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导弹引论-第四章43~44

发布时间:2019-07-03 02:46 来源:未知 编辑:admin

  导弹引论-第四章4.3~4.4_理学_高等教育_教育专区。飞行器概论 西北工业大学航天学院 第四章 制导系统 §4.3 遥控制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 §4.3 遥控制导系统 遥控系统制导的导弹是通过远处的指控点来制 导的。遥控系统的设备

  飞行器概论 西北工业大学航天学院 第四章 制导系统 §4.3 遥控制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 §4.3 遥控制导系统 遥控系统制导的导弹是通过远处的指控点来制 导的。遥控系统的设备,只有一部分安装在导弹 上,其主要部分则安装在指控点。指控点可以在 地面、飞机或舰艇上。 遥控制导系统被广泛地用在空对空、空对地、 地对空及反坦克导弹上。 §4.3 遥控制导系统 1. 分类(根据导引信号的形式分) 指令制导系统 波束制导系统 无线电导航制导系统 指令发射机 导弹 跟踪雷达 计算机 目标 跟踪雷达 遥控指令制导 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 原理: 指挥站不断根据目标和导弹的运动参数和导引方法进行计 算,计算出导弹在航迹上的误差,形成指令送给导弹。 组成: 观测装置――用于测量目标和导弹的运动参数。可以是 目视的,光学的,雷达的和电视的。 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 指令形成装置――根据观测到的目标、导弹的运动参数和 选定的导引方法形成指令信号,并对指令进行编码。所以在指 挥站有编码器,导弹上有译码器。 指令传输装置――是将指挥站形成的指令信号传送给导弹的 信号传输系统。它可以是有线的,也可以是无线的。 指令接收和变换装置――接收指令信号并加以变换,放大 后输给导弹的自动驾驶仪。 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 指令系统的形式: 有线指令系统――目视跟踪、手动控制的有线指令系统制 导。采用三点法制导。如第一代反坦克弹。 无线指令系统――在无线电指令系统中,观测设备最常用 的是无线电雷达设备。由于需要同时对目标和导弹进行观测, 可以采用两部雷达。多用在地(舰)空导弹上。 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 有线. 指令制导系统 有线指令制导系统: 这种系统设备简单,不易受敌人的干扰。但由于需要人直 接参与控制,命中率较低,射手的培训也比较困难。导弹的速 度只能80~120m/s,否则射手来不及反应。 第二代反坦克弹采用了红外测角仪。红外测角仪与光学瞄 准具固连。射手只要用光学瞄准具的十字线套住目标即可。如 美国的“陶”式反坦克导弹、德国的“米兰”反坦克导弹。 §4.3 遥控制导系统 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 双雷达指令制导系统如图示 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 双雷达指令制导系统: 优点:双雷达指令制导系统可以采用导弹在命中点附近需 用法向过载较小的导引方法,例如前置点法。 缺点:系统设备庞大,同时因为目标和导弹分别在两个坐 标系中观测,会产生坐标系不配合而带来的误差。 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 单雷达指令制导系统: 观测目标和导弹的运动只用一部雷达。圆锥扫描雷达由于 其波束很窄,只能用三点法导引导弹。 为了解决既想用单雷达系统又想采用非三点法导引规律的 矛盾,可以采用扁平波束扫描雷达。此种雷达具有方位与俯仰 两个通道,每个通道都有自己的发射、接收设备和天线。两个 天线共同扫描的结果,在空间形成一个十字形的扫描空域。 §4.3 遥控制导系统 2. 指令制导系统 单雷达指令制导系统如图示 §4.3 遥控制导系统 3. 波束制导系统 这种制导系统在指挥站设有雷达,与手电 筒能射出一束光束相类似,雷达天线向导弹射 出的是无线电波束。波束能自动跟踪目标。弹 上设备的任务是使导弹在整个飞行期间都保持 在波束轴上。因而导弹上有测量导弹偏离波束 轴偏离量的装置和产生所需控制信号的装置。 波束制导(驾束制导) 波 束 产 生 器 导弹发射装置 波束制导(驾束制导) 波 束 产 生 器 导弹发射装置 §4.3 遥控制导系统 3. 波束制导系统 单雷达波束制 导系统:有一部 雷达跟踪目标, 用三点法导引导 弹。 §4.3 遥控制导系统 3. 波束制导系统 双波束制导系 统:有二部雷达 构成,用前置点 法导引导弹。 §4.4 自动寻的制导系统 1. 概述 1) 功能 利用装在导弹上的设备,接收目标的某些 特征能量,以确定目标的位置,并产生所需 的控制信号,将导弹自动地导向目标。 §4.4 自动寻的制导系统 2)如何获取特征能量? 来自目标本身的特征能量(红外、雷达波、声 波等);(被动式) 来自目标反射回来的信号,而源信号来自导弹本 身(主动雷达);(主动式) 来自目标反射回来的信号,而源信号来自导弹以 外的发射点(激光)。(半主动式) 主动式自寻的 半主动式自寻的 被动式自寻的 §4.4 自动寻的制导系统 3)常见种类 雷达自动寻的制导系统 红外自动寻的制导系统 激光自动寻的制导系统 电视自动寻的制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 2. 雷达自动寻的制导系统 主动式制导的导弹在弹体内装有雷达发射机和接收机, 具有发射后不管能力。 半主动式导引装置的天线一般是在飞机上、舰艇上或地 面上,所以发射功率可以加大,作用距离是主动式的多倍。 当目标是无线电站和雷达站,常采用被动式雷达自寻的 制导。如反辐射导弹。 雷达导引的优点是其全天候性;可实现全向攻击;制导 距离较远(半主动)。 雷达导引的缺点是易受干扰。 §4.4 自动寻的制导系统 3. 红外自动寻的制导系统 是一种被动式导引系统,物理量是目标发出的 红外能量,如发动机的尾喷管、喷气流辐射、机头 和翼尖蒙皮的气动加热辐射。从飞机后半球观测时 ,喷口辐射是主要的辐射源,从侧向和前半球观测 时,则喷气流是主要的辐射源。飞机速度较高时, 如Ma≥2.5~3时,气动加热后的蒙皮成为重要的辐射 源。 §4.4 自动寻的制导系统 红外线简介 红外线是介于可见光和无线电波之间的电磁波,波长 为0.75~1000μm。 §4.4 自动寻的制导系统 探测原理 各种射线的传播过程叫辐射。 红外线辐射到物体上并被物体吸收后有明显的热 效应。 物体对波长愈短的红外线的辐射能力愈强;而物体 温度愈高,这种现象愈明显,所以红外导引头的工作 波段通常为0.75~15μm之间。 §4.4 自动寻的制导系统 3. 红外自动寻的制导系统 问题: 如何确定目标的方位? 如何保证红外导引头始终能抓住目标? 如何保证导弹导向目标?――提供目标偏离信号。 能否确定目标的形状?――点红外、红外成像。 §4.4 自动寻的制导系统 3. 红外自动寻的制导系统 红外导引头:红外寻的系统一般装在导弹的头部, 故常称为红外导引头。红外导引头可分为点源式和成 像式两种。点源式把目标作为一个点来取得信号;而 成像式则把目标作为一个面源而在其光学系统的焦平 面成像而取得信号。 §4.4 自动寻的制导系统 3.1 红外点源制导系统 组成:主要由红外探测跟踪系统和电子线路两大部分组成。 红外探测跟踪系统(位标器):由光学系统、红外探测器、 致冷装置、调制盘、稳定及跟踪装置组成,作用是探测目标相 对于导弹的方位坐标并进行跟踪; 电子线路:作用是进行信号处理,给出使位标器跟踪的信 号,同时也给出控制导弹飞向目标的导引信号。 §4.4 自动寻的制导系统 光学系统: 组成:包括球形整流罩、主 反射镜、次反射镜、校正透镜、 和伞形光栏等。 §4.4 自动寻的制导系统 3.1 红外点源制导系统 光学系统:接收和汇集目标 辐射的红外线能量,并将它聚焦 成像在调制盘上,像点红外线最 后照射到光敏元件上,光敏元件 将红外信号变为电信号。 红外线辐射 次反射镜 主反射镜 校正透镜 调制盘 光敏元件 §4.4 自动寻的制导系统 3.1 红外点源制导系统 调制盘: 用以确定目标相对导弹的位置,抑制背景的 干扰。以透红外材料(如熔凝石英玻璃)作底板,表面按 一定图案镀银的圆片。 §4.4 自动寻的制导系统 工作原理:调制盘安置在陀螺转子上,以确定规律 转动,调制盘上半区为感应区,下半区为调制区,中心 称为盲区。 §4.4 自动寻的制导系统 如何解决背景干扰: 由于目标背景面积大,故 在调制盘上(感应区和调制区 )同时盖住了多个格,平均透 过能量为一半,输出的是等电 平,可以滤掉。 由于盲区很小,在这个区 内信号不能被调制,故做成与 下半区一样的图案。 §4.4 自动寻的制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 红外探测器:是一种红外线辐射能的转换器。它将辐射 能转换另一种便于测量的物理量,如电流、电阻的变化。 红外探测器可分为热探测器和光子探测器。 热探测器:利用红外线的热效应而工作的。 光子探测器:利用红外线中的光子流射到探测器上后,和 探测器材料内的电子作用,引起探测器的电阻或电压的变化 ,从而达到探测的目的。由于光子探测器的反应快、灵敏, 所以导弹上主要用光子探测器。 §4.4 自动寻的制导系统 制冷器:为了提高光敏元件的灵敏度,采用制冷器使其 在一定的温度条件下工作。如 -160~-170℃,采用大于 15Mpa的高压气瓶。 陀螺系统:使光学系统、调制盘、红外探测器等不受导 弹运动的影响; 位标器:位标器对目标的跟踪是通过陀螺的进动实现的。 §4.4 自动寻的制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 3.2 红外成像制导系统 红外成像系统不但可以把红外辐射变为电信号,而且可 以显示目标的形状。这有利于目标的选择和抗干扰。红外成 像制导系统与点源制导系统相比,其主要差别在于探测器和 跟踪方法不同。常见的探测系统: 热释电摄像管(热释电材料); 光学机械扫描(光子探测器); 多元阵列成像探测器:许多微型红外光子探测器排列的面 阵和电荷耦合器件CCD(Charge Coupled Device)。 §4.4 自动寻的制导系统 §4.4 自动寻的制导系统 红外自动寻的制导系统 特点:分辨率高、设备简单、尺寸小、重量轻、 成本低、抗干扰能力强。 缺点:受大气中湿气的影响大,在云、雾、雨的 天气时,探测距离急剧减小。 采用方式:可以用雷达+红外的复合制导方式。 §4.4 自动寻的制导系统 4. 激光自动寻的制导系统 原理同红外导引头。区别在于两者感受目标反射 来的光波频段以及所用的光敏元件不同。激光导引头 接收的是自激光发射器照射目标的反射激光。所以这 种导引头多用于半主动式自动寻的系统。 §4.4 自动寻的制导系统 5. 电视自动寻的制导系统 属被动式。它的主要部件是一部电视摄像机。电视 摄像机由光学系统、电视摄像管及其扫描电路、误差 信号形成电路和摄像机跟踪伺服系统等组成。要能自 动调节焦距。 优点:抗干扰力强、隐蔽性好。 缺点:易受天气影响、夜间不能工作。 §4.4 自动寻的制导系统

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