[發明專利]一種前向追蹤攔截尾置導引頭小型化設計方法

無效

• 申請號: 201110406563.7
• 申請日: 2011-12-09
• 公開（公告）號: CN102494564A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 賈杰;李忠民
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: F42B15/00
• 分類號: F42B15/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

技術領域

本發明涉及一種新的前向追蹤攔截尾置導引頭小型化設計方法，可用于反高超音速飛行器攔截彈，屬于信息技術領域。

背景技術

隨著軍事技術的發展和高新技術的應用,戰術彈道導彈(TBM)的使用已被作為一種有效的攻擊手段。發展具有有效反導能力的防空導彈已成為當今世界軍事強國最重要的國防戰略之一和軍備競爭的熱點。

為了有效殺傷TBM,必須實現防空導彈與TBM的直接碰撞。對于速度較低的飛行器，一般采用后側向追蹤攔截方式，將導引頭前置，導引頭探測窗口設置在彈頭的前端，從側后方與目標飛行器發生碰撞。但是，對于超高音速武器，由于目標速度很高，采用后側向追蹤攔截方式對攔截彈的速度要求太高，而且受氣動熱影響更大。目前，更傾向于采用前向追蹤攔截方式（見圖1），以降低攔截彈的速度，同時減小氣動熱的影響。

美國的戰區高空區域防御系統(THAAD)是一種典型的高空遠程反TBM系統,它采用紅外尋的末制導。而此類防空導彈以很高的速度飛行,氣動熱嚴重,如果將導引頭探測窗口直接安裝在頭部,氣動光學效應將導致紅外導引頭無法正常工作。為了減小氣動加熱的影響,目前采用攔截器側窗探測技術，該方法主要是把導引頭探測器窗口布置在彈頭的側面(見圖2)，從而使探測窗口避開前端熱障。探測器窗口布置在彈頭的側面會導致視線不對稱,需要協調導彈姿態和軌跡的控制,?提高防空導彈飛行末段的制導精度,對控制系統的設計提出了更高的要求。因此新一代防空導彈主要采用主動式導引頭或光學導引頭技術以及先進的導彈制導控制技術。

在上述方法中，后側向追蹤攔截方式對攔截彈的速度要求過高，而且氣動熱嚴重。此時，導引頭的探測窗口如果布置在彈頭的前端，氣動光學效應將導致紅外導引頭無法正常工作。采用前向追蹤攔截方式，可以降低攔截彈的速度，同時也減小了氣動熱的影響。導引頭的探測窗口如果布置在彈頭的前端，將無法對目標進行探測。目前，在前向追蹤攔截方式下，將導引頭探測窗口布置在彈頭的側面，從而使探測窗口避開前端熱障。但是，探測器窗口布置在彈頭的側面會導致視線不對稱,需要協調導彈姿態和軌跡的控制,?對攔截彈飛行末段的制導精度提出了非常高的要求。

發明內容

基于以上闡述，本發明的目的是提供一種采用導引頭尾置方案，將導引頭探測器布置在彈頭末端，處于一級和二級推進之前，并進行小型化設計，在確保探測精度的同時提高尾置導引頭安裝的便利性。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是，一種前向追蹤攔截尾置導引頭小型化設計方法，攔截彈由導引頭、彈頭、一級推進、二級推進和尾翼組成，導引頭固定于彈頭的尾部，且探測窗口向后；導引頭內的位標器由依次設置的整流罩、前鏡組、反射鏡組、后鏡組和波段分選器組成，整流罩罩于前鏡組外，前鏡組、反射鏡組、后鏡組均分別在導引頭內固定，且使其形成的俯仰光軸與俯仰機械軸重合、橫滾機械軸與橫滾光軸重合。

首先，采用前向追蹤攔截方式，尾置導引頭。

采用兩級推進，將導引頭探測窗口布置在攔截彈彈頭的末端，在一級推進和二級推進之前。當兩級推進脫落之后，攔截彈位于目標前方，導引頭通過向后的探測窗口捕捉目標。

其次，為了安裝便利，并確保精度，對導引頭進行小型化設計。

為了實現導引頭的小型化，位標器采用小型俯仰滾轉兩軸位標器形式，凝視探測器和慣性測量組件固定于彈體。在此種結構下為了實現平臺俯仰變化和位標器滾轉時的成像，需要保證光軸與彈軸重合，并將平臺俯仰變化時的光線通過復雜的多次光路折轉引入固定于彈體的探測器焦面上。

針對總體技術要求，通過優配光學材料、機械鏡筒材料進行消熱差、消色差；通過二次成像技術使光學系統徑向尺寸減到最小；通過使用對稱鏡組平衡球差、慧差，光學系統成像質量在總體要求條件下達到衍射極限。

本發明可能的應用范圍：在大氣層內作戰時的反高超音速飛行器攔截彈前向追蹤攔截中。

本發明解決了前向追蹤攔截方式下導引頭側窗探測技術視線不對稱，對攔截彈飛行末段的制導精度要求非常高的問題，在確保精度的情況下采用小型化設計方法提高了尾置導引頭安裝便利性，避免了在大氣層內紅外成像尋的探測技術由于高速飛行會在攔截器頭罩周圍產生氣動熱現象。

附圖說明

圖1是前向追蹤攔截方式示意圖；

圖2是現有的側窗導引頭示意圖；

圖3是本發明中導引頭1的位置示意圖；

圖4是本發明中導引頭1的光學系統位標器示意圖；