空空导弹方案设计原理PDF电子书下载

第1章 空空导弹介绍 1

1.1空空导弹的发展历程 2

1.1.1红外型空空导弹的发展历程 3

1.1.2雷达型空空导弹的发展历程 4

1.2空空导弹的分类和特点 5

1.2.1空空导弹分类 5

1.2.2空空导弹的特点 6

1.3空空导弹的组成和功能 7

1.3.1导引系统 8

1.3.2飞行控制系统 9

1.3.3引战系统 9

1.3.4推进系统 9

1.3.5能源系统 10

1.3.6数据链 10

1.3.7弹体系统 10

1.3.8遥测记录系统 10

1.4空空导弹的工作原理 10

第2章 空空导弹方案设计的内容和方法 14

2.1战术技术要求 14

2.1.1主要作战使用要求 14

2.1.2主要战术技术指标 15

2.2方案设计的过程 17

2.3方案设计的内容 19

2.3.1总体方案构思 19

2.3.2初步方案设计 21

2.3.3详细方案设计 23

2.4方案设计的基本方法 25

2.4.1多学科设计优化概述 25

2.4.2空空导弹多学科方案设计优化 27

2.4.3方案设计软件介绍 29

2.5方案设计的关键因素 30

2.5.1设计准则 30

2.5.2方案设计的关键性能指标 31

2.5.3方案设计的参数范围 33

2.5.4方案设计的经验教训 34

2.6基准导弹 35

2.6.1基准导弹选取原则 35

2.6.2基准导弹选取示例 35

2.7方案设计示例 36

2.7.1方案设计结果 36

2.7.2导弹方案设计示例 38

第3章 总体性能设计 42

3.1总体性能设计的输入和输出 42

3.1.1设计输入 42

3.1.2设计输出 44

3.2弹道设计 45

3.2.1弹道的类型 46

3.2.2弹道计算常用坐标系 48

3.2.3弹道方程的力学原理 55

3.2.4弹道计算模型 60

3.2.5弹道计算的限制条件 67

3.3最大最小发射距离设计 69

3.3.1最大发射距离设计 70

3.3.2最小发射距离设计 73

3.4截获概率 74

3.4.1截获的概念 74

3.4.2截获概率的协方差法 75

3.5攻击区 79

3.5.1攻击区的类型 79

3.5.2攻击区计算模型 83

3.5.3攻击区要求 84

3.6制导精度 85

3.6.1导引律及其选择 85

3.6.2脱靶量影响因素分析 89

3.6.3脱靶量仿真 91

3.6.4制导精度估计 92

3.7杀伤概率 95

3.7.1单发可靠导弹杀伤概率概念 95

3.7.2杀伤概率数学模型建立 95

3.7.3杀伤概率计算 97

3.8成本设计 100

3.8.1成本估算程序 100

3.8.2成本估算方法 100

3.8.3全寿命周期成本模型 101

3.8.4单发导弹成本 103

3.9空空导弹的评价指标 103

3.9.1弹道性能参数 103

3.9.2典型攻击距离与攻击区 104

3.9.3系统性能参数 105

第4章 气动外形设计 107

4.1气动外形设计要求 107

4.2气动布局方案 108

4.2.1气动布局的分类和特点 108

4.2.2气动布局的内在联系 110

4.2.3气动布局的发展方向 110

4.3稳定性和操纵性 111

4.3.1静稳定性 111

4.3.2稳定性 112

4.3.3操纵性 113

4.4导弹阻力 115

4.4.1摩擦阻力 115

4.4.2底部阻力 117

4.4.3波阻力 118

4.4.4诱导阻力 119

4.5导弹升力 120

4.5.1弹翼升力 120

4.5.2弹体升力 124

4.5.3全弹总升力 125

4.6导弹俯仰/偏航力矩 125

4.6.1俯仰/偏航力矩的一般表达式 126

4.6.2动导数 126

4.6.3非定态飞行的附加力矩 127

4.6.4机动性和过载 128

4.7导弹横滚力矩 129

4.7.1气动横滚力矩的表达式 130

4.7.2横滚力矩系数 131

4.7.3横向静稳定性 133

4.8升力面设计 133

4.8.1升力面平面几何形状的选择 133

4.8.2升力面参数的减重选择 134

4.8.3升力面参数对阻力影响的选择 135

4.8.4舵面设计 136

4.9气动载荷 137

4.9.1导弹的载荷 137

4.9.2自主飞气动载荷 138

4.9.3挂飞气动载荷 139

4.10气动加热 139

4.10.1气动加热的数学模型 140

4.10.2气动加热严酷条件选择及计算 142

4.10.3气动加热的重点部位 143

4.10.4降低热流量的方法 143

第5章 结构布局设计 144

5.1结构布局要求及方案 144

5.1.1结构布局要求 144

5.1.2结构布局方案 146

5.2弹体布局子系统 148

5.2.1导引头 148

5.2.2飞行控制系统 149

5.2.3发动机 149

5.2.4引信、安全与解除保险装置、战斗部 150

5.2.5舱段分离面的连接形式 150

5.2.6与发射装置间的结构协调 150

5.3结构外形的误差要求 152

5.3.1外形误差要求 152

5.3.2弹体表面粗糙度的影响 153

5.3.3外形误差测量及误差处理 153

5.4物理参数 155

5.4.1导弹的物理参数 155

5.4.2导弹物理参数预计 155

5.4.3质量质心控制 157

5.5热防护设计 160

5.5.1热防护准则 160

5.5.2弹体结构的热防护分类 161

5.5.3防热涂层要求 161

5.5.4热防护结构的选择 161

5.6模态参数 162

5.6.1弹体模态分析 162

5.6.2气动弹性稳定性要求 164

5.6.3导弹稳定性和频率响应试验 165

5.7结构材料选择 166

5.7.1材料的选用原则 166

5.7.2常用结构材料 167

5.8传感器的位置 169

5.8.1导弹的气动伺服弹性问题 169

5.8.2稳定控制回路设计应考虑的弹性振动 170

5.8.3传感器位置的选择 171

5.9计算机辅助结构布局设计 171

5.9.1计算机辅助设计（CAD）基础 172

5.9.2模型装配与检查 172

5.9.3运动仿真 173

第6章 推进系统设计 174

6.1发动机设计要求 175

6.1.1性能要求 175

6.1.2使用条件 175

6.13安全性要求 176

6.1.4其他要求 176

6.2发动机方案类型和设计流程 176

6.2.1发动机方案类型 176

6.2.2不同方案类型发动机的比较 180

6.2.3发动机方案设计流程 180

6.3固体火箭发动机的主要组成和推力形成 182

6.3.1固体火箭发动机的主要组成 182

6.3.2固体火箭发动机的推力形成 183

6.4固体火箭发动机的主要参数 184

6.4.1固体火箭发动机主要性能参数 184

6.4.2固体火箭发动机主要参数之间的关系 185

6.5固体火箭发动机性能设计 188

6.5.1工作压强的选择 188

6.5.2喷管面积扩张比的选择 188

6.5.3固体火箭发动机药形选择 189

6.5.4固体推进剂选择 190

6.5.5影响燃速的主要因素 193

6.5.6装药设计和内弹道性能仿真 196

6.5.7药柱结构完整性分析 198

6.6结构设计和材料选择 200

6.6.1结构设计原则 200

6.6.2连接与密封方式 200

6.6.3材料选择 201

6.6.4燃烧室壳体壁厚的确定 202

6.7喷管类型和推力调节 203

6.7.1喷管类型的选择 203

6.7.2推力调节 205

6.8推力矢量装置 205

6.8.1燃气舵 205

6.8.2扰流板 206

6.8.3摆动喷管 206

6.8.4二次喷射装置 206

6.8.5直接力（RCS）装置 207

6.8.6空空导弹推力矢量控制装置设计原则 208

6.9固体火箭冲压发动机性能和方案设计 208

6.9.1工作原理和设计原则 208

6.9.2主要性能参数 209

6.9.3方案设计 210

6.9.4固体火箭冲压发动机与导弹总体一体化设计 211

第7章 制导控制系统设计 213

7.1设计要求与系统组成 213

7.1.1制导控制系统设计要求 213

7.1.2制导控制系统组成 214

7.2弹体气动力建模方法 214

7.2.1气动力数据的一般使用方法 214

7.2.2混合级数模型的优点和原理 215

7.2.3建立混合级数模型的方法 219

7.3单平面导弹运动方程 220

7.3.1单平面弹道坐标系质心运动方程 221

7.3.2弹体运动传递函数 223

7.3.3弹体扰动运动状态方程 227

7.4稳定回路 229

7.4.1稳定回路性能要求 229

7.4.2稳定回路结构选择 230

7.4.3稳定回路特殊功能 232

7.4.4稳定回路设计方法 233

7.4.5静不稳定导弹的控制 244

7.4.6空间耦合性分析 246

7.5舵机 250

7.5.1舵机的性能要求 250

7.5.2舵机的建模方法 251

7.5.3舵机性能对稳定回路的影响 254

7.6捷联惯导和组合导航 255

7.6.1捷联惯导原理 255

7.6.2导航算法 256

7.6.3动基座传递对准 257

7.6.4组合导航 259

7.7导引回路与滤波算法 261

7.7.1对导引回路的主要要求 261

7.7.2导引回路数学模型 262

7.7.3滤波算法 269

7.8制导回路 272

7.8.1制导回路组成 273

7.8.2制导回路数学模型 273

7.8.3雷达导引系统寄生回路对制导系统的影响 274

7.8.4制导回路仿真 278

7.8.5复合制导 279

第8章 红外导引系统设计 282

8.1红外导引系统功能组成与设计要求 282

8.1.1红外导引系统的功能及组成 282

8.1.2基本工作原理 284

8.1.3红外导引系统设计要求 286

8.2红外辐射和传输 291

8.2.1目标的红外辐射特性 291

8.2.2背景红外辐射特性 292

8.2.3红外辐射在大气中的传输 293

8.3红外导引系统方案设计 295

8.3.1方案选择的基本思路 295

8.3.2探测系统方案选择 295

8.3.3跟踪稳定平台方案选择 296

8.3.4系统作用距离分析计算 297

8.4红外探测系统 300

8.4.1探测器 300

8.4.2波段设计 301

8.4.3调制体制 303

8.4.4光学系统 305

8.5跟踪与随动系统设计 306

8.5.1跟踪稳定平台类型与建模 306

8.5.2跟踪回路方案设计 309

8.5.3锁定、搜索及随动系统方案设计 312

8.6信号处理系统 313

8.6.1目标信号检测基本方法 313

8.6.2目标信号处理系统参数设计 316

8.6.3软件算法设计 317

8.7光电对抗设计 319

8.7.1干扰类型与特性 319

8.7.2抗干扰的信息处理基础 322

8.7.3抗干扰的基本方法 322

8.8红外导引系统设计中的几个重要问题 324

8.8.1低噪声设计 325

8.8.2抗背景干扰 328

8.8.3气动热设计 331

第9章 雷达导引系统设计 333

9.1雷达导引系统设计要求 333

9.1.1雷达导引系统组成与基本工作原理 333

9.1.2雷达导引系统主要功能要求 334

9.1.3雷达导引系统主要性能要求 335

9.2电磁波的传播与散射特性 337

9.2.1电磁波的传播 337

9.2.2目标特性 339

9.2.3目标的雷达隐身 341

9.3雷达导引系统方案设计 343

9.3.1工作时序设计 343

9.3.2作用距离计算 344

9.3.3工作频率选择 346

9.3.4工作体制选择 346

9.3.5工作波形设计 346

9.3.6目标检测设计 347

9.3.7速度跟踪回路设计 348

9.3.8角跟踪回路设计 350

9.4重要分系统设计 351

9.4.1天线设计 351

9.4.2接收机设计 354

9.4.3发射机设计 357

9.4.4天线罩设计 361

9.5抗干扰设计 365

9.5.1空空导弹电子战环境 365

9.5.2抗干扰措施设计 371

9.6雷达导引系统设计中的几个重要问题 373

9.6.1动态范围问题 373

9.6.2抗遮挡问题 374

9.6.3收/发隔离问题 375

第10章 引战系统设计 377

10.1引战系统工作特点与设计要求 377

10.1.1引战系统工作特点 378

10.1.2引战系统设计流程 378

10.1.3引战系统设计要求 380

10.2引战配合技术 384

10.2.1引信启动区 384

10.2.2战斗部静态杀伤区 385

10.2.3战斗部动态杀伤区 386

10.2.4战斗部相对动态杀伤区 387

10.2.5引战配合效率 388

10.2.6引战配合效率计算 389

10.2.7引战配合分析及最佳引战配合计算举例 390

10.3目标类型及易损性 393

10.3.1目标分类 393

10.3.2目标易损性 394

10.3.3目标易损性模型建模内容 395

10.3.4目标要害部件（致命性部件）的确定步骤及分析方法 397

10.3.5目标易损性模型建模图示 397

10.4交会条件 399

10.4.1交会参数 399

10.4.2交会坐标系 400

10.4.3交会模型中计算引信启动点举例 401

10.5引信方案 402

10.5.1无线电引信方案 402

10.5.2激光引信方案 409

10.6制导引信一体化方案 412

10.6.1制导引信一体化设计需求 412

10.6.2一种制导引信数学模型 413

10.6.3一种红外成像制导引信一体化方案 417

10.7战斗部方案 418

10.7.1破片战斗部 418

10.7.2连续杆战斗部 422

10.7.3离散杆战斗部 423

10.7.4战斗部对目标杀伤作用 424

10.8定向引战系统方案 425

10.8.1定向引战系统技术动态 425

10.8.2定向引战系统组成及关键技术 426

第11章 能源系统设计 432

11.1能源系统设计要求 432

11.1.1能源系统在空空导弹中的作用和特点 432

11.1.2功能要求 432

11.1.3技术指标要求 433

11.2能源系统的类型 434

11.2.1能源系统的分类 434

11.2.2能源系统的应用 434

11.3载机供电的电源特性 435

11.3.1载机电源的分类和应用 435

11.3.2载机28V直流供电特性 435

11.3.3载机270V直流供电特性 437

11.3.4载机115V/400Hz交流供电特性 437

11.4载机供电的转换和品质处理 440

11.4.1载机115V/400Hz交流供电转换 440

11.4.2载机270V直流供电转换 442

11.4.3载机28V直流供电品质处理 442

11.5弹上供电的能源系统设计 443

11.5.1燃气涡轮发电机设计 443

11.5.2热电池设计 444

11.6气源的选择和设计 448

11.6.1高压冷气源设计 448

11.6.2燃气能源设计 449

11.7液压源的选择和设计 453

11.7.1组成及工作原理 453

11.7.2设计要求与方法 454

第12章 数据链设计 457

12.1数据链设计要求 457

12.1.1数据链在空空导弹中的作用和特点 457

12.1.2功能要求 458

12.1.3技术指标要求 459

12.2数据链方案 459

12.2.1数据链组成及工作原理 460

12.2.2数据链设计原则 461

12.2.3数据链工作体制选择 462

12.3配弹曲线的实现 466

12.3.1需求分析 466

12.3.2攻击包线计算 466

12.3.3天线方向图和增益计算 467

12.3.4弹载数据链天线实现 468

12.4数据链射频通道设计 468

12.4.1射频通道组成及工作原理 468

12.4.2射频通道主要指标 469

12.4.3射频通道分析设计 472

12.4.4射频通道测试要求 475

12.5数据链信号处理机设计 475

12.5.1信号处理机组成及工作原理 475

12.5.2信号处理机指标分配 477

12.5.3信号处理机分析设计 477

12.5.4信号处理机测试要求 484

12.6数据链加密 484

12.6.1常用加密策略 484

12.6.2认证与加密 486

12.6.3扩频加密技术 486

12.7数据链抗干扰技术 487

12.7.1抗干扰需求分析 487

12.7.2抗干扰措施 487

12.7.3抗干扰指标分配 489

12.7.4抗干扰能力计算 490

参考文献 492