北京理工大学课件飞行力学第四章.ppt

第四章 导引弹道的运动学分析 导引弹道：根据目标的运动特性以某种导引方法将导弹导向目标时导弹质心运动的轨迹。 导引导弹的制导系统有自动瞄准（或称自寻的）和遥远控制两种基本类型，两者兼用的，称为复合制导。 自动瞄准制导是由装在导弹上的敏感器（导引头）感受目标辐射或反射的能量，自动形成制导指令，控制导弹飞向目标的制导技术。 组成：导引头、指令计算装置、导弹控制装置 特点： 制导系统全部装在弹内，导弹本身装置比较复杂 制导精度比较高 遥控制导是由制导站的测量装置和制导计算装置测量导弹相对目标的位置或速度，按预定规律加以计算处理形成制导指令，导弹接收指令，并通过姿态控制系统控制导弹，使它沿着适当的弹道飞行，直至命中目标。 特点： 弹内装置简单，作用距离远 制导过程中制导站不能撤离，易被敌方攻击 导弹离制导站愈远时，制导精度愈差 导引弹道的特性主要取决于导引方法和目标的运动特性。 根据导弹和目标的运动学关系可把导引方法按以下情况分类： 根据导弹速度矢量和目标线的相对位置（追踪法、常值前置角法） 根据目标线在空间的变化规律（平行接近法、比例导引法） 根据导弹纵轴与目标线的相对位置（直接法、常值目标方位角法） 根据“制导站—导弹”连线与“制导站—目标”连线的相对位置（三点法、前置量法） 运动学分析 目的：分析弹道特性，选择合适的导引方法，改进现有的导引方法，探索新的导引方法。 条件： 1）目标、导弹和制导站的运动为质点运动； 2）制导系统的工作是理想的； 3）导弹速度是时间的已知函数； 4）目标和制导站的运动规律是已知的 5）导弹严格按导引规律飞行。 结果：运动学方程可以独立于其它方程求解。特殊情况下可以获得解析解。 相对运动方程 根据r（t）和q（t）可获得导弹相对目标的运动轨迹，称为导弹的相对弹道（观察者在目标上所观察到的导弹运动轨迹） 若已知目标相对地面坐标系（惯性坐标系）的运动轨迹后，通过换算可获得导弹相对地面坐标系的运动轨迹——绝对弹道。 相对运动方程的解 导弹的运动规律取决于： 1）目标的运动情况（飞行高度、速度及机动性）； 2）导弹飞行速度的变化规律 ； 3）导引方法； 4）弹目初始相对位置（初值）。 相对运动方程的解法： 1）解析法 只有在特定条件下，才能得到满足任意初始条件下的解析表达式。特定条件实际很少见，但解析解可以说明导引方法的某些一般特性。 2）数值积分法 可以获得导弹运动参数随时间的变化规律及其相应的弹道。给定一组初始条件得到相应的一组特解，得不到包含任意特定常数的一般解。 计算工作量大，但应用电子计算机可以大大提高计算效率并可以得到足够的计算精度 3）图解法 在目标的运动特性、导弹速度的变化规律及导引方法已知的条件下进行，所得到的弹道还是给定初始条件下的运动学弹道。 优点：简捷、直观 缺点：误差大 追踪法 释义：导弹在攻击目标的导引过程中，导弹的速度矢量始终指向目标的一种导引方法。即导弹的速度矢量前置角恒为零。 相对弹道的求法一： 1）求命中目标时的qk值。 2）在q0 和qk之间取一系列的q值，由目标所在位置（T点）相应引出射线； 3）将一系列的q值分别代入式（4-8）中，求得对应的r值，并在射线上截取相应线段长度，则可求得导弹的对应位置； 4）逐点描绘即可得到导弹的相对弹道 相对弹道的求法二： 图（4-3）b 绝对弹道的求法 图（4-3）a 直接命中目标的条件 若p1，当q? 0，有r? 0； 若p=1，当q? 0，有r? ； 若p1，当q? 0，有r?? 。 故直接命中目标的必要条件是p1。 命中目标所需的飞行时间 经推导可得： 1）迎面攻击时，q0=π， 2）尾追攻击， q0=0， 3）侧面攻击时， 导弹的法向过载 引用过载的第二定义，经数学推导，有： 允许攻击区 追踪法的优点：技术实施简单。 问题：1）追踪法的缺点是什么？ 2）当需用法向过载大于可用法向过载时，导弹按什么规律飞行？ 3）关于速度比要求的正确理解。 平行接近法 释义：在整个导引过程中，目标瞄准线（视线）在空间保持平行移动的一种导引方法。 法向过载： 与目标的机动性有关 与导弹、目标的切向加速度有关 当目标作机动飞行，导弹为变速飞行时，若弹目速度比p为大于1的常数时，则导弹的需用法向过载总是小于目标的需用法向过载。 平行接近法的优缺点 弹道平直，需