◆ 第三章 导弹主要设计参数的选择
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3-1 概 述 在第二章中讨论了导弹战术技术要求的有关问题。战术技术要求一经确定,不但明确了对导弹飞行性能等的要求,而且也有了进行导弹总体设计的依据。
一、导弹的主要设计参数
在导弹总体设计中,所谓主要参数,是指与导弹飞行性能关系最为密切的参数,其中最主要的一般可归纳为导弹的质量
,发动机推力
和导弹的参考面积
对有翼导弹来讲,参考面积一般指弹翼面积,对弹道导弹而言,参考面积为导弹的最大横截面积。 导弹的质量
、推力
及弹翼面积
(或导弹的最大横截面积)这些参数与导弹的飞行性能关系极为密切,并在很大程度上决定了导弹的飞行性能。因此,对导弹总体设计来说,当战术技术要求确定之后,就应该首先确定上述主要参数。但是,主要参数除与战术技术要求有关外,尚与气动参数等有关,同时主要参数彼些之间相互影响,密切相关,所以,确定主要参数的过程是一项反复逐次近似的过程。
二、导弹的典型弹道 所谓典型弹道,是指代表设计情况的弹道,按它进行设计,则可以满足在导弹杀伤区(或攻击区)内所有弹道的要求。因此,典型弹道意味着某种设计指标的最严重情况。
1.地空导弹的典型弹道
一般来讲,地空导弹的典型弹道有三条,如图3.1所示。即
高近弹道(01)最大高度,最小斜射程;
高远弹道(02)最大高度,最大斜射程;
低远弹道(03)最小高度,最大斜射程。
图3.1 地空导弹的典型弹道
图3.2 空空导弹尾部攻击弹道
2.空空导弹的典型弹道
(1)考虑燃料消耗量的严重情况
这时,导弹应取最低作战高度(一般可取高度为3km)、最大射击距离
、尾追攻击、目标以最大速度
直线飞行的状态作为考虑燃料消耗的设计情况。如图3.2所示。
(2)弹翼面积
1)当导弹只具有在目标尾部攻的设计情况击能力时,应选取最大作战高度
、最小射击距离
、最大攻击角
和目标以最大内机动飞行作为考虑弹翼面积的主要设计情况,如图所示,图中
为目标最小转弯半径。
2)当导弹具有迎面攻击和离轴发射能力时,应该选取最大作战高度
、最小射击距离
、最大离轴角
、导弹与目标迎击时的情况作为考虑弹翼面积的主要设计情况,如图3.4所示。
以上讨论了地空导弹和空空导弹的典型弹道,至于弹道导弹和巡航导弹,在一般情况下,对应于射程最大的弹道是其最严重的情况。
图3.3 空空导弹尾部攻击机动目标的弹道
图3.4空空导弹迎面攻击弹道 三、主要设计参数选择的一般准则
前已提及,主要参数是与导弹飞行性能密切相关的参数,在选择确定主要参数时,必须保证满足战术飞行性能,但是,满足导弹飞行性能的参数并不是唯一的一组主要参数,而是有很多组参数,但究竟选择哪一组为主要参数好呢?这些参数如何搭配最有利呢?这里就有一个评价准则问题,在优化设计中是选择目标函数的问题。 在选择主要参数时,通常认为在满足导弹作战性能前提下,把导弹的最低成本作为评价准则是比较合理的。因为随着导弹武器性能的日益先进,成本急剧地增加,成本已成为导弹研制与竞争的突出矛盾,很多导弹武器系统方案失败或被否定,就是因为成本太昂贵。在没有足够成本资料时,通常以导弹的最小发射质量为评价准则,因为导弹的发射质量不仅在一定程度上反映导弹的成本(对大型火箭更是如此),同时,它也是衡量导弹武器系统优劣的一个重要指标。