全天候能力强的制导武器的一方可使装备非全天候武器的一方处于被动挨打的地位甚至完全丧失还击能力

g低成本

由于制导武器的制导系统都是一次性使用的装

置成本不能很高否则无法大量装备部队使用

h能承受冲击和高加速度

为了追踪用高速机动来逃避攻击的飞行目标

制导武器应有较小的转弯半径很高的机动能力再

入大气机动飞行将达到100g的高加速度

随着国际间商业发射合作的日益增强以及技术

和市场竞争的不断加剧不仅要求制导系统具有更

高的可靠性满足未来空间探测技术的发展和需要

也对制导系统提出了高精度和具有多用途适应能力

的要求:

a高精度准确入轨

高精度准确入轨意味着在轨飞行器能够节省更

多的燃料用于在轨控制或者其它任务同时也就意

味着延长了飞行使用寿命这对最终用户而言具有

显著的经济效益此外随着载人航天领域及其相关

技术的发展建设我国自己的空间站登月甚至进行外层空间的深空探测将成为必然因此空间站的交会对接飞行轨道的转移控制等都要求制导系统具有高精度

b高可靠性与低成本

高可靠性是我国运载火箭进入国际商业发射服务市场参加国际空间合作项目所必须具备的一项重要技术指标制导系统的高可靠性不仅在这一指标中占有相当的比重而且从某种意义上说也体现了完成飞行任务的能力;低成本是参与国际竞争并争取优势的重要手段高可靠性与低成本实现起来往往互相矛盾但原则应该是在高可靠性的基础上取得低成本

具有多用途适应能力

运载火箭的发射受一定的地域特定的飞行航线等诸多条件限制并且其有效载荷的体积大重量重对飞行环境要求苛刻等等这些都要求制导系统具有多用途的适应能力如地面固定瞄准-空中重定向主动段变轨飞行气流攻角修正等

大力发展制导技术增强航天技术创新不仅是运载火箭技术自身发展的需要也是以此为先导带动新型应用卫星大型军事卫星空间站星际探测器等有效载荷的发展大规模开发和利用太空资源以及参与国际合作和国际竞争的需要同时还是巩固和加强我国航天大国地位增强综合国力增加中华民族自豪感和凝聚力的需要

在目前竞争激烈需求迫切任务紧的情况下明确制导系统的发展方向确定制导系统的研究重点是十分重要的

2制导系统发展回顾

我们在制导技术研究和制导系统发展方面走过了3个阶段

2.1早期的制导系统

以我国研制的第1种液体近程导弹为代表射程控制采用惯性捷联式制导系统采用单补偿方式按视速度关机控制射程采用无线电横偏校正系统与姿态控制相结合的方式实现导弹横向偏差的控制进一步改进是采用捷联式坐标转换测速方式以横向速度作为闭路导引信号通过姿态控制系统

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第5期胡德风导弹与运载火箭制导系统回顾与发展方向设想