對再入飛行器精確制導的探討

郭鵬鵬 汪先運

摘 要：由于再入飛行器根據類型的不同，應用的領域也就不一樣，但是他們的總體技術特點還是相近的，文章由主體、控制、探測三個技術主體出發探討目前精確制導技術方面的研究狀況，希望能為我國的再入飛行器精確制導方面提供新的啟迪。

關鍵詞：飛行器；導引頭；制導控制

中圖分類號：V448.35 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）32-0071-01

1 再入飛行器精確制導目前的發展現狀

新的時代，先進的科研技術成為各國軍事和經濟發展的最有利保障，做為經濟與軍事的超級大國——美國最先開展了再入飛行的大規模試驗比如艦載偵打一體遠程無人攻擊機早在2011年開始美軍相繼完勝X-47B、 HTV-2、 AHW的試驗。為盡快解決離遠程快速精確打擊的實戰需要，使離遠程快速精確打擊得到系統的解決，保證維護這一領域的霸主地位，美國國防更是緊鑼密鼓開展了一體化高超聲速（IH） ，建立了THAAD導彈防御系統后又新增2.91億美元改為增程型THAAD系統。我國也不甘示弱 再次高超音速飛行器試飛測試也進行之中，新型的打擊飛行器被可以攜帶核彈頭或常規的彈頭飛行于大氣層邊緣據分析可以通過美國的增程型THAAD導彈防御系統。

2 再入飛行器的特點

現在的局勢技術已經開始由機械化想信息化轉移。由近距離打擊向遠程控制發展，在提高飛行器的軍事性能的過程就是精確制導技術的得發展過程。再入飛行器的特點正是迎合了這一時代軍事需要，它主要有以下特點。

2.1 航程遠、速度快

美國DARPA初代的計劃是2025年的高超聲速巡航飛行器在小于2 h的時間可以打擊16 700 km以外的任何目標，我國的東風26（DF-26）再入飛行器據美國《自由燈塔》報道中，至少 3 540 km的射程的中遠程導。我國的WU-14的飛行速度可以達到10 Macr，美國的HTV-2高超音速飛行器可以達到20 Macr高超音速。

2.2 高精度

在實戰的海灣戰爭、伊拉克戰爭上看，精確制導武器的高精度是驚人的，可以實現具體目標的精確打擊，其精度可以精確具體的精度和緯度，確定到哪一座樓房或樓層，對斬首行動是一個飛躍式的進步。

2.3 適應性強

再入飛行器的打擊對象廣泛，現今的飛行器多為多段控制的飛行器，更是性非線性的目標，環境對再入飛行器影響相對減弱，所以對水面艦艇、戰斗機、直升機等運動目標的跟蹤、與打擊能力增強，鎖定目標后，及時目標轉彎或改變速度也可以自行修正，改變運動的軌跡實現精確打擊的效果。

2.5 抗干擾能力協戰模式

隨著雷達等防御系統的技術發展的成熟，對飛行器的實戰化的實戰性提出了新的要求，暴漏目標，沒有眼睛的結果就是烈日下的貓頭鷹只能是挨打，為了加強抗干擾能力，發展協戰模式太空領域的發展也日益激烈，你方唱罷我登場，太空領域的爭奪愈演愈烈，空間的爭奪意味著地面的控制。對于飛行器的定位，網絡化飛行器的對接的連接與對接各國在太空領域的突破也非常之大。所謂道高一尺、魔高一丈，就目前而言，飛行器的抗干擾能力協戰的發展超前于防御系統的發展。

3 再入飛行器精確制導的分析與探討

3.1 主體技術

再入飛行器的綜合性則須從多段控制、單機性能等方面來提升，太高整體構思，從科學、合理的頂層性能出發，合理分配，既要整體相依，又要增強獨立性能，做到全體性能優化

3.1.1 協戰模式技術探討與分析

實現信息化化作戰，以現有裝備為基礎上，根據自己的在天技術，構建網絡信息框架，并考慮技術更新與完善對信息框架的影響，實現陸、海、空的“一體化作戰信息體”。在信息體系框架內進行各飛行器的需求分析包括各飛行器的協作及鏈接網絡需求的分析。于此同時要充分考慮需要同步、一致的數據鏈標準，“一體化作戰信息體”中不同的信息平臺的通訊協議要規范化，大幅度增強小環信息頻率以提高效率，提升一體化打擊能力。

3.1.2 實戰化制導技術探討與分析

在世界歷史上，軍事競賽的事例是不難查找的，二戰后蘇、美的軍備競賽中，蘇聯因為過度的軍事開支成為了經濟的重大包袱，導致了經濟的發展過慢。所以在制導成本和體制上我們上必須探索和分析。傳統的方法是成本中一半費用用在導彈從最高點下落至目標這一階段的導引頭這一截獲、跟蹤目標的核心部件在。隨著科技的發展現在的技術已經開始進入微機電系統（MEMS），轉變為通過測量飛行器的慣性，自動的運算出飛行器速度、位置等和末制導方式的結合，注重考慮現有衛星信息的全面綜合利用，提升制導技術，并大大節約傳統制導方法的成本。

3.1.3 約束指標與多段控制技術

再入飛行器飛行時在總體設計、動力、電氣、載荷與環境、氣動、結構、彈道、姿控、制導等總體專業中都要緊密耦合曾強把關、輻射和牽引作用，再入飛行的實現，需要合適的攻角（速度矢量V在縱向對稱面上的投影與導彈縱軸之間的夾角）才可以進行再入飛行，攻角影響射程，而考慮到控制和實現一般在職正負10 °之間。要保證攻角的相對穩定和速度的穩定，對氣動特性的要求就非常的嚴格，攻角過大

修正能力會大幅度下降，再入攻角會影響彈道參數，對防隔熱的影響也打打增強——特別是再入的初始階段。與攻角對應的舵偏量要采用基于最大舵偏下的保守設計。為保證飛行軌跡滿足每一項約束指標的要求，而且需要一體化協調優化就要總體規劃設計，同時為適應環境影響和變化，適應非線性的要求進行對端控制，減少對結構參數和飛行動力的依賴，對增強修復補償的不確定因素的波動是一個有效科技手段。

3.2 制導技術

3.2.1 抗干擾的分析與評估

現在的電子偽裝技術逐步增強，可見光紅外的點源誘導、煙幕等對末制導導引頭的干擾都很強。技術攻克抗干擾，就要進行目標類型分析，對環境進行分析并進行合理分配，對指標進行量化評估，以確保導引頭的抗干擾能力的同時，建立起系統的抗干擾評估信息臺和整體體系，保證實戰需求。

3.2.2 定位及自主自適應軌跡規劃技術

實戰要求再入飛行器具備快速無依托快速發射的快速定雙天線衛星定姿、空中對準技術技術還需要進一步的科技創新，利用衛星導航，星光導航等多源導航等以及未來的航空航天技術為再入飛行器提供定位保障。另外要壓縮發射瞄準的時間實現自行起豎、發射集多重功能為一體。在約束過程終端情況下區域目標可實現的情況下，自主更新在線軌跡，實現空中對準，實現與目標的打擊的數據鏈接，做到隨時同步的軌道修正?，F在的飛行器都是多飛行器的協同飛行配合完成任務并實現多目標任務，多為偵察彈、攻擊彈或戰斗彈、干擾彈得協同作戰。紅外末制導不為了避免紅外氣動光學效應，對紅外交班的速度要求較高，在快速下壓時修正橫向位置的同時要進行速度控制飛行器多采用CC 控制。

4 目標探測技術

飛行器輕、小型化和飛射程的需求需要內部空間的壓縮和導引頭的作用距離的加大?，F在的細頭錐外形，導引頭的前置安裝空間收到限制，光學導引頭又必須安裝光學窗口和雷達導引頭的跟蹤和提供高透波率的天線罩并且要設計好氣動熱和防隔熱。天線罩與導引頭要一體化設計以優化空間尺寸，實現性能指標。目標探測就是獲取目標特性信息實現識別與跟蹤，具體是通過外形、吸波材料來結合雷達體制取得隱身散射的數據與特性根據成像原理，實現精確制導，現主要是是艦船識別。純慣性制導的導航精度低且高度通道發散影響目標精度，慣性衛星復合制導可以充分發揮傳統、慣性優勢。現在的先進中段制導多數采用技術或甚至是取消末制導采用等離子鞘套技術，并且要增強多體制兼容衛星制導的技術研究，對于復合多模導引頭研究主要是復合導引頭的技術攻克，主被動復合導引頭主動模式對下視橫向截擊目標的探測與跟蹤，被動模式無預裝條件下對預警機信號的分選與識別、激光、紅外成像復合制導技術研究，目標典型部位的識別跟蹤。開展大功率二維相控陣導引頭的工程化研究等實現對隱身目標的遠距離探測。

參考文獻：

[1] 穆育強.再入飛行器精確制導技術發展分析[J].飛航導彈，2015，（3）.

[2] 陳萱.對未來空天敏捷打擊的策略分析[J].戰術導彈技術，2012，（6）.