引信對制導(dǎo)系統(tǒng)提供的目標(biāo)信息綜合利用研究

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引言

當(dāng)前,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在多個國家的導(dǎo)彈技術(shù)中都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了引信對制導(dǎo)信息等的充分利用,如俄羅斯、美國、意大利等。通過利用相應(yīng)的制導(dǎo)信息,這些國家的導(dǎo)彈技術(shù)得到了進(jìn)一步的升級,且還使引信獲得了更加良好的引戰(zhàn)配合效果。

1 制導(dǎo)信息分析

1.1 制導(dǎo)信息形成與傳輸過程 近年來,在各種新型電子科學(xué)技術(shù)的帶領(lǐng)下,微型計算機(jī)已經(jīng)成為導(dǎo)彈中最不可或缺的一項重要組成元件,也即常說的彈載計算機(jī)。當(dāng)導(dǎo)彈裝載有彈載計算機(jī)之后,其原本的制導(dǎo)信息的相關(guān)內(nèi)容就都會發(fā)生一定的變化。在過去,制導(dǎo)信息基本上都經(jīng)由相應(yīng)的制導(dǎo)系統(tǒng)探測所得,且信息也多與目標(biāo)的運(yùn)動及輻射等有關(guān),并且在傳遞至引信時這些信息也不會被做其他處理。但是在裝載彈載計算機(jī)以后,這些信息就會先被傳輸至計算機(jī),并經(jīng)由計算機(jī)對這些信息進(jìn)行處理后才傳輸至引信。

1.2 制導(dǎo)信息分析 通常情況下,彈載計算機(jī)以及制導(dǎo)系統(tǒng)均是由制導(dǎo)信息的具體內(nèi)容來決定的。當(dāng)前對于空空導(dǎo)彈而言,其制導(dǎo)系統(tǒng)的探測方式主要為兩種,一種為主動雷達(dá)型,一種則為被動的紅外線型。而這兩種探測方式上的不同,就致使制導(dǎo)系統(tǒng)所獲取到的信息也出現(xiàn)了較大的差別。而這些制導(dǎo)信息中的參量數(shù),則主要會受到彈載計算機(jī)性能的影響。

2 引信對制導(dǎo)信息的利用

綜上,對于本研究中的制導(dǎo)系統(tǒng)而言,其所獲取的制導(dǎo)信息信息量非常巨大,通過對這些信息加以利用就可以有效緩解引信在對目標(biāo)進(jìn)行探測及識別時所面臨的困境問題。在本研究中,就通過將引信探測信息與制導(dǎo)信息進(jìn)行充分結(jié)合,并對一些新技術(shù)進(jìn)行了研究。

2.1 最佳引戰(zhàn)配合技術(shù)研究 在此最佳引戰(zhàn)配合技術(shù)中,主要包括對最佳的延遲時間的計算,以及對起爆方位角的計算等兩部分的研究。

2.1.1 最佳延遲時間計算 通常情況下,導(dǎo)引頭失控至引信起爆所經(jīng)歷的時間都極短,假設(shè)此時目標(biāo)在接近導(dǎo)彈時的相對速度為VMT,如下圖1所示,假設(shè)O為戰(zhàn)斗部核心,在導(dǎo)彈與目標(biāo)進(jìn)行相對運(yùn)動的過程中雖然引信天線可以首先探測到目標(biāo)的邊緣A處,但此時所探測到的信息并不能使引信被啟動,因此兩者會繼續(xù)做相對運(yùn)動。而當(dāng)引信可探測到的信號達(dá)到B位置時,所接收到的信息就能使引信被啟動。而A與B之間所形成的距離通常會被稱為“卷入深度”,定位L0。假設(shè)此時O1距離B點(diǎn)p1,從此刻計算,t秒后,引信起爆,而其產(chǎn)生的破片飛行△T秒后將C點(diǎn)處的目標(biāo)集中。則B與C之間所產(chǎn)生的距離就被稱為了“偏移矢量”△BC。

圖1 彈體坐標(biāo)系下彈目交會示意圖

而指向B的矢量通常表示為RB,指向C的矢量則表示為RC,而RC可表示為RB和△BC的函數(shù)。而根據(jù)彈目的相對速度、目標(biāo)的類型,引信就可以實(shí)時選取△BC。并最終結(jié)合相對速度的矢量值、RB、RC以及其他相關(guān)的參數(shù)就可以得出最佳延遲時間,一般用t表示。

2.1.2 起爆方位角的計算 經(jīng)延遲后,C點(diǎn)便會落入戰(zhàn)斗部的飛散區(qū),如下圖2中F點(diǎn)所示。此時,指向F點(diǎn)的RF與OYMZM所形成的投影與YM之間所出現(xiàn)的夾角就為起爆方位角,用β表示。

圖2 彈體坐標(biāo)系下目標(biāo)落入戰(zhàn)斗部飛散區(qū)示意圖

2.2 綜合利用制導(dǎo)、引導(dǎo)信息的引信抗干擾技術(shù)研究

2.2.1 引信遠(yuǎn)距離接電技術(shù) 這種技術(shù)就是通過利用導(dǎo)彈距離載體的距離、相應(yīng)的跟蹤系統(tǒng)、導(dǎo)彈與目標(biāo)之間的距離以及剩余飛行過程中所需的時間等等不同的制導(dǎo)信息,來綜合制定并建立起邏輯關(guān)系,最終控制導(dǎo)彈在接近目標(biāo)時才啟動引信,這樣就能確保引信可在遠(yuǎn)距離之外實(shí)現(xiàn)接電,并有效減少引信的有效工作時間。這樣就可以相應(yīng)減少引信內(nèi)部電路之間發(fā)生早炸的情況,同時還能極大地縮短對方的偵查干擾時間,使引信的生存能力得到進(jìn)一步提升。

2.2.2 引信抗有源干擾技術(shù)

(1)調(diào)整引信工作模式。近年來,隨著各種電子技術(shù)的不斷進(jìn)步,引信的方式也變得更加繁復(fù)多樣,且都在空空導(dǎo)彈中得到了廣泛應(yīng)用?；诖?就可以在制導(dǎo)系統(tǒng)在被外界干擾的過程中,通過使用復(fù)合引信的方式改變工作模式。

(2)選擇主動雷達(dá)引信射頻頻率。若引信具備諸多射頻頻點(diǎn)時,此時若經(jīng)制導(dǎo)系統(tǒng)判斷,發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈受到了外部有源干擾,此時就可以通過彈載計算機(jī)對獲取到的信息進(jìn)行綜合分析,并最終對干擾源進(jìn)行預(yù)估,從而在此基礎(chǔ)上對主動雷達(dá)發(fā)起指示,將引信定位至某一射頻點(diǎn)。使其可以避開有源干擾,并最終提高引信的抗干擾能力。

2.2.3 引信抗無源干擾技術(shù) 通常情況下,較為常見的無源干擾主要有箔條云干擾以及地海雜波干擾。地海通常都是靜止的,而箔條云卻是運(yùn)動的,只是較之于導(dǎo)彈的速度而言,箔條云也可認(rèn)為是靜止的。因此此時就可以通過結(jié)合制導(dǎo)系統(tǒng)所采集的導(dǎo)彈的速度、彈目相對速度等的矢量值,并依據(jù)相關(guān)的原理,來對無源干擾所產(chǎn)生的噪聲進(jìn)行抑制。此過程中所使用的原理,既可以是FFT算法,也可以使用FIR濾波器算法。

3 結(jié)語

在本研究中,通過使用主動雷達(dá)型空空導(dǎo)彈作為研究對象,并對其制導(dǎo)信息進(jìn)行提取后,針對引信對這些信息的綜合利用進(jìn)行了研究。為今后對被動型紅外制導(dǎo)型空空導(dǎo)彈的引信研究奠定了良好的實(shí)踐基礎(chǔ)。