电视制导航弹安保装置设计.doc

1引言1.1本设计的研究背景电视制导航空炸弹是空军对地面设施进行攻击的主要弹药，具有威力大、成本低的特点。20世纪60年代初，由于美军在越南战场上损失大量作战飞机，消耗大量常规弹药后，重新开始发展制导炸弹，并成功研制第1代制导炸弹，典型的有“宝石路”激光制导炸弹，“白星眼”电视制导炸弹。20世纪70年代中期，美国为提高制导炸弹的命中精度与抗干扰能力，对第一代制导炸弹加以改进，改进重点为制导系统与空气动力组件。改进后的制导炸弹采用模块化结构和一弹多头体制，可根据不同的作战对象和作战环境更换不同的导引头，同时由原来主要对付地面静止目标发展到能打击坦克、车辆等运动目标，尤其是80年代中期后，美国开始将其装备于直升机上，成为攻击地面集群装甲目标的“杀手锏”武器。90年代以来，在高新电子信息技术的推动下，精确制导武器的性能得到大幅度的提高，这集中表现在精度制导、高精度传感器和近实时的数据处理与通信系统三方面。在海湾战争中，多国部队使用各种导弹、制导航弹、末制导炮弹多达五十多种，这标志着能够精确打击目标的武器已经成为现在战争的主要突击力量。因此，世界各国均不同程度的调整国防计划，大力发展精确制导武器，力求在未来军事比对中保持绝对优势[1,2]。1.2制导航弹在国外同类武器发展的现状与趋势美国的风力校正弹药布撒器(WCMD)是常规弹药布撒器的改装武器，始研于海湾战争末期，由洛克希德马丁公司和阿兰德/德克萨斯仪器公司改装。WCMD对常规航弹的改装主要是加装尾部组件，即在尾部加装惯性制导系统、可弹出活动尾翼、传动电机和数据器。该尾部组件可实施对航弹的控制和操纵，使航弹沿着预定的弹道飞行。WCMD力对弹道的影响降至最低，从而提高了高空投弹时的轰炸精度[3]。80年代以来，较大规模的局部战争在不同程度上使用了精确制导武器，且比率越来越高。在1991年的海湾战争中，精确制导武器的使用量约占总投弹量的8%，科索沃战争上升到35%，阿富汗战争达到了60%，而在伊拉克战争中，美军空袭使用的GPS辅助制导的精确制导弹药超过了90%[4,5]。因此，在各个国家的陆、海、空以及航天等各类武器装备中，精确制导技术已不可缺少。1.3电视制导技术的概述电视制导是利用电视摄像机捕获、识别、定位、跟踪直至摧毁目标。电视制导系统工作时从电视图像上可以直接看到目标图像，因而可以可靠的辨识目标、识别敌我，不向外辐射无线电波，不会被敌方的电子干扰装置所干扰，由于电视的分辨率高，制导精度很高、工作可靠,因此是一种好的末制导技术[6]。但可见光电视不能在夜间工作，不能探测烟雾遮挡的目标。现代的系统中安装了热象仪，它可以在夜间工作，对烟雾也有一定的穿透力，大大扩展了电视跟踪系统的作用时域[7,8]。可见光跟踪系统由于低空性能较雷达优越，在跟踪冷目标方面较红外优越，特别是在跟踪近距离目标时，具有显示直观，有利于截获和跟踪目标、跟踪精度高、抗电子干扰性等优点，因而备受青睐。1.4航空炸弹引信的结构和要求1.4.1航空炸弹引信的具体结构现代的航空炸弹一般地讲是由弹体、安定器、装药、引信和悬挂装置组成的[9,10]。弹体就是炸弹的外壳，用来连接各部分零件，装填炸药，并构成炸弹所需要的形状和强度。安定器，也叫做尾翼，装在炸弹的尾部。它的用途是使炸弹投下后能稳定地在空运转，也就是说，使炸弹在运动的时候，头部向下，不致在赛中滚转。这样，就能使炸弹沿着一定形状的弹道(炸弹运动的轨迹)在空中运动,以便准确地命中目标。装药是用来达成炸弹的爆炸效果的。一般炸弹装的是爆炸药，而在燃烧弹中装燃烧剂，在照明弹中装的是照明剂。引信，也叫做信管、雷管，它是在规定时间内，诱发弹爆炸的装置。一般装在炸弹的头部，也有装在炸弹尾部的，或者头部尾部都装的。悬挂装置包括弹箍,弹钩（或弹耳)，用来将炸弹悬挂在飞机的炸弹架上[11,12]。1.4.2航空炸弹引信的一些要求航空炸弹除应满足弹药的装药安定性、长储性、构造简单、成本低廉、能大量生产等基本要求外，还应满足如下要求：(1)攻击目标广泛性航空炸弹可对敌前方和后方的指挥所、通讯交通枢纽、飞机场、雷达、火炮和导弹阵地、坦克群、水面舰艇、水下潜艇、工厂、经济中心、政治中心、仓库、地下掩蔽所等任何目标和有生力量进行广泛性摧毁性打击。（2）与载机具有良好的相容性航空炸弹的品种、型号应该广泛适用于强击机、轰炸机和歼击轰炸机挂载炸弹的需求，具有作战和训练使用的灵活性。（3）载机安全，弹道稳定必须保证挂载飞行、投弹时载机的安全性炸弹在下落过程中的稳定性是十分重要的，如果炸弹落下时不稳定，炸弹碰击地面时将出现不稳定力矩，严重降低炸弹的侵彻能力，同时使跳弹的可能性增大，危及载机安全。另一方面，弹道不稳将会造成