近距格斗空空導(dǎo)彈技術(shù)

章  概述……………………………………………………………………………(1)  1．1  近距格斗空空導(dǎo)彈發(fā)展歷程……………………………………(1)  1．2  近距格斗空空導(dǎo)彈組成和功能…………………………………(4)  1．3  近距格斗空空導(dǎo)彈設(shè)計的任務(wù)…………………………………(6)  1．4  未來作戰(zhàn)需求與技術(shù)發(fā)展………………………………(8)第2章  近距格斗導(dǎo)彈總體設(shè)計………………………………(10)  2．1  概述………………………………………………(10)    2．1．1  近距格斗空空導(dǎo)彈的特點………………………………(10)    2．1．2  總體設(shè)計的內(nèi)容和程序…………………………………(11)  2．2  氣動設(shè)計…………………………………………(13)    2．2．1  氣動設(shè)計要求…………………………………………(13)    2．2．2  坐標(biāo)系…………………………………………(14)    2．2．3  坐標(biāo)系氣動力系數(shù)轉(zhuǎn)換…………………………………(17)    2．2．4  舵偏角與控制通道……………………………………(17)    2．2．5  氣動布局與氣動力面外形………………………………(18)    2．2．6  導(dǎo)彈氣動外形設(shè)計流程…………………………………(21)    2．2．7  各研制階段的工作內(nèi)容…………………………………(23)  2．3  導(dǎo)彈結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………………(25)    2．3．1  結(jié)構(gòu)設(shè)計內(nèi)容…………………………………………(25)    2．3．2  結(jié)構(gòu)設(shè)計要求…………………………………………(25)    2．3．3  結(jié)構(gòu)設(shè)計方法…………………………………………(28)  2．4  總體對各分系統(tǒng)的設(shè)計要求……………………………………(28)    2．4．1  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計要求…………………………………(29)    2．4．2  飛行控制系統(tǒng)設(shè)計要求…………………………………(32)    2．4．3  引戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計要求……………………………………(33)    2．4．4  推進系統(tǒng)設(shè)計要求……………………………………(33)    2．4．5  能源系統(tǒng)設(shè)計要求……………………………………(34)    2．4．6  發(fā)射裝置設(shè)計要求……………………………………(34)    2．4．7  遙測系統(tǒng)設(shè)計要求……………………………………(36)    2．4．8  地面測試與保障設(shè)備設(shè)計要求…………………………………(38)第3章  近距格斗導(dǎo)彈紅外導(dǎo)引系統(tǒng)設(shè)計……………………………(40)  3．1  概述………………………………………………(40)    3．1．1  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)發(fā)展概況…………………………………(40)    3．1．2  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)功能……………………………………(41)    3．1．3  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)的基本構(gòu)成………………………………(41)    3．1．4  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)的基本原理………………………………(42)  3．2  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)總體設(shè)計…………………………………(43)    3．2．1  設(shè)計任務(wù)和功能分解……………………………………(43)    3．2．2  技術(shù)指標(biāo)體系…………………………………………(44)    3．2．3  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)的功能組成和工作原理…………………………(46)    3．2．4  方案設(shè)計………………………………………………(47)  3．3  紅外探測系統(tǒng)設(shè)計………………………………………(48)    3．3．1  紅外探測系統(tǒng)的組成和設(shè)計內(nèi)容………………………………(48)    3．3．2  紅外探測的物理基礎(chǔ)……………………………………(49)    3．3．3  系統(tǒng)工作波段的選擇……………………………………(50)    3．3．4  紅外成像探測系統(tǒng)設(shè)計…………………………………(50)    3．3．5  作用距離的分析和計算…………………………………(52)  3．4  紅外光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計………………………………………(58)    3．4．1  功能與特點……………………………………………(58)    3．4．2  影響光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)的因素………………………………(58)    3．4．3  紅外光學(xué)材料…………………………………………(58)    3．4．4  光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計…………………………………………(59)    3．4．5  紅外整流罩設(shè)計………………………………………(62)    3．4．6  光學(xué)機械結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………(63)    3．4．7  典型的紅外成像光學(xué)系統(tǒng)………………………………(63)  3．5  紅外導(dǎo)引信息處理系統(tǒng)設(shè)計……………………………………(64)    3．5．1  功用、組成和總體設(shè)計要求……………………………………(64)    3．5．2  成像導(dǎo)引系統(tǒng)跟蹤信號處理電路設(shè)計…………………………(65)    3．5．3  導(dǎo)引信號形成電路設(shè)計…………………………………(74)  3．6  位標(biāo)器設(shè)計………………………………………………(75)    3．6．1  位標(biāo)器的功能、分類及主要性能指標(biāo)……………………………(75)    3．6．2  位標(biāo)器總體方案設(shè)計……………………………………(76)    3．6．3  速率陀螺穩(wěn)定平臺設(shè)計…………………………………(76)    3．6．4  捷聯(lián)式穩(wěn)定平臺………………………………………(85)  3．7  紅外導(dǎo)引系統(tǒng)抗干擾設(shè)計………………………………(88)    3．7．1  干擾類型與特性………………………………………(88)    3．7．2  抗干擾的基本方法……………………………………(90)第4章  近距格斗導(dǎo)彈光電探測器設(shè)計………………………………(93)  4．1  概述………………………………………………(93)    4．1．1  光電探測器簡介………………………………………(93)    4．1．2  光電探測器組件的功能和作用…………………………………(94)    4．1．3  光電探測器的組成……………………………………(95)    4．1．4  空空導(dǎo)彈光電探測器的分類……………………………………(96)    4．1．5  空空導(dǎo)彈光電探測器的發(fā)展趨勢………………………………(97)  4．2  光電探測器總體設(shè)計……………………………………(98)    4．2．1  空空導(dǎo)彈光電探測器設(shè)計的基本原則…………………………(98)    4．2．2  光電探測器總體參數(shù)設(shè)計………………………………(98)    4．2．3  光電探測器布局與結(jié)構(gòu)設(shè)計……………………………………(101)    4．2．4  對主要零件的基本要求…………………………………(105)  4．3  光電探測器性能參數(shù)分析………………………………(114)    4．3．1  光導(dǎo)探測器噪聲………………………………………(114)    4．3．2  光譜響應(yīng)特性…………………………………………(116)  4．4  光電探測器芯片設(shè)計……………………………………(117)    4．4．1  芯片光電參數(shù)設(shè)計……………………………………(118)    4．4．2  芯片結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(119)  4．5  光電探測器杜瓦設(shè)計……………………………………(121)    4．5．1  杜瓦結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(121)    4．5．2  杜瓦漏熱設(shè)計…………………………………………(123)    4．5．3  杜瓦真空壽命…………………………………………(123)  4．6  焦平面探測器讀出電路設(shè)計……………………………………(123)    4．6．1  讀出電路的基本結(jié)構(gòu)……………………………………(123)    4．6．2  讀出電路的選擇與設(shè)計…………………………………(123)  4．7  光電探測器的內(nèi)置光學(xué)設(shè)計……………………………………(125)    4．7．1  浸沒透鏡………………………………………………(126)    4．7．2  二元光學(xué)和微透鏡陣列設(shè)計……………………………………(126)    4．7．3  探測器冷屏設(shè)計………………………………………(131)    4．7．4  濾光片設(shè)計……………………………………………(134)  4．8  光電探測器的測試與評價………………………………(135)    4．8．1  單元探測器電性能參數(shù)檢測……………………………………(135)    4．8．2  焦平面探測器性能檢測…………………………………(135)    4．8．3  探測器的可靠性與環(huán)境試驗……………………………………(140)第5章  近距格斗空空導(dǎo)彈制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計………………………(145)  5．1  制導(dǎo)控制系統(tǒng)概述………………………………………(145)    5．1．1  制導(dǎo)控制系統(tǒng)基本原理…………………………………(145)    5．1．2  制導(dǎo)控制系統(tǒng)設(shè)計……………………………………(148)    5．1．3  制導(dǎo)控制系統(tǒng)發(fā)展趨勢…………………………………(149)  5．2  制導(dǎo)控制系統(tǒng)總體設(shè)計…………………………………(151)    5．2．1  制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計步驟……………………………………(151)    5．2．2  主要性能指標(biāo)及設(shè)計依據(jù)………………………………(152)    5．2．3  制導(dǎo)和控制模式………………………………………(152)    5．2．4  制導(dǎo)系統(tǒng)工作時序設(shè)計…………………………………(155)    5．2．5  電氣接口設(shè)計……………………………………(156)  5．3  導(dǎo)彈、目標(biāo)與干擾數(shù)學(xué)模型……………………………………(157)    5．3．1  制導(dǎo)系統(tǒng)動力學(xué)分析……………………………………(157)    5．3．2  彈體動力學(xué)特性及數(shù)學(xué)模型……………………………………(158)    5．3．3  目標(biāo)數(shù)學(xué)模型…………………………………………(162)    5．3．4  紅外人工干擾數(shù)學(xué)模型…………………………………(164)  5．4  飛行控制系統(tǒng)設(shè)計………………………………………(166)    5．4．1  基本原理和設(shè)計要求……………………………………(166)    5．4．2  主要性能指標(biāo)…………………………………………(168)    5．4．3  彈體動力學(xué)線性化數(shù)學(xué)模型……………………………………(170)    5．4．4  慣性參考自適應(yīng)三回路設(shè)計……………………………………(172)    5．4．5  推力矢量控制技術(shù)……………………………………(177)    5．4．6  大攻角解耦技術(shù)………………………………………(180)    5．4．7  直接力控制技術(shù)………………………………………(183)  5．5  制導(dǎo)系統(tǒng)分析與設(shè)計……………………………………(184)    5．5．1  導(dǎo)引規(guī)律設(shè)計…………………………………………(184)    5．5．2  制導(dǎo)系統(tǒng)的制導(dǎo)過程及解析計算………………………………(189)    5．5．3  制導(dǎo)精度分析…………………………………………(194)    5．5．4  脈沖調(diào)寬式制導(dǎo)系統(tǒng)設(shè)計………………………………(197)    5．5．5  末端控制技術(shù)…………………………………………(200)  5．6  飛行控制組件設(shè)計………………………………………(203)    5．6．1  飛行控制組件的主要功能………………………………(203)    5．6．2  飛行控制組件硬件設(shè)計…………………………………(204)    5．6．3  飛行控制軟件設(shè)計……………………………………(206)  5．7  制導(dǎo)系統(tǒng)試驗與仿真……………………………………(208)    5．7．1  紅外制導(dǎo)系統(tǒng)靜態(tài)性能測試……………………………………(208)    5．7．2  紅外制導(dǎo)艙動態(tài)性能測試………………………………(209)    5．7．3  制導(dǎo)系統(tǒng)數(shù)字仿真……………………………………(212)    5．7．4  快速控制原型與半實物仿真一體化技術(shù)………………………(213)    5．7．5  制導(dǎo)系統(tǒng)半實物仿真試驗………………………………(214)    5．7．6  紅外成像制導(dǎo)半實物仿真系統(tǒng)…………………………………(215)    5．7．7  制導(dǎo)控制系統(tǒng)半實物仿真試驗的發(fā)展…………………………(218)    5．7．8  制導(dǎo)系統(tǒng)性能評估……………………………………(218)第6章  伺服系統(tǒng)………………………………………………(219)  6．1  概述………………………………………………(219)  6．2  舵機的種類及發(fā)展趨勢…………………………………(219)    6．2．1  舵機種類及特性比較……………………………………(219)    6．2．2  舵機技術(shù)的發(fā)展趨勢……………………………………(220)  6．3  舵機的組成、工作原理及數(shù)學(xué)模型……………………………(221)    6．3．1  電動舵機的組成、工作原理及數(shù)學(xué)模型………………………(221)    6．3．2  氣動舵機的組成、工作原理及數(shù)學(xué)模型…………………………(222)    6．3．3  液壓舵機的組成、工作原理及數(shù)學(xué)模型…………………………(225)  6．4  舵機參數(shù)設(shè)計……………………………………………(227)    6．4．1  電動舵機參數(shù)設(shè)計……………………………………(227)    6．4．2  氣動舵機參數(shù)設(shè)計……………………………………(229)    6．4．3  液壓舵機參數(shù)設(shè)計……………………………………(229)  6．5  結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(230)  6．6  舵機特性仿真設(shè)計和試驗分析…………………………………(231)    6．6．1  穩(wěn)定性設(shè)計分析………………………………………(231)    6．6．2  靜動態(tài)特性仿真分析……………………………………(231)    6．6．3  舵機系統(tǒng)試驗…………………………………………(232)    6．6．4  仿真設(shè)計與試驗分析……………………………………(234)  6．7  推力矢量控制伺服系統(tǒng)…………………………………(234)    6．7．1  推力矢量控制伺服系統(tǒng)在戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈中的應(yīng)用…………………(234)    6．7．2  推力矢量控制伺服系統(tǒng)的種類…………………………………(235)    6．7．3  推力矢量控制伺服系統(tǒng)的應(yīng)用方法……………………………(238)  6．8  反作用射流伺服系統(tǒng)……………………………………(239)    6．8．1  空空導(dǎo)彈反作用射流控制技術(shù)的發(fā)展歷程……………………(239)    6．8．2  直接力裝置機構(gòu)配置方法………………………………(241)    6．8．3  直接力機構(gòu)類型及其控制方式…………………………………(243)    6．8．4  直接力機構(gòu)主要技術(shù)參數(shù)的確定………………………………(245)第7章  近距格斗導(dǎo)彈推進系統(tǒng)設(shè)計…………………………………(247)  7．1  概述………………………………………………(247)    7．1．1  近距格斗導(dǎo)彈對推進系統(tǒng)的基本要求…………………………(247)    7．1．2  固體火箭發(fā)動機的技術(shù)特點……………………………………(247)    7．1．3  近距格斗導(dǎo)彈推進系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展方向…………………………(248)  7．2  固體火箭發(fā)動機總體設(shè)計………………………………(249)    7．2．1  設(shè)計依據(jù)和原則………………………………………(249)    7．2．2  設(shè)計任務(wù)分析…………………………………………(249)    7．2．3  總體優(yōu)化設(shè)計…………………………………………(250)    7．2．4  總體結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(252)    7．2．5  可靠性設(shè)計和試驗……………………………………(253)    7．2．6  安全性設(shè)計和試驗……………………………………(254)    7．2．7  維修性和測試性設(shè)計……………………………………(254)    7．2．8  壽命……………………………………………__________(254)  7．3  裝藥設(shè)計…………………………………………(255)    7．3．1  設(shè)計輸入………………………………………………(255)    7．3．2  裝藥設(shè)計………………………………………………(255)  7．4  燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(257)    7．4．1  燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計原則……………………………………(257)    7．4．2  材料選擇………………………………………………(257)    7．4．3  燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………(258)    7．4．4  燃燒室結(jié)構(gòu)熱防護設(shè)計…………………………………(262)    7．4．5  燃燒室結(jié)構(gòu)強度計算……………………………………(264)  7．5  噴管設(shè)計…………………………………………(264)    7．5．1  噴管氣動型面設(shè)計……………………………………(264)    7．5．2  噴管結(jié)構(gòu)設(shè)計…………………………………………(265)    7．5．3  噴管的熱防護…………………………………………(266)    7．5．4  推力偏心………………………………………………(267)  7．6  點火系統(tǒng)設(shè)計……………………………………………(268)    7．6．1  設(shè)計依據(jù)和一般要求……………………………………(268)    7．6．2  點火線路設(shè)計…………………………………………(268)    7．6．3  點火裝置設(shè)計…………………………………………(269)    7．6．4  安全保險裝置…………………………………………(270)    7．6．5  點火系統(tǒng)的測試與試驗…………………………………(270)  7．7  固體火箭發(fā)動機試驗技術(shù)………………………………(271)    7．7．1  性能和環(huán)境條件試驗……………………………………(271)    7．7．2  特種試驗………………………………………………(271)    7．7．3  安全試驗………………………………………………(275)    7．7．4  地面靜止點火試驗……………………………………(275)第8章  近距格斗導(dǎo)彈引戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計…………………………………(279)  8．1  概述………………………………………………(279)    8．1．1  引戰(zhàn)系統(tǒng)組成及基本功能………………………………(279)    8．1．2  引戰(zhàn)系統(tǒng)工作原理……………………………………(280)    8．1．3  引戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計依據(jù)和任務(wù)………………………………(281)    8．1．4  引戰(zhàn)系統(tǒng)設(shè)計方法……………………………………(281)    8．1．5  引戰(zhàn)系統(tǒng)研制程序……………………………………(282)  8．2  無線電引信………………………………………………(283)    8．2．1  無線電引信分類………………………………………(283)    8．2．2  無線電引信組成及功能…………………………………(284)    8．2．3  無線電引信主要設(shè)計內(nèi)容………………………………(285)    8．2．4  現(xiàn)代空空導(dǎo)彈對無線電引信的要求……………………………(286)    8．2．5  無線電引信技術(shù)發(fā)展趨勢………………………………(286)  8．3  光學(xué)引信…………………………………………(286)    8．3．1  紅外引信………………………………………………(287)    8．3．2  激光引信………………………………………………(287)  8？？．4  觸發(fā)引信…………………………………………(289)    8．4．1  壓電晶體觸發(fā)裝置……………………………………(289)    8．4．2  常開式開關(guān)觸發(fā)裝置……………………………………(290)    8．4．3  常閉式開關(guān)觸發(fā)裝置……………………………………(290)    8．4．4  采用ＭＥＭＳ技術(shù)的觸發(fā)裝置…………………………………(291)  8．5  自炸裝置…………………………………………(291)  8．6  戰(zhàn)斗部……………………………………………(292)    8．6．1  破片戰(zhàn)斗部……………………………………………(292)    8．6．2  連續(xù)桿戰(zhàn)斗部…………………………………………(293)    8．6．3  離散桿戰(zhàn)斗部…………………………………………(294)    8．6．4  定向戰(zhàn)斗部……………………………………………(295)  8．7  安全和解除保險裝置……………………………………(297)    8．7．1  機電隔爆式安全和解除保險裝置………………………………(297)    8．7．2  電子安全和解除保險裝置………………………………(297)  8．8  引信仿真試驗……………………………………………(298)    8．8．1  低速交會仿真試驗……………………………………(299)    8．8．2  柔性滑軌高速交會仿真試驗……………………………………(300)    8．8．3  引信數(shù)值仿真和虛擬樣機………………………………(302)第9章  近距格斗導(dǎo)彈遙測系統(tǒng)設(shè)計…………………………………(306)  9．1  概述………………………………………………(306)    9．1．1  遙測技術(shù)組成…………………………………………(306)    9．1．2  遙測系統(tǒng)特點…………………………………………(307)    9．1．3  空空導(dǎo)彈遙測技術(shù)發(fā)展展望……………………………………(308)  9．2  遙測系統(tǒng)總體設(shè)計與驗證………………………………(309)    9．2．1  遙測系統(tǒng)總體設(shè)計的根本依據(jù)及一般原則……………………(309)    9．2．2  遙測系統(tǒng)信息傳輸體制…………………………………(310)    9．2．3  遙測系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)………………………………(310)    9．2．4  遙測系統(tǒng)可靠性設(shè)計原則………………………………(315)    9．2．5  遙測發(fā)送系統(tǒng)維修性設(shè)計………………………………(316)    9．2．6  遙測發(fā)送系統(tǒng)測試性設(shè)計………………………………(316)    9．2．7  遙測系統(tǒng)驗證…………………………………………(316)    9．2．8  遙測系統(tǒng)內(nèi)外場試驗……………………………………(317)  9．3  遙測發(fā)送系統(tǒng)設(shè)計………………………………………(319)    9．3．1  遙測艙結(jié)構(gòu)設(shè)計………………………………………(319)    9．3．2  遙測艙電源和電氣網(wǎng)絡(luò)設(shè)計……………………………………(320)    9．3．3  信號調(diào)節(jié)電路設(shè)計……………………………………(321)    9．3．4  采編器設(shè)計……………………………………………(323)    9．3．5  發(fā)射機設(shè)計……………………………………………(324)    9．3．6  發(fā)射天線設(shè)計…………………………………………(325)    9．3．7  信源編碼………………………………………………(327)    9．3．8  信道編碼………………………………………………(329)    9．3．9  遙測傳感器……………………………………………(331)  9．4  遙測接收系統(tǒng)設(shè)計………………………………………(331)    9．4．1  遙測接收系統(tǒng)的組成……………………………………(331)    9．4．2  遙測接收系統(tǒng)的分類……………………………………(332)    9．4．3  遙測接收系統(tǒng)的特點……………………………………(332)    9．4．4  遙測接收系統(tǒng)的發(fā)展趨勢………………………………(332)    9．4．5  遙測接收系統(tǒng)的設(shè)計原則………………………………(333)    9．4．6  遙測接收系統(tǒng)主要性能指標(biāo)選擇………………………………(333)    9．4．7  天線自跟蹤系統(tǒng)的組成…………………………………(337)    9．4．8  遙測接收系統(tǒng)的主要指標(biāo)………………………………(339)    9．4．9  遙測接收天線的設(shè)計……………………………………(340)    9．4．10  遙測接收機設(shè)計………………………………………(343)    9．4．11  多功能同步解調(diào)器設(shè)計………………………………(345)  9．5  遙測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計…………………………………(345)    9．5．1  遙測數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的設(shè)計原則…………………………………(345)    9．5．2  數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的構(gòu)成……………………………………(346)    9．5．3  采集服務(wù)器設(shè)計………………………………………(347)    9．5．4  客戶端軟件包設(shè)計……………………………………(348)    9．5．5  數(shù)據(jù)處理工具箱設(shè)計……………………………………(350)  9．6  彈道記錄儀設(shè)計…………………………………………(353)    9．6．1  彈載記錄系統(tǒng)的用途……………………………………(353)    9．6．2  彈載記錄系統(tǒng)的特點……………………………………(353)    9．6．3  彈載記錄系統(tǒng)設(shè)計……………………………………(354)參考文獻…………………………………………………(358)