1.江南机电设计研究； 2.航天江南集团有限责任公司项目中心，贵阳， 550009
摘 要 本文介绍了一种交会角约束的制导方法，包括交会角约束指令的设计及仿真效果。
关键词 交会角 约束
概述
导弹拦截GBU-57等重型、深钻地精确制导炸弹大厚壁目标时，因为目标有高强度的头部外壳保护，采用直接头部碰撞的方式并不能有效摧毁目标，采用射流杆的穿透方式破坏大厚壁弹身结构是一种有效的解决途径。需要制导控制系统为导弹提供高精度的制导落角，同时考虑攻角、视场角、入射角等约束条件，为射流战斗部提供最佳的爆破角度，甚至能够引导导弹直接碰撞目标弹身，以实现导弹的趋零脱靶杀伤效果，达到彻底毁伤大厚壁目标的目的。
针对大厚壁目标侧壁厚度相对较薄的特点，武器系统要求弹以80°～130°近垂直大交会角攻击目标侧壁，见图1。
大厚壁目标拦截示意图
交会角约束制导方法
该方法设计过程如下：
针对大厚壁目标侧壁厚度相对较薄的特点，武器系统要求弹以近垂直大交会角攻击目标侧壁，因此制导控制导系统需要设计交会角约束制导指令。
交会角约束制导指令先由目标和导弹的速度矢量计算得出目标和导弹的速度夹角，再由目标和导弹的速度夹角与要求的交会角度作差形成交会角约束指令。
在具体的指令实施中要结合比例导引制导回路的实际工作性能，调节指令大小，使交会角约束制导指令和比例导引制导指令相协调，并且，为了不影响最终的制导精度，交会角约束制导指令在弹目相距一定距离时归零，达到在不影响制导精度的条件下，导弹沿预定交会角与目标遭遇的目的。
交会角约束指令
仿真分析
选取一条典型弹道进行仿真，导弹与目标轨迹、交会角、俯仰角和攻角使用情况见图2~图5。由图可见，导弹沿着目标运动的垂直方向撞向目标，交会角约84°，攻角和俯仰角都在±5°范围内，满足要求，制导回路工作性能良好。
导弹与目标运动轨迹
交会角
导弹俯仰角
导弹攻角
为进一步验证设计结果，这里选择杀伤区内高空近界、高空远界、低空近界、低空远界等边界点共七条典型弹道，进行制导控制回路数字仿真检验。弹道如下表所示，制导精度满足要求。
表5 数字仿真弹道
序号 | Ymz(km) | Pmz(km) | Rmz(km) | Vm(m/s) | 高底线偏差 | 方位线偏差 |
1 | 1 | 0 | 7 | 500 | 0.19 | -0.23 |
2 | 2 | 0 | 7 | 500 | 0.10 | 0.11 |
3 | 3 | 0 | 7 | 500 | -0.14 | 0.25 |
4 | 4 | 0 | 7 | 500 | -0.22 | 0.21 |
5 | 1 | 0 | 3.3 | 500 | -0.33 | 0.22 |
6 | 3 | 0 | 5 | 500 | 0.08 | 0.13 |
小结
本文详细论述了基于交汇角约束的制导控制设计技术，数字仿真结果表明该技术可以为导弹提供高精度的制导落角，同时考虑攻角、俯仰角等约束条件，为射流战斗部提供最佳的爆破角度，提高导弹的拦截效果。
参考文献
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[2] 田国兵等，带落角约束的BTT飞行器制导控制一体化方法研究，哈尔滨：哈尔滨工业大学硕士论文，2011
[3] 李红春等，基于制导一体化设计实现大入射角攻击目标的技术研究，战术导弹技术， 2008
[4] 胡正东等, 带落角约束的再入机动弹头的复合导引律，国防科技大学学报， 2008
[5] 孙未蒙等，多约束条件下的精确制导技术分析，飞航导弹，2010
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