近距格斗空空导弹技术

　　《近距格斗空空导弹技术》重点探讨了近距格斗空空导弹的设计技术。《近距格斗空空导弹技术》以作者多年的研究工作为基础，同时参考了国内外相关学者的研究成果，力图在近距格斗空空导弹系统设计的基本原理、基本概念、基本方法，以及新概念、新方法和新思路等方面进行全面综合论述。《近距格斗空空导弹技术》的内容包括导弹系统总体设计，导引系统设计，光电探测器设计，制导控制系统设计，伺服系统、推进系统，引战系统以及遥测系统设计等。《近距格斗空空导弹技术》可供从事近距格斗空空导弹相关领域工程技术人员使用，也可供高等院校教师及学生参考设计使用。

　　梁晓庚，1982年毕业于西北工业大学，博士学位，博士生导师，1982年至今在中国空空导弹研究院工作，从事空空导弹制导控制，总体设计及管理工作，现任副总设计师、型号总师，中航集团武器制导控制专业首席专家。

章  概述……………………………………………………………………………(1)  1．1  近距格斗空空导弹发展历程……………………………………(1)  1．2  近距格斗空空导弹组成和功能…………………………………(4)  1．3  近距格斗空空导弹设计的任务…………………………………(6)  1．4  未来作战需求与技术发展………………………………(8)第2章  近距格斗导弹总体设计………………………………(10)  2．1  概述………………………………………………(10)    2．1．1  近距格斗空空导弹的特点………………………………(10)    2．1．2  总体设计的内容和程序…………………………………(11)  2．2  气动设计…………………………………………(13)    2．2．1  气动设计要求…………………………………………(13)    2．2．2  坐标系…………………………………………(14)    2．2．3  坐标系气动力系数转换…………………………………(17)    2．2．4  舵偏角与控制通道……………………………………(17)    2．2．5  气动布局与气动力面外形………………………………(18)    2．2．6  导弹气动外形设计流程…………………………………(21)    2．2．7  各研制阶段的工作内容…………………………………(23)  2．3  导弹结构设计……………………………………………(25)    2．3．1  结构设计内容…………………………………………(25)    2．3．2  结构设计要求…………………………………………(25)    2．3．3  结构设计方法…………………………………………(28)  2．4  总体对各分系统的设计要求……………………………………(28)    2．4．1  红外导引系统设计要求…………………………………(29)    2．4．2  飞行控制系统设计要求…………………………………(32)    2．4．3  引战系统设计要求……………………………………(33)    2．4．4  推进系统设计要求……………………………………(33)    2．4．5  能源系统设计要求……………………………………(34)    2．4．6  发射装置设计要求……………………………………(34)    2．4．7  遥测系统设计要求……………………………………(36)    2．4．8  地面测试与保障设备设计要求…………………………………(38)第3章  近距格斗导弹红外导引系统设计……………………………(40)  3．1  概述………………………………………………(40)    3．1．1  红外导引系统发展概况…………………………………(40)    3．1．2  红外导引系统功能……………………………………(41)    3．1．3  红外导引系统的基本构成………………………………(41)    3．1．4  红外导引系统的基本原理………………………………(42)  3．2  红外导引系统总体设计…………………………………(43)    3．2．1  设计任务和功能分解……………………………………(43)    3．2．2  技术指标体系…………………………………………(44)    3．2．3  红外导引系统的功能组成和工作原理…………………………(46)    3．2．4  方案设计………………………………………………(47)  3．3  红外探测系统设计………………………………………(48)    3．3．1  红外探测系统的组成和设计内容………………………………(48)    3．3．2  红外探测的物理基础……………………………………(49)    3．3．3  系统工作波段的选择……………………………………(50)    3．3．4  红外成像探测系统设计…………………………………(50)    3．3．5  作用距离的分析和计算…………………………………(52)  3．4  红外光学系统设计………………………………………(58)    3．4．1  功能与特点……………………………………………(58)    3．4．2  影响光学系统像质的因素………………………………(58)    3．4．3  红外光学材料…………………………………………(58)    3．4．4  光学系统设计…………………………………………(59)    3．4．5  红外整流罩设计………………………………………(62)    3．4．6  光学机械结构设计……………………………………(63)    3．4．7  典型的红外成像光学系统………………………………(63)  3．5  红外导引信息处理系统设计……………………………………(64)    3．5．1  功用、组成和总体设计要求……………………………………(64)    3．5．2  成像导引系统跟踪信号处理电路设计…………………………(65)    3．5．3  导引信号形成电路设计…………………………………(74)  3．6  位标器设计………………………………………………(75)    3．6．1  位标器的功能、分类及主要性能指标……………………………(75)    3．6．2  位标器总体方案设计……………………………………(76)    3．6．3  速率陀螺稳定平台设计…………………………………(76)    3．6．4  捷联式稳定平台………………………………………(85)  3．7  红外导引系统抗干扰设计………………………………(88)    3．7．1  干扰类型与特性………………………………………(88)    3．7．2  抗干扰的基本方法……………………………………(90)第4章  近距格斗导弹光电探测器设计………………………………(93)  4．1  概述………………………………………………(93)    4．1．1  光电探测器简介………………………………………(93)    4．1．2  光电探测器组件的功能和作用…………………………………(94)    4．1．3  光电探测器的组成……………………………………(95)    4．1．4  空空导弹光电探测器的分类……………………………………(96)    4．1．5  空空导弹光电探测器的发展趋势………………………………(97)  4．2  光电探测器总体设计……………………………………(98)    4．2．1  空空导弹光电探测器设计的基本原则…………………………(98)    4．2．2  光电探测器总体参数设计………………………………(98)    4．2．3  光电探测器布局与结构设计……………………………………(101)    4．2．4  对主要零件的基本要求…………………………………(105)  4．3  光电探测器性能参数分析………………………………(114)    4．3．1  光导探测器噪声………………………………………(114)    4．3．2  光谱响应特性…………………………………………(116)  4．4  光电探测器芯片设计……………………………………(117)    4．4．1  芯片光电参数设计……………………………………(118)    4．4．2  芯片结构设计…………………………………………(119)  4．5  光电探测器杜瓦设计……………………………………(121)    4．5．1  杜瓦结构设计…………………………………………(121)    4．5．2  杜瓦漏热设计…………………………………………(123)    4．5．3  杜瓦真空寿命…………………………………………(123)  4．6  焦平面探测器读出电路设计……………………………………(123)    4．6．1  读出电路的基本结构……………………………………(123)    4．6．2  读出电路的选择与设计…………………………………(123)  4．7  光电探测器的内置光学设计……………………………………(125)    4．7．1  浸没透镜………………………………………………(126)    4．7．2  二元光学和微透镜阵列设计……………………………………(126)    4．7．3  探测器冷屏设计………………………………………(131)    4．7．4  滤光片设计……………………………………………(134)  4．8  光电探测器的测试与评价………………………………(135)    4．8．1  单元探测器电性能参数检测……………………………………(135)    4．8．2  焦平面探测器性能检测…………………………………(135)    4．8．3  探测器的可靠性与环境试验……………………………………(140)第5章  近距格斗空空导弹制导控制系统设计………………………(145)  5．1  制导控制系统概述………………………………………(145)    5．1．1  制导控制系统基本原理…………………………………(145)    5．1．2  制导控制系统设计……………………………………(148)    5．1．3  制导控制系统发展趋势…………………………………(149)  5．2  制导控制系统总体设计…………………………………(151)    5．2．1  制导系统设计步骤……………………………………(151)    5．2．2  主要性能指标及设计依据………………………………(152)    5．2．3  制导和控制模式………………………………………(152)    5．2．4  制导系统工作时序设计…………………………………(155)    5．2．5  电气接口设计……………………………………(156)  5．3  导弹、目标与干扰数学模型……………………………………(157)    5．3．1  制导系统动力学分析……………………………………(157)    5．3．2  弹体动力学特性及数学模型……………………………………(158)    5．3．3  目标数学模型…………………………………………(162)    5．3．4  红外人工干扰数学模型…………………………………(164)  5．4  飞行控制系统设计………………………………………(166)    5．4．1  基本原理和设计要求……………………………………(166)    5．4．2  主要性能指标…………………………………………(168)    5．4．3  弹体动力学线性化数学模型……………………………………(170)    5．4．4  惯性参考自适应三回路设计……………………………………(172)    5．4．5  推力矢量控制技术……………………………………(177)    5．4．6  大攻角解耦技术………………………………………(180)    5．4．7  直接力控制技术………………………………………(183)  5．5  制导系统分析与设计……………………………………(184)    5．5．1  导引规律设计…………………………………………(184)    5．5．2  制导系统的制导过程及解析计算………………………………(189)    5．5．3  制导精度分析…………………………………………(194)    5．5．4  脉冲调宽式制导系统设计………………………………(197)    5．5．5  末端控制技术…………………………………………(200)  5．6  飞行控制组件设计………………………………………(203)    5．6．1  飞行控制组件的主要功能………………………………(203)    5．6．2  飞行控制组件硬件设计…………………………………(204)    5．6．3  飞行控制软件设计……………………………………(206)  5．7  制导系统试验与仿真……………………………………(208)    5．7．1  红外制导系统静态性能测试……………………………………(208)    5．7．2  红外制导舱动态性能测试………………………………(209)    5．7．3  制导系统数字仿真……………………………………(212)    5．7．4  快速控制原型与半实物仿真一体化技术………………………(213)    5．7．5  制导系统半实物仿真试验………………………………(214)    5．7．6  红外成像制导半实物仿真系统…………………………………(215)    5．7．7  制导控制系统半实物仿真试验的发展…………………………(218)    5．7．8  制导系统性能评估……………………………………(218)第6章  伺服系统………………………………………………(219)  6．1  概述………………………………………………(219)  6．2  舵机的种类及发展趋势…………………………………(219)    6．2．1  舵机种类及特性比较……………………………………(219)    6．2．2  舵机技术的发展趋势……………………………………(220)  6．3  舵机的组成、工作原理及数学模型……………………………(221)    6．3．1  电动舵机的组成、工作原理及数学模型………………………(221)    6．3．2  气动舵机的组成、工作原理及数学模型…………………………(222)    6．3．3  液压舵机的组成、工作原理及数学模型…………………………(225)  6．4  舵机参数设计……………………………………………(227)    6．4．1  电动舵机参数设计……………………………………(227)    6．4．2  气动舵机参数设计……………………………………(229)    6．4．3  液压舵机参数设计……………………………………(229)  6．5  结构设计…………………………………………(230)  6．6  舵机特性仿真设计和试验分析…………………………………(231)    6．6．1  稳定性设计分析………………………………………(231)    6．6．2  静动态特性仿真分析……………………………………(231)    6．6．3  舵机系统试验…………………………………………(232)    6．6．4  仿真设计与试验分析……………………………………(234)  6．7  推力矢量控制伺服系统…………………………………(234)    6．7．1  推力矢量控制伺服系统在战术导弹中的应用…………………(234)    6．7．2  推力矢量控制伺服系统的种类…………………………………(235)    6．7．3  推力矢量控制伺服系统的应用方法……………………………(238)  6．8  反作用射流伺服系统……………………………………(239)    6．8．1  空空导弹反作用射流控制技术的发展历程……………………(239)    6．8．2  直接力装置机构配置方法………………………………(241)    6．8．3  直接力机构类型及其控制方式…………………………………(243)    6．8．4  直接力机构主要技术参数的确定………………………………(245)第7章  近距格斗导弹推进系统设计…………………………………(247)  7．1  概述………………………………………………(247)    7．1．1  近距格斗导弹对推进系统的基本要求…………………………(247)    7．1．2  固体火箭发动机的技术特点……………………………………(247)    7．1．3  近距格斗导弹推进系统技术发展方向…………………………(248)  7．2  固体火箭发动机总体设计………………………………(249)    7．2．1  设计依据和原则………………………………………(249)    7．2．2  设计任务分析…………………………………………(249)    7．2．3  总体优化设计…………………………………………(250)    7．2．4  总体结构设计…………………………………………(252)    7．2．5  可靠性设计和试验……………………………………(253)    7．2．6  安全性设计和试验……………………………………(254)    7．2．7  维修性和测试性设计……………………………………(254)    7．2．8  寿命……………………………………………__________(254)  7．3  装药设计…………………………………………(255)    7．3．1  设计输入………………………………………………(255)    7．3．2  装药设计………………………………………………(255)  7．4  燃烧室结构设计…………………………………………(257)    7．4．1  燃烧室结构设计原则……………………………………(257)    7．4．2  材料选择………………………………………………(257)    7．4．3  燃烧室结构设计………………………………………(258)    7．4．4  燃烧室结构热防护设计…………………………………(262)    7．4．5  燃烧室结构强度计算……………………………………(264)  7．5  喷管设计…………………………………………(264)    7．5．1  喷管气动型面设计……………………………………(264)    7．5．2  喷管结构设计…………………………………………(265)    7．5．3  喷管的热防护…………………………………………(266)    7．5．4  推力偏心………………………………………………(267)  7．6  点火系统设计……………………………………………(268)    7．6．1  设计依据和一般要求……………………………………(268)    7．6．2  点火线路设计…………………………………………(268)    7．6．3  点火装置设计…………………………………………(269)    7．6．4  安全保险装置…………………………………………(270)    7．6．5  点火系统的测试与试验…………………………………(270)  7．7  固体火箭发动机试验技术………………………………(271)    7．7．1  性能和环境条件试验……………………………………(271)    7．7．2  特种试验………………………………………………(271)    7．7．3  安全试验………………………………………………(275)    7．7．4  地面静止点火试验……………………………………(275)第8章  近距格斗导弹引战系统设计…………………………………(279)  8．1  概述………………………………………………(279)    8．1．1  引战系统组成及基本功能………………………………(279)    8．1．2  引战系统工作原理……………………………………(280)    8．1．3  引战系统设计依据和任务………………………………(281)    8．1．4  引战系统设计方法……………………………………(281)    8．1．5  引战系统研制程序……………………………………(282)  8．2  无线电引信………………………………………………(283)    8．2．1  无线电引信分类………………………………………(283)    8．2．2  无线电引信组成及功能…………………………………(284)    8．2．3  无线电引信主要设计内容………………………………(285)    8．2．4  现代空空导弹对无线电引信的要求……………………………(286)    8．2．5  无线电引信技术发展趋势………………………………(286)  8．3  光学引信…………………………………………(286)    8．3．1  红外引信………………………………………………(287)    8．3．2  激光引信………………………………………………(287)  8？？．4  触发引信…………………………………………(289)    8．4．1  压电晶体触发装置……………………………………(289)    8．4．2  常开式开关触发装置……………………………………(290)    8．4．3  常闭式开关触发装置……………………………………(290)    8．4．4  采用ＭＥＭＳ技术的触发装置…………………………………(291)  8．5  自炸装置…………………………………………(291)  8．6  战斗部……………………………………………(292)    8．6．1  破片战斗部……………………………………………(292)    8．6．2  连续杆战斗部…………………………………………(293)    8．6．3  离散杆战斗部…………………………………………(294)    8．6．4  定向战斗部……………………………………………(295)  8．7  安全和解除保险装置……………………………………(297)    8．7．1  机电隔爆式安全和解除保险装置………………………………(297)    8．7．2  电子安全和解除保险装置………………………………(297)  8．8  引信仿真试验……………………………………………(298)    8．8．1  低速交会仿真试验……………………………………(299)    8．8．2  柔性滑轨高速交会仿真试验……………………………………(300)    8．8．3  引信数值仿真和虚拟样机………………………………(302)第9章  近距格斗导弹遥测系统设计…………………………………(306)  9．1  概述………………………………………………(306)    9．1．1  遥测技术组成…………………………………………(306)    9．1．2  遥测系统特点…………………………………………(307)    9．1．3  空空导弹遥测技术发展展望……………………………………(308)  9．2  遥测系统总体设计与验证………………………………(309)    9．2．1  遥测系统总体设计的根本依据及一般原则……………………(309)    9．2．2  遥测系统信息传输体制…………………………………(310)    9．2．3  遥测系统的主要性能指标………………………………(310)    9．2．4  遥测系统可靠性设计原则………………………………(315)    9．2．5  遥测发送系统维修性设计………………………………(316)    9．2．6  遥测发送系统测试性设计………………………………(316)    9．2．7  遥测系统验证…………………………………………(316)    9．2．8  遥测系统内外场试验……………………………………(317)  9．3  遥测发送系统设计………………………………………(319)    9．3．1  遥测舱结构设计………………………………………(319)    9．3．2  遥测舱电源和电气网络设计……………………………………(320)    9．3．3  信号调节电路设计……………………………………(321)    9．3．4  采编器设计……………………………………………(323)    9．3．5  发射机设计……………………………………………(324)    9．3．6  发射天线设计…………………………………………(325)    9．3．7  信源编码………………………………………………(327)    9．3．8  信道编码………………………………………………(329)    9．3．9  遥测传感器……………………………………………(331)  9．4  遥测接收系统设计………………………………………(331)    9．4．1  遥测接收系统的组成……………………………………(331)    9．4．2  遥测接收系统的分类……………………………………(332)    9．4．3  遥测接收系统的特点……………………………………(332)    9．4．4  遥测接收系统的发展趋势………………………………(332)    9．4．5  遥测接收系统的设计原则………………………………(333)    9．4．6  遥测接收系统主要性能指标选择………………………………(333)    9．4．7  天线自跟踪系统的组成…………………………………(337)    9．4．8  遥测接收系统的主要指标………………………………(339)    9．4．9  遥测接收天线的设计……………………………………(340)    9．4．10  遥测接收机设计………………………………………(343)    9．4．11  多功能同步解调器设计………………………………(345)  9．5  遥测数据处理系统设计…………………………………(345)    9．5．1  遥测数据处理系统的设计原则…………………………………(345)    9．5．2  数据处理系统的构成……………………………………(346)    9．5．3  采集服务器设计………………………………………(347)    9．5．4  客户端软件包设计……………………………………(348)    9．5．5  数据处理工具箱设计……………………………………(350)  9．6  弹道记录仪设计…………………………………………(353)    9．6．1  弹载记录系统的用途……………………………………(353)    9．6．2  弹载记录系统的特点……………………………………(353)    9．6．3  弹载记录系统设计……………………………………(354)参考文献…………………………………………………(358)