助推滑翔弹道的发展史及基于该弹道的制导武器方案设想
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卫星制导炸弹滑翔增程弹道分析
卫星制导炸弹滑翔增程弹道分析
张会勇;薛震;刘泽乾
【期刊名称】《现代防御技术》
【年(卷),期】2016(044)006
【摘要】针对卫星制导炸弹无动力的飞行特点,为实现滑翔增程目的,建立了滑翔增程弹道模型,采用使弹道上每点升阻比最大的思想进行弹道设计,该方法通过控制俯仰舵偏角来调节攻角的大小,使弹体产生向上的升力从而实现增程.对方案弹道进行了仿真分析,仿真结果表明:采用最大升阻比法的滑翔弹道下降趋势缓慢,增程效果显著.
【总页数】5页(P50-53,60)
【作者】张会勇;薛震;刘泽乾
【作者单位】空军航空大学,吉林长春130022;空军航空大学,吉林长春130022;空军航空大学,吉林长春130022
【正文语种】中文
【中图分类】TJ414;TJ765.3
【相关文献】
1.航空时敏制导炸弹增程弹道组合优化设计 [J], 白宏阳;李伟明;孙瑞胜;熊舒望
2.滑翔增程弹滑翔弹道优化设计分析 [J], 肖亮;王中原;周卫平;易文俊
3.滑翔增程弹滑翔段弹道设计 [J], 纪京新;严平;叶利民
4.滑翔增程弹弹道特性分析 [J], 史金光;王中原;易文俊;王枫
5.滑翔增程弹滑翔弹道设计 [J], 史金光;王中原;曹小兵;刘巍;杨凯
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滑翔弹最优弹道设计存在的问题及解决方法
引 言
滑翔弹是没有动力系统 的制导炸弹 ， 利用飞行
中产 生 的气 动 力 实 现滑 翔 控制 ， 其 弹道 是 一 种典 型 的 滑翔 弹 道 。最 大 滑 翔 距 离 对 滑 翔 弹 具 有 重 要 意 义， 现 有 的理 论 ［ ｔ 认为 ： 导 弹 在 滑 翔 过 程 中采 用 最
滑翔弹最优弹道设计存在的问题及解决方法
郭广 明 ， 孙伟星， 万 茜 ， 刘 凯
（ 中航工业洪都 ６ ６ ０ 所， 南昌 ３ ３ ０ ０ ２ ４ ）
摘 要： 最 大滑翔距离是滑翔弹最重要 的战技指标之一 。根据现有理论 ， 滑翔 弹按 照最大升阻 比飞行的弹道是
具有最大滑翔距 离的最优 弹道 。滑翔 弹实现最 大升 阻比飞行 的控制策 略有升阻力系数表达式法和升阻 比搜 索法 ， 针
ｓ ｍａ ｌ ｌ ｎ ｕ ｍｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ｃ ｏ ｎ ｆ ｉ ｇ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ． Ｔ ａ ｋ ｅ ｅ ｘ ａ ｍｐ ｌ ｅ ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ，ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： ｇ ｌ ｉ ｄ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｍ ｂ ， ｏ ｐ ｔ ｉ ｍａ ｌ ｔ ｒ ａ ｊ ｅ ｃ ｔ ｏ ｙ， ｒ ｍａ ｘｉ ｍ ａ ｌ ｌ ｉ ｔ ｆ － ｔ ｏ － ｄ ｒ ａ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ， ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｅ ｒ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ
Ｖｏ １ ．３ ８． Ｎｏ ． ２ Ｆ ｅ ｂ． ２ ０１ ３
火 力 与 指 挥 控 制
Ｆ ｉ ｒ ｅｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ
第３ ８ 卷 第 ２期 ２ ０ １ ３年 ２月
变形体导弹增程弹道设计及滑翔性能研究
变形体导弹增程弹道设计及滑翔性能研究摘要：为解决单兵便携式防空导弹射程不足问题，通过配装增程组件，开展基于最大升阻比滑翔策略设计，构建与马赫数、飞行高度等相关的攻角函数，通过分析数值仿真计算结果，评估变形体导弹滑翔性能以及滑翔切入点对导弹滑翔性能的影响。
研究结果表明，通过配装增程组件，可实现导弹射程大幅提升，同时认为弹道顶点作为单兵便携式防空导弹滑翔切入点更有利于导弹滑翔飞行控制。
关键词：单兵便携式防空导弹；变形体导弹；滑翔增程；升阻比；弹道特性1引言未来战争中，单兵等地面部队面临越来越多的无人机/集群对抗，无人机/集群具备抵近侦察、全天候袭扰、精准打击等多样式作战能力，同时具备投放距离远、滞空时间长、成本低廉等优势。
当前，单兵携带的传统防空导弹拦截无人机依然面临拦截距离较近的问题，导致单兵无法有效应对来袭无人机威胁，因此，对单兵便携式防空导弹增程提出了迫切需求。
考虑到单兵便携式防空导弹空间体积和重量限制，认为采用滑翔增程技术是实现导弹增程的有效途径[1]。
单兵便携式防空导弹形成的基型导弹采用正常式布局，通过配装增程组件构建新式变形体导弹（如图1所示），实现导弹滑翔增程。
本文基于建立的滑翔飞行弹道模型，分析了变形体导弹滑翔增程弹道特性，同时研究了滑翔切入点对导弹增程的影响。
图1.导弹构型2滑翔飞行弹道模型变形体导弹飞行弹道可分为无控段和滑翔段，在无控段时，导弹在固体火箭发动机作用下加速飞行，通过空气舵面偏转实现导弹稳定控制；在滑翔段时，导弹弹翼展开，导弹无动力滑翔飞行[2]。
因此，导弹在初始无控段以及滑翔段飞行过程中尽管存在外形差异、所受到力和力矩不同等区别，但经无量纲化处理[3]均可表征为气动力系数大小的区别。
本文采用在纵向平面内的二维质点弹道模型进行计算，二维质点弹道模型[4]如下所示：式中：为导弹质量，为导弹速度，为导弹发动机推力，为弹道倾角；为射程，为导弹飞行高度；为导弹阻力，为导弹升力，与动压、参考面积以及无量纲参数阻力系数、升力系数有关。
北理工飞行力学第四章
•结果和意义： 避开了复杂的质点系的动力学问题。针对假想目标的
某些典型轨迹，先确定导引弹道的基本特性，得到可
控质点的运动学弹道。运动学方程可以独立于其它方 程求解。特殊动方程
相对运动方程是描述目标、导弹与制导
站之间相对运动关系的方程，是导引弹道运动
学分析的基础，一般建立在极坐标系中。
q的绝对值单调减小，除了迎击以外， 导弹总绕至目标正后方攻击，命中 目标时总有q→0。
根据
vm
• 若p>1，当q 0，有r 0； • 若p=1，当q 0，有r ；
T
r0
q0
M
• 若p<1，当q 0，有r 。
故直接命中目标的必要条件是p>1，即 。
追踪曲线族
3.2 命中目标所需的飞行时间
5个未知数：r,q, ,,T ， 5个方程
T 已知，给 V、 在： VT 、 定初始条件的情况下， 可用数值积分法或图解 法解算
在 K 2 、目标作等速 直线飞行、导弹作等速 飞行时，可得到解析解。
常见的遥控制导律： 1）三点法 2）前置量法 3）半前置量法
2.3 相对运动方程的求解
1）解析法 只有在特定条件下，才能得到满足任意初始条件下的解析表达式。 特定条件实际很少见，但解析解可以说明导引方法的某些一般特性。 2）数值积分法 可以获得导弹运动参数随时间的变化规律及其相应的弹道。给定一 组初始条件得到相应的一组特解，得不到包含任意特定常数的一般解。 计算工作量大，但应用电子计算机可以大大提高计算效率并可以得 到足够的计算精度
导引弹道：根据目标运动特性按某种导引关系将导 弹导向目标时导弹质心在空间的运动轨迹。
导引弹道的特性主要取决于：
导引方法 目标运动特性
弹箭外弹道学
弹箭外弹道学摘要：1.弹箭外弹道学的定义与意义2.弹箭外弹道学的研究内容3.弹箭外弹道学的发展历程4.弹箭外弹道学的应用领域5.我国在弹箭外弹道学领域的发展与成就正文：弹箭外弹道学，顾名思义，是研究弹箭在发射、飞行和命中目标过程中，其外在轨迹和运动规律的学科。
它是弹道学的一个重要分支，具有很高的理论和实际应用价值。
弹箭外弹道学的研究内容主要包括：弹箭的初始速度、发射角度、弹道系数等初始条件的确定；弹箭在飞行过程中的受力分析，包括重力、空气阻力等；弹箭的飞行轨迹计算，以及命中精度的评估。
此外，弹箭外弹道学还研究弹箭的飞行稳定性和控制，以及如何提高弹箭的精度和射程等问题。
弹箭外弹道学的发展历程可以追溯到古代，当时人们为了提高弓箭和火炮的射击精度，开始研究弹道的相关原理。
随着科学技术的进步，尤其是火炮技术的发展，弹箭外弹道学逐渐形成了完整的理论体系。
在20 世纪中后期，随着计算机技术的飞速发展，弹箭外弹道学的研究方法发生了革命性的变化，从传统的理论分析和实验研究，转向了数值模拟和计算机仿真。
弹箭外弹道学的应用领域非常广泛，包括军事、民用和科研等方面。
在军事领域，弹箭外弹道学为导弹、火箭、火炮等武器系统的研制和改进提供了理论依据。
在民用领域，弹箭外弹道学的原理和方法被广泛应用于航天、航空、气象等领域。
在科研领域，弹箭外弹道学为相关学科的研究提供了有力的支持。
我国在弹箭外弹道学领域取得了举世瞩目的发展与成就。
从20 世纪50 年代起，我国就开始研制自己的导弹和火箭技术。
经过几十年的努力，我国已经拥有了一系列先进的导弹和火箭武器系统，其背后的弹箭外弹道学研究为我国的国防事业做出了巨大贡献。
基于旋转稳定的机动弹药制导技术的开题报告
基于旋转稳定的机动弹药制导技术的开题报告
一、研究背景
随着现代化战争的发展，机动战斗愈加频繁，弹药的制导技术亦得
到了迅速发展。
现有的弹药制导技术，如激光制导、GPS/INS制导等，
在射击过程中受到各种因素干扰，制导精度难以保证。
因此，需要一种
具有高稳定性和准确性的弹药制导技术，以适应现代战争的需要。
基于旋转稳定的弹药制导技术，利用弹丸自身旋转的稳定性对导引
系统进行操纵，实现精确命中目标。
与传统制导技术相比，基于旋转稳
定的技术不受干扰，可以大幅提高弹药的打击精度，因此备受关注。
二、研究内容
本研究将从以下三个方面进行深入研究：
1.基于旋转稳定的弹药运动学建模
弹药的运动学方程是基于弹药的受力分析而建立的。
本研究将提出
一种受力方向与旋转角速度相耦合的弹药运动学模型，以更好地反映弹
药在旋转稳定条件下的运动轨迹。
2.基于旋转稳定的弹药制导算法研究
本研究将提出一种基于旋转稳定的弹药制导算法，以实现对弹药的
精确制导。
该算法将考虑弹药的旋转稳定特性，以达到最优制导效果。
3.基于实验的弹药制导系统设计与实现
基于研究结果，本研究将设计出一种基于旋转稳定的弹药制导系统，并进行实验验证。
系统将包含旋转式弹道传感器、基于旋转稳定的控制
算法、制导电路等组成元素，以实现对弹药的精确制导。
三、研究意义
本研究将破解传统弹药制导技术受干扰的问题，从而大幅提升弹药的打击精度和作战效果，为现代化战争打赢提供了有力的技术支撑。
04方案飞行弹道
弹箭飞行控制原理
4 方案飞行弹道
.1 导弹弹道分类及概念
1) 方案弹道，是导弹按照预定的飞行方案进 行控制飞行的一种理论弹道。飞行方案是指设计 导弹时所选定的某个运动参数随时间的变化规律。 几种典型的飞行方案： 巡航导弹平飞方案：H(t)-H*(t)=0, 滑翔弹药滑翔飞行方案：α(t)－α*(t)=0 2) 导引弹道，是根据目标特性以某种导引方 法将导弹导向目标时导弹质心飞行轨迹。
-1.17 0.03244
0.06933
-1.20 0.03177
0.07114
-1.25 0.03669
0.07427
-1.17 0.03711
( ) B
Cy
z
要求： 1) 编写弹道程序，计算制导航弹的方案弹道； 2) 绘制y-x, V-t,α-t, δz-t ,θ-t曲线。
2) 实际弹道跟踪方案弹道的控制规律
4.2 导弹纵向平面内的方案弹道模型
mV P cos X mg sin mV P sin Y mg cos x V cos y V sin m mc 0 1 z z (t ,...) P P (t ,...)
H (t ) 0 V sin (t ) (t ) 0
* * *
4.6 简易制导航弹滑翔方案弹道设计案例 mV P cos X mg sin B B mV P sin B YB mg cos 1) 方 x V cos 案 y V sin * 弹 1 B (t ) (t ) 0 道 0, 0 t t1 * (t ) 模 glid , t t1 型 mz B z zB mz
4 方案飞行弹道
.1 导弹弹道分类及概念
1) 方案弹道，是导弹按照预定的飞行方案进 行控制飞行的一种理论弹道。飞行方案是指设计 导弹时所选定的某个运动参数随时间的变化规律。 几种典型的飞行方案： 巡航导弹平飞方案：H(t)-H*(t)=0, 滑翔弹药滑翔飞行方案：α(t)－α*(t)=0 2) 导引弹道，是根据目标特性以某种导引方 法将导弹导向目标时导弹质心飞行轨迹。
-1.17 0.03244
0.06933
-1.20 0.03177
0.07114
-1.25 0.03669
0.07427
-1.17 0.03711
( ) B
Cy
z
要求： 1) 编写弹道程序，计算制导航弹的方案弹道； 2) 绘制y-x, V-t,α-t, δz-t ,θ-t曲线。
2) 实际弹道跟踪方案弹道的控制规律
4.2 导弹纵向平面内的方案弹道模型
mV P cos X mg sin mV P sin Y mg cos x V cos y V sin m mc 0 1 z z (t ,...) P P (t ,...)
H (t ) 0 V sin (t ) (t ) 0
* * *
4.6 简易制导航弹滑翔方案弹道设计案例 mV P cos X mg sin B B mV P sin B YB mg cos 1) 方 x V cos 案 y V sin * 弹 1 B (t ) (t ) 0 道 0, 0 t t1 * (t ) 模 glid , t t1 型 mz B z zB mz
简述弹道导弹的制导技术
简述弹道导弹的制导技术简述弹道导弹的制导技术摘要：简述弹道导弹的发展以及我国对弹道导弹的发展方向，对制导技术进行简述关键字：弹道导弹制导技术发展弹道导弹是指在火箭[1]发动机推力作用下按预定程序飞行，关机后按自由抛物体轨迹飞行的导弹。
这种导弹的整个弹道分为主动段和被动段。
主动段弹道是导弹在火箭发动机推力和制导系统作用下，从发射点起到火箭发动机关机时的飞行轨迹；被动段弹道是导弹从火箭发动机关机点到弹头爆炸点，按照在主动段终点获得的给定速度和弹道倾角作惯性飞行的轨迹。
弹道导弹自二战出现以来，一直备受人们关注，到现在已经取得了很大的发展，到现在已经出现了无线电指令制导、惯性制导、星光-惯性制导等多种制导系统。
无线电指令制导是早期弹道导弹采用的制导方式，它易受无线电干扰，地面设备复杂，不能满足现代作战使用要求。
因此，自20世纪50年代以来，各国研制的弹道导弹绝大多数采用惯性制导。
1、惯性制导属于自主式制导。
它采用惯性测量元件，不受外界干扰。
按照惯性测量装置在导弹上的安装方式，惯性制导可分为平台式惯性制导和捷联式惯性制导。
2、平台式惯性制导的惯性测量装置具有测量精度高、计算机运算较简单、利用平台本身还可进行元件误差分离、发射时调平和瞄准也较简单等优点。
因此，被广泛采用。
与平台式惯性制导相比，捷联式惯性制导的惯性测量装置受弹体振动的影响较大，测量精度受到一定限制,对计算机的要求较高,随着微型计算机的发展，正日益受到重视。
3、惯性制导技术的不断发展，使弹道导弹的命中精度有很大提高。
例如60年代初期，美国研制的"民兵"ⅠA 洲际弹道导弹,射程8000千米，命中精度(圆概率偏差)为1.8千米；70年代研制的"民兵"Ⅲ洲际弹道导弹，射程13000千米，命中精度已提高到0.185千米。
星光-惯性制导是在惯性制导的基础上，增加了星光测量装置，利用宇宙空间的恒星方位来判定初始定位误差和陀螺漂移，对惯性制导误差进行修正，进一步提高了导弹命中精度。
远程制导迫弹滑翔增程弹道方案研究
远程制导迫弹滑翔增程弹道方案研究
陈胜政;宋宇航;张意;康博弈;杜青山
【期刊名称】《兵器装备工程学报》
【年(卷),期】2022(43)1
【摘要】以满足迫击炮的远程化打击为研究背景,本文提出了以火箭助推+滑翔增程的远程制导迫弹弹道方案,建立了弹道方程组模型,在此基础上对滑翔增程弹道进行研究。
理论分析及数字仿真表明,滑翔增程能力主要取决于弹体的升阻比以及最大弹道高。
通过提高弹体升阻比和优化最大弹道高设计,远程制导迫弹能够实现较强的弹道增程,满足远程化打击作战需求。
【总页数】6页(P130-134)
【作者】陈胜政;宋宇航;张意;康博弈;杜青山
【作者单位】西安现代控制技术研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TJ412.1
【相关文献】
1.滑翔增程弹滑翔段弹道设计
2.滑翔增程制导炮弹方案弹道设计
3.某型滑翔增程靶弹方案弹道设计
4.滑翔增程弹方案弹道特性的研究
5.超远程制导炮弹滑翔增程弹道仿真研究
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制导炮弹滑翔弹道优化设计方法研究
制导炮弹滑翔弹道优化设计方法研究史金光;王中原;孙洪辉;竹建东【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(035)005【摘要】为了获得滑翔增程制导炮弹的最优滑翔方案弹道,利用庞特里亚金极小值原理建立了制导炮弹在纵向平面内的最优滑翔飞行运动方程.研究了最优滑翔弹道的解法,并对制导炮弹滑翔飞行的最优控制参数进行了设计.结果表明,优化得到的升力控制系数能够保证该弹的飞行水平距离最远,且最优升力控制系数在1附近变化,并最终趋近1.%In order to obtain the optimal glide trajectory for the glide range-extended guided projectile (GREGP),the optimization glide flight kinematic equations in the vertical plane are established using Pontryagin minimum principle. The solution of the optimization glide trajectory is studied. The optimal control coefficients for glide flight of the GREGP are designed. The results show that the optimal lift coefficient can ensure the maximum range for the GREGP. The optimal lift coefficient changes near 1 and tends to be 1 finally.【总页数】5页(P610-613,620)【作者】史金光;王中原;孙洪辉;竹建东【作者单位】南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;辽沈工业集团有限公司军品开发订购部,辽宁沈阳110045;南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TJ012.3【相关文献】1.滑翔增程弹滑翔弹道优化设计分析 [J], 肖亮;王中原;周卫平;易文俊2.高超声速飞行器多约束再入滑翔机动弹道优化设计 [J], 刘晓慧;聂万胜;杨新垒3.滑翔增程弹弹道优化设计研究 [J], 曹红锦;葛致磊4.远程制导炮弹有控段弹道优化设计 [J], 郑友胜;杨剑影;汤蒂莲;周海迎5.面向突防的多约束滑翔弹道优化设计 [J], 许强强;葛健全;杨涛;陶烨;黄浩因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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推方案; 捆绑火箭助推方案 )
4 基于助推-滑翔弹道的制导武 器的方案设想
助推-滑翔式 弹道的制 导武 器可以 实现短 时间内 的全 球攻 击, 且采用非常规弹道, 可以有 效对抗美国导弹防御系统, 具有 很好的生存性能。这样的飞行器 无论 是在 军 事上, 还 是在 民 用 上, 都具有非常大 的潜在价 值。 一方面, 美俄等军事大国都在竞 相研究这种高超声速跨大气层飞 行器, 并已进入试验阶段。另一 方面, 国外的该类相关的技术属 于敏感技术, 基本无法通过公开 渠道获取, 但其巨大的潜在应用 价值促 使这类 研究需 要尽 快开 展。本文将对助推 - 跳跃滑翔弹 道的制导武器的基本方案进行初 步分析:
还有, 俄罗斯 20 世纪 90年 代研制、部署的最新战略导弹型 号白杨-M 导弹, 它是 90年代国 外部署的唯一新型陆基洲际弹道 导弹。据俄罗斯战略导弹部队司 令称, 白 杨-M 导弹的 技术 性能 比美国陆基战略导弹要领先 5~ 6年。俄罗斯多次称, 白杨-M 弹 头具有机动再入能力或特殊飞行 弹道, 其飞行弹道已不是普通的 惯性弹道, 在飞行过程中可机动 滑翔, 从而多次 改变弹道 高度。 反导系统难以发现和跟踪, 使国 外目前研制的弹道导弹防御系统 难于拦截。
助。然而, 随着战争的继续, 绝 望的德国军队统治者开始重新考 虑 Saenger的 构想, 他们希望 研 制一种能在战争中发挥重要作用
用可存储的液体推进剂, 轰炸机 在 30km 高 度可以 M a = 4 最高 速 度 飞 行, 滑 翔 距 离 可 达 6 000km以上。图 3 中显示了轰
3 国外关于助推-滑翔跨大气层 飞行器的研究现状
层边缘跳跃飞行, 当飞到纽约上 空时投放 4 t重的炸弹。之后该 飞行器再经过一系列幅值衰减的 跳跃后滑翔至发射点。然而, 由 于战争的巨大消耗, 此时的德国 已没有足够的财力、物力和时间 来实现 Saenger的银鸟设想。
二战结束后, 美国科学家获 取了 Saenger 的相 关研 究资 料, 他们开始意识到制造一种像一般 的飞行器一样的在太空飞行的航 天飞 机是 完 全有 可 能的。 1946 年, 美国成立 了一个 高速飞行 研究所 , 任务就是研究载人高 速飞行的课题。研究火箭助推飞 行器的先驱 Be ll于 1950年开始 研制载人跳跃滑翔轰炸机。他最 初设计的这种轰炸机是一个两极 飞行 器, 第一 级 配有 两 名飞 行 员, 起飞后经过约 2m in加速, 与 上面级分离, 飞回发射基地。第 二级有一个简单的自动驾驶仪, 分离后自动导向目标。第一级采
飞航导弹 2006年第 3期
动力飞行, 当飞行器进入大气层 的飞行段, 采用气动舵面调整其 姿态, 产生一定的攻角, 从而控 制其飞行轨迹。
这种超声速飞行器的研究, 并取 名为 Bom i计 划。 1955 年 9 月, Bell与美国空 军签订的 Bom i计
可在大气层上 面 跳跃 飞 行的 超声速飞行方案 [ 9 ] , 当它作为轰 炸机 使 用时 , 可 在 2h内将 武 器
飞航导弹 2006年第 3期
21
投放到地球表面任一地点。美国 空军希望将这种超翱翔轰炸机发 展成为一种全 球到达 /攻击飞 行 器。
图 1 助推-滑翔式弹道示意图
图 2 助推-跳跃滑翔弹道示 意图
为 Bom i的轰炸机; 3) 美 国 空军 资 助 的 Dyna-
S oar高超 声速 飞行 器。 助推-跳跃滑翔概念是 20 世
纪 30年代由 Saenger提出, 当时 他还是维也纳工学院的一名博士 生。他构想了一种有翼空间飞行 器, 这是一个名为银鸟的概念飞 行器, 它以马 赫数 10 的超声 速 在 160km 高 空 滑 翔。 之 后 Saenger多次研 究了这种 超声 速 助推 - 滑翔飞行器的气动外形, 并 进行了 助推火 箭发动 机的 设 计。 1944年, Saenger 和 他的 同 事 Irene Bredt( 他后来的妻子 ) 发 表了 一篇 长达 400 页的 关于 助 推-跳跃-滑翔全球射程飞行器的 论文。他们的研究引起了德国军 方和政府的关注。但此时第二次 世界大战爆发, 使德国政府更愿 意将有限的资源投入到技术成熟 的武器研制中, 他们构想的这种 超声速飞行器没有得到政府的资
几年前, 俄罗斯开展了鹰高 超声速技术发展计划, 其核心在 于研究和试验一个带超燃冲压发 动机的高超声速试飞器, 该飞行 器采用了一种特殊的飞行弹道, 其前段是典型的助推-滑翔弹道,
22
为超燃冲压发动机的启动创造必 要条件; 后段为冲压发动机工作 超高 空、高超 声 速飞 行 的平 飞 段; 最后, 飞至着陆区回收 [ 10] 。
另外, 美国 X 计划 中的 X41 也 是一 种远 程、无 人、精 确 打 击的再入滑翔制导炸弹。该计划 中的飞行器名为通用大气飞行器 ( Comm on A ero Veh icle, CAV ) 实 际上是一种用于军事目的、精确 制导的再入高超声速滑翔炸弹或 飞航导弹。 X-41 可以从 航天 飞 机投放或用一枚民兵弹道导弹作 为运载火箭从地面发射, 质量仅 为 454kg, 航程可 达 19 312km, 可以在发射后 90m in 内到达世界 上任何地方。 3. 2 俄罗斯
划扩展为研制一种特殊的超声速 侦察 机。直至 1957 年, 苏 联的 人造卫星发射上天, 刺激了美国 政府加快超声速载人飞行器的研
制, 合并了包括 Bell的研究在内 的三项超声速飞行器研 制计划, 发展为后来的 Dyna-Soar计划。
Dyna-Soar( Dynam ic Soaring ) 计划在 1957 年由美国航空咨询 委员会提出, 并于 1958年 正式 签署, 由美国空军怀特航空发展 中心直接负责, 这是一项 轨道 再入滑翔机 的研究计划。一种 依靠大气反弹, 可绕地球进行滑 翔飞行的飞机就被命名为 DynaSoar。它 由 大 力 神 运 载 火 箭 发 射, 上面一级为三角翼动力滑翔 机, 也是现在航天 飞机的先 辈。 在整个计划 的研制周 期中, Dyna-Soar 是 试 验 机。 1963 年 10 月, 计划被取消, 原因是与美国 空军的 空天飞机计划 重复。
情报交流
助推-滑翔弹道的发展史及基于 该弹道的制导武器方案设想
雍恩米 陈 磊 唐国金
摘 要 总结 了助推-滑 翔弹 道 概念的提出以及基 于这种 概念的 飞行 器的发展历 史, 介绍 了当前 美俄 关于 超声速滑翔跨大气 层飞行 器的研 究动 态。同 时分 析 了 助 推-跳 跃滑 翔 跨 大 气层飞行制导武器 的基本 方案和 关键 技术。为我国发展 这种具 有很好 的突 防性能的新型远程 攻击制 导武器 提供 有益的参考。
2 基于助推-滑翔概念的飞行器 研究历史回顾 [ 5 - 8 ]
关于助推-滑 翔空间飞 行器 的概念研究以及相关的研制计划 在国外已有半个多世纪的发展历 史, 以 下几 种 飞行 器 为典 型 代 表:
1) Saenger的银鸟, 一种跳 跃滑翔的概念飞行器;
2) 美 国贝尔公司研制的名
飞航导弹 2006年第 3期
全方位、全空域、全程覆盖、精 确打击 [ 1 ] 。
然而美国 从 1958年 开始研 制弹道导弹防御系统, 经过多年 不懈的努力, 其弹道导弹防御技 术已取得了质的飞跃 [ 2, 3] 。而且 针对中远程弹道导弹的海基中段 防御系统、地基中段防御系统的 拦截试验已取得多次成功, 这对 常规弹道式导弹和飞航式导弹提 出了严峻的挑战 [ 2] 。同时, 现代 战争的战例分析表明, 那些高空 飞行、弹道比较固定的导弹, 即 使作高超声速 ( 马赫数为 5~ 8) 飞行, 也容易被 防空系统 击落。 例如海湾战争中伊拉克飞毛腿导 弹被美国的爱国者导弹击落的战 例[4]。
因此有必要发展一种非常规 弹道、能突破防御系统或航空母 舰战斗群防线的精确制导武器。 近年来, 一种基 于助 推-滑翔弹 道概念的超声速跨大气层飞行器 成为国内外的研究热点。这种高 超声速飞行器可以携带军事武器 的有效载荷, 实 现全球性 攻击, 也可 以作为 远距离 空间 输运系 统, 输送物资或人。
在 2004年 3月, 俄罗 斯战 略演习中, 还试验了一种能够在 大气层内外自由穿梭的高超声速 飞行器, 它与普通飞行器的区别 是: 可以在最后阶段独立地按原 先设定的程序或到达目的地后调 整飞行轨迹, 同时保持高超声速 状态。
图 3 Be ll的超声速助推 - 滑翔 轰炸机 ( Bom i) (从左至右依次为: 轰炸机二级飞行器; 单个火箭助
关键词 助 推-滑翔 弹道 跨 大气层飞行 超 声速飞 行器 突 防 制导武器
引言 第二次世界大战以后, 超级
大国根据战略、战术的需要, 集 中力量发展了两大类导弹, 即弹 道式导弹和飞航式导弹。弹道导 弹是一个技术密集的复杂系统, 具有射 程远、威力大、精度高、 破坏性强等特点。特别是远程弹 道导弹作为国家战略威慑的重要 手段, 是维护国家权益的有力保 障。飞 航 导 弹 是 实 现 以 攻 为 主 作战思想的主要手段。实战 表明, 在局部战争、周边战争和 突发事件中, 飞航导弹是快速 进 攻性精确制导武器的典型代表, 可对敌 方实施全天 候、全时段、
3. 1 美国 到 1998 年, 美国劳 伦斯
的突破性武器。此时 Saenger 向 德国高级司令部提出一种能够袭
炸机外形以及两种不同的助推方 案。 1954 年美 国空军 开始 支持
利弗莫尔国家实验室的工程人员 向美国军方高级官员介绍了一种
击当时的纽约城的跳跃滑翔轰炸 机。他设计的轰炸机是由助推火 箭送到亚轨道高度, 然后沿大气
1) 基本弹道方案 根据 Saenger提出助推-跳跃 滑翔弹道概念, 这种超声速制导 武器的基本弹道可以是在大气层 边缘做类似正弦曲线的机动, 或 是在 40km ~ 60km 高度范围内做 微幅震荡平飞等。这种跨大气层 的跳跃滑翔弹道可以有效增大射 程, 非常规弹道和高马赫数飞行 可以使攻击效能倍增。而且飞行 器在大气层外飞行时间 相当长, 不仅不会有气动加热问题, 而且 可通过辐射散发机体热量。 2) 飞行控制方案 苏联 出 版 的 《军 事 百 科 词 典》指出, 滑翔式弹道 是弹道式 弹道和在稠大气层内依靠空气动 力面升 力的滑 翔段相 结合 而成 的, 以便增大射程。参与滑翔弹 道的导弹通常具有不大的气动力 面和自主式或复合式控 制系统。 助推-滑翔弹道的 滑翔段采 用无
4 基于助推-滑翔弹道的制导武 器的方案设想
助推-滑翔式 弹道的制 导武 器可以 实现短 时间内 的全 球攻 击, 且采用非常规弹道, 可以有 效对抗美国导弹防御系统, 具有 很好的生存性能。这样的飞行器 无论 是在 军 事上, 还 是在 民 用 上, 都具有非常大 的潜在价 值。 一方面, 美俄等军事大国都在竞 相研究这种高超声速跨大气层飞 行器, 并已进入试验阶段。另一 方面, 国外的该类相关的技术属 于敏感技术, 基本无法通过公开 渠道获取, 但其巨大的潜在应用 价值促 使这类 研究需 要尽 快开 展。本文将对助推 - 跳跃滑翔弹 道的制导武器的基本方案进行初 步分析:
还有, 俄罗斯 20 世纪 90年 代研制、部署的最新战略导弹型 号白杨-M 导弹, 它是 90年代国 外部署的唯一新型陆基洲际弹道 导弹。据俄罗斯战略导弹部队司 令称, 白 杨-M 导弹的 技术 性能 比美国陆基战略导弹要领先 5~ 6年。俄罗斯多次称, 白杨-M 弹 头具有机动再入能力或特殊飞行 弹道, 其飞行弹道已不是普通的 惯性弹道, 在飞行过程中可机动 滑翔, 从而多次 改变弹道 高度。 反导系统难以发现和跟踪, 使国 外目前研制的弹道导弹防御系统 难于拦截。
助。然而, 随着战争的继续, 绝 望的德国军队统治者开始重新考 虑 Saenger的 构想, 他们希望 研 制一种能在战争中发挥重要作用
用可存储的液体推进剂, 轰炸机 在 30km 高 度可以 M a = 4 最高 速 度 飞 行, 滑 翔 距 离 可 达 6 000km以上。图 3 中显示了轰
3 国外关于助推-滑翔跨大气层 飞行器的研究现状
层边缘跳跃飞行, 当飞到纽约上 空时投放 4 t重的炸弹。之后该 飞行器再经过一系列幅值衰减的 跳跃后滑翔至发射点。然而, 由 于战争的巨大消耗, 此时的德国 已没有足够的财力、物力和时间 来实现 Saenger的银鸟设想。
二战结束后, 美国科学家获 取了 Saenger 的相 关研 究资 料, 他们开始意识到制造一种像一般 的飞行器一样的在太空飞行的航 天飞 机是 完 全有 可 能的。 1946 年, 美国成立 了一个 高速飞行 研究所 , 任务就是研究载人高 速飞行的课题。研究火箭助推飞 行器的先驱 Be ll于 1950年开始 研制载人跳跃滑翔轰炸机。他最 初设计的这种轰炸机是一个两极 飞行 器, 第一 级 配有 两 名飞 行 员, 起飞后经过约 2m in加速, 与 上面级分离, 飞回发射基地。第 二级有一个简单的自动驾驶仪, 分离后自动导向目标。第一级采
飞航导弹 2006年第 3期
动力飞行, 当飞行器进入大气层 的飞行段, 采用气动舵面调整其 姿态, 产生一定的攻角, 从而控 制其飞行轨迹。
这种超声速飞行器的研究, 并取 名为 Bom i计 划。 1955 年 9 月, Bell与美国空 军签订的 Bom i计
可在大气层上 面 跳跃 飞 行的 超声速飞行方案 [ 9 ] , 当它作为轰 炸机 使 用时 , 可 在 2h内将 武 器
飞航导弹 2006年第 3期
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投放到地球表面任一地点。美国 空军希望将这种超翱翔轰炸机发 展成为一种全 球到达 /攻击飞 行 器。
图 1 助推-滑翔式弹道示意图
图 2 助推-跳跃滑翔弹道示 意图
为 Bom i的轰炸机; 3) 美 国 空军 资 助 的 Dyna-
S oar高超 声速 飞行 器。 助推-跳跃滑翔概念是 20 世
纪 30年代由 Saenger提出, 当时 他还是维也纳工学院的一名博士 生。他构想了一种有翼空间飞行 器, 这是一个名为银鸟的概念飞 行器, 它以马 赫数 10 的超声 速 在 160km 高 空 滑 翔。 之 后 Saenger多次研 究了这种 超声 速 助推 - 滑翔飞行器的气动外形, 并 进行了 助推火 箭发动 机的 设 计。 1944年, Saenger 和 他的 同 事 Irene Bredt( 他后来的妻子 ) 发 表了 一篇 长达 400 页的 关于 助 推-跳跃-滑翔全球射程飞行器的 论文。他们的研究引起了德国军 方和政府的关注。但此时第二次 世界大战爆发, 使德国政府更愿 意将有限的资源投入到技术成熟 的武器研制中, 他们构想的这种 超声速飞行器没有得到政府的资
几年前, 俄罗斯开展了鹰高 超声速技术发展计划, 其核心在 于研究和试验一个带超燃冲压发 动机的高超声速试飞器, 该飞行 器采用了一种特殊的飞行弹道, 其前段是典型的助推-滑翔弹道,
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为超燃冲压发动机的启动创造必 要条件; 后段为冲压发动机工作 超高 空、高超 声 速飞 行 的平 飞 段; 最后, 飞至着陆区回收 [ 10] 。
另外, 美国 X 计划 中的 X41 也 是一 种远 程、无 人、精 确 打 击的再入滑翔制导炸弹。该计划 中的飞行器名为通用大气飞行器 ( Comm on A ero Veh icle, CAV ) 实 际上是一种用于军事目的、精确 制导的再入高超声速滑翔炸弹或 飞航导弹。 X-41 可以从 航天 飞 机投放或用一枚民兵弹道导弹作 为运载火箭从地面发射, 质量仅 为 454kg, 航程可 达 19 312km, 可以在发射后 90m in 内到达世界 上任何地方。 3. 2 俄罗斯
划扩展为研制一种特殊的超声速 侦察 机。直至 1957 年, 苏 联的 人造卫星发射上天, 刺激了美国 政府加快超声速载人飞行器的研
制, 合并了包括 Bell的研究在内 的三项超声速飞行器研 制计划, 发展为后来的 Dyna-Soar计划。
Dyna-Soar( Dynam ic Soaring ) 计划在 1957 年由美国航空咨询 委员会提出, 并于 1958年 正式 签署, 由美国空军怀特航空发展 中心直接负责, 这是一项 轨道 再入滑翔机 的研究计划。一种 依靠大气反弹, 可绕地球进行滑 翔飞行的飞机就被命名为 DynaSoar。它 由 大 力 神 运 载 火 箭 发 射, 上面一级为三角翼动力滑翔 机, 也是现在航天 飞机的先 辈。 在整个计划 的研制周 期中, Dyna-Soar 是 试 验 机。 1963 年 10 月, 计划被取消, 原因是与美国 空军的 空天飞机计划 重复。
情报交流
助推-滑翔弹道的发展史及基于 该弹道的制导武器方案设想
雍恩米 陈 磊 唐国金
摘 要 总结 了助推-滑 翔弹 道 概念的提出以及基 于这种 概念的 飞行 器的发展历 史, 介绍 了当前 美俄 关于 超声速滑翔跨大气 层飞行 器的研 究动 态。同 时分 析 了 助 推-跳 跃滑 翔 跨 大 气层飞行制导武器 的基本 方案和 关键 技术。为我国发展 这种具 有很好 的突 防性能的新型远程 攻击制 导武器 提供 有益的参考。
2 基于助推-滑翔概念的飞行器 研究历史回顾 [ 5 - 8 ]
关于助推-滑 翔空间飞 行器 的概念研究以及相关的研制计划 在国外已有半个多世纪的发展历 史, 以 下几 种 飞行 器 为典 型 代 表:
1) Saenger的银鸟, 一种跳 跃滑翔的概念飞行器;
2) 美 国贝尔公司研制的名
飞航导弹 2006年第 3期
全方位、全空域、全程覆盖、精 确打击 [ 1 ] 。
然而美国 从 1958年 开始研 制弹道导弹防御系统, 经过多年 不懈的努力, 其弹道导弹防御技 术已取得了质的飞跃 [ 2, 3] 。而且 针对中远程弹道导弹的海基中段 防御系统、地基中段防御系统的 拦截试验已取得多次成功, 这对 常规弹道式导弹和飞航式导弹提 出了严峻的挑战 [ 2] 。同时, 现代 战争的战例分析表明, 那些高空 飞行、弹道比较固定的导弹, 即 使作高超声速 ( 马赫数为 5~ 8) 飞行, 也容易被 防空系统 击落。 例如海湾战争中伊拉克飞毛腿导 弹被美国的爱国者导弹击落的战 例[4]。
因此有必要发展一种非常规 弹道、能突破防御系统或航空母 舰战斗群防线的精确制导武器。 近年来, 一种基 于助 推-滑翔弹 道概念的超声速跨大气层飞行器 成为国内外的研究热点。这种高 超声速飞行器可以携带军事武器 的有效载荷, 实 现全球性 攻击, 也可 以作为 远距离 空间 输运系 统, 输送物资或人。
在 2004年 3月, 俄罗 斯战 略演习中, 还试验了一种能够在 大气层内外自由穿梭的高超声速 飞行器, 它与普通飞行器的区别 是: 可以在最后阶段独立地按原 先设定的程序或到达目的地后调 整飞行轨迹, 同时保持高超声速 状态。
图 3 Be ll的超声速助推 - 滑翔 轰炸机 ( Bom i) (从左至右依次为: 轰炸机二级飞行器; 单个火箭助
关键词 助 推-滑翔 弹道 跨 大气层飞行 超 声速飞 行器 突 防 制导武器
引言 第二次世界大战以后, 超级
大国根据战略、战术的需要, 集 中力量发展了两大类导弹, 即弹 道式导弹和飞航式导弹。弹道导 弹是一个技术密集的复杂系统, 具有射 程远、威力大、精度高、 破坏性强等特点。特别是远程弹 道导弹作为国家战略威慑的重要 手段, 是维护国家权益的有力保 障。飞 航 导 弹 是 实 现 以 攻 为 主 作战思想的主要手段。实战 表明, 在局部战争、周边战争和 突发事件中, 飞航导弹是快速 进 攻性精确制导武器的典型代表, 可对敌 方实施全天 候、全时段、
3. 1 美国 到 1998 年, 美国劳 伦斯
的突破性武器。此时 Saenger 向 德国高级司令部提出一种能够袭
炸机外形以及两种不同的助推方 案。 1954 年美 国空军 开始 支持
利弗莫尔国家实验室的工程人员 向美国军方高级官员介绍了一种
击当时的纽约城的跳跃滑翔轰炸 机。他设计的轰炸机是由助推火 箭送到亚轨道高度, 然后沿大气
1) 基本弹道方案 根据 Saenger提出助推-跳跃 滑翔弹道概念, 这种超声速制导 武器的基本弹道可以是在大气层 边缘做类似正弦曲线的机动, 或 是在 40km ~ 60km 高度范围内做 微幅震荡平飞等。这种跨大气层 的跳跃滑翔弹道可以有效增大射 程, 非常规弹道和高马赫数飞行 可以使攻击效能倍增。而且飞行 器在大气层外飞行时间 相当长, 不仅不会有气动加热问题, 而且 可通过辐射散发机体热量。 2) 飞行控制方案 苏联 出 版 的 《军 事 百 科 词 典》指出, 滑翔式弹道 是弹道式 弹道和在稠大气层内依靠空气动 力面升 力的滑 翔段相 结合 而成 的, 以便增大射程。参与滑翔弹 道的导弹通常具有不大的气动力 面和自主式或复合式控 制系统。 助推-滑翔弹道的 滑翔段采 用无