[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010091276.0
• 申請(qǐng)日: 2020-02-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111272012A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋申民;莊明磊;譚立國(guó);馬萌晨
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F41G3/00
• 分類(lèi)號(hào): F41G3/00;F41B6/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 時(shí)起磊

一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法。本發(fā)明的目的是為了解決電磁炮攻擊空間目標(biāo)的預(yù)瞄準(zhǔn)問(wèn)題(預(yù)瞄準(zhǔn)時(shí)的打擊時(shí)間，打擊速度以及發(fā)射速度)。本發(fā)明所述的一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方案方法，包括：1、對(duì)Lambert問(wèn)題進(jìn)行描述；2、利用Battin方法求解Lambert問(wèn)題：(1)計(jì)算制導(dǎo)子彈的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的矢徑夾角；(2)求解最小能量半長(zhǎng)軸；(3)求Lagrange參數(shù)和Lagrange轉(zhuǎn)移時(shí)間方程；(4)求起點(diǎn)和終點(diǎn)的速度。本發(fā)明屬于航天技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

世界軍事強(qiáng)國(guó)都在持續(xù)推進(jìn)精確制導(dǎo)基礎(chǔ)技術(shù)研究，實(shí)現(xiàn)了多種元器件的高性能化與微小型化，并在積極開(kāi)展精確制導(dǎo)武器制導(dǎo)組件及系統(tǒng)的各類(lèi)試驗(yàn)，驗(yàn)證其應(yīng)對(duì)多種目標(biāo)的能力。自1991年以來(lái)，美軍主要參與了五場(chǎng)海外局部戰(zhàn)爭(zhēng)，大量使用了精確制導(dǎo)導(dǎo)引；精確打擊對(duì)于美軍震懾?cái)耻姟⒀杆偃〉脩?zhàn)爭(zhēng)勝利發(fā)揮了極其重要的作用。從海灣戰(zhàn)爭(zhēng)到伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)，美軍及聯(lián)軍精確制導(dǎo)導(dǎo)引的使用比例從8％提升到68％；而利比亞戰(zhàn)爭(zhēng)，美軍及聯(lián)軍則主要使用制導(dǎo)武器實(shí)現(xiàn)精確打擊，僅使用了少量普通制導(dǎo)導(dǎo)引。美軍精確制導(dǎo)呈現(xiàn)精度不斷提高、穿透能力持續(xù)增強(qiáng)、反應(yīng)能力逐步縮短和打擊成本穩(wěn)定下降的趨勢(shì)。

意大利奧托·梅萊拉公司研制了DART(Driven Ammunition Reduced Time offlight,飛行時(shí)間減少的助推導(dǎo)引)76mm制導(dǎo)炮彈，并在2004年成功完成了第100次射擊試驗(yàn)。法國(guó)計(jì)劃全面升級(jí)“阿斯特-30”Block 1導(dǎo)彈，“阿斯特-30”B1NT導(dǎo)彈將采用高分辨率的Ka波段主動(dòng)雷達(dá)導(dǎo)引頭代替原來(lái)“阿斯特-30”Block 1導(dǎo)彈的Ku波段導(dǎo)引頭。新的Ka波段導(dǎo)引頭波長(zhǎng)更短，配備了新型任務(wù)處理器，可增加目標(biāo)鎖定距離，提高分辨率。配備新導(dǎo)引頭的“阿斯特-30”B1NT導(dǎo)彈可攔截射程為1500km、飛行速度更快、機(jī)動(dòng)能力更強(qiáng)的彈道導(dǎo)彈目標(biāo)。

精確制導(dǎo)空間電磁炮搭載于同步軌道衛(wèi)星上，用于戰(zhàn)爭(zhēng)前，摧毀敵人的通訊衛(wèi)星，快速阻斷敵人的信息交互，是天基攻防的重要利器。制導(dǎo)電磁炮發(fā)射的第一步就是預(yù)瞄準(zhǔn)，由于發(fā)射臺(tái)安裝在同步軌道衛(wèi)星上，所以預(yù)瞄準(zhǔn)時(shí)要考慮打擊時(shí)間和合適打擊速度的約束，過(guò)小的打擊速度不足以摧毀目標(biāo)，過(guò)大的打擊速度對(duì)發(fā)射臺(tái)是一種負(fù)擔(dān)，并最終計(jì)算出初始發(fā)射速度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決電磁炮攻擊空間目標(biāo)的預(yù)瞄準(zhǔn)問(wèn)題(預(yù)瞄準(zhǔn)時(shí)的打擊時(shí)間不精確，打擊速度以及發(fā)射速度過(guò)大或不足)，現(xiàn)提出一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法。

一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

一種基于Lambert變軌的空間電磁炮制導(dǎo)子彈導(dǎo)預(yù)瞄準(zhǔn)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、對(duì)Lambert問(wèn)題進(jìn)行描述；

步驟二、利用Battin方法求解Lambert問(wèn)題；包括以下步驟：

步驟二一、計(jì)算出制導(dǎo)子彈的起始點(diǎn)和終點(diǎn)的矢徑夾角：

其中，θ₀表示與之間的夾角，θ₀∈(0,π)，r₁代表A-DC炮到地心的距離，r₂代表B目標(biāo)星到地心的距離，c代表兩個(gè)航天器之間的距離，表示軌道面的法向量，也就是軌道角速度的方向；

步驟二二、基于步驟一描述的Lambert問(wèn)題計(jì)算最小能量半長(zhǎng)軸a_m：

其中，s＝r₁+r₂+c。