魚(yú)雷全彈道的設(shè)計(jì)課件

1、第三章 魚(yú)雷彈道魚(yú)雷全彈道設(shè)計(jì)導(dǎo)引彈道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程魚(yú)雷制導(dǎo)的導(dǎo)引方法1書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏第三章 魚(yú)雷彈道魚(yú)雷全彈道設(shè)計(jì)1書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯3-1 魚(yú)雷全彈道設(shè)計(jì)對(duì)于一般魚(yú)雷，整個(gè)彈道由空中彈道（空投和火箭助飛魚(yú)雷）、入水和下潛彈道、搜索彈道、導(dǎo)引和攻擊彈道及丟失目標(biāo)后的再搜索彈道等組成。2書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-1 魚(yú)雷全彈道設(shè)計(jì)對(duì)于一般魚(yú)雷，整個(gè)彈道由空中彈道（空一、空投魚(yú)雷的空中彈道 空投魚(yú)雷空中彈道的設(shè)計(jì)主要解決以下問(wèn)題：1.通過(guò)空投魚(yú)雷空中彈道的分析與預(yù)估，提出滿足空投魚(yú)雷空中穩(wěn)定減速要求的降落傘設(shè)計(jì)指標(biāo)。2.經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)

2、測(cè)量降落傘的氣動(dòng)特性和空中彈道，據(jù)此對(duì)空中穩(wěn)定裝置進(jìn)行修改，最終滿足魚(yú)雷空中彈道的要求。3.由實(shí)際投放試驗(yàn)得到的空中彈道參數(shù)對(duì)理論彈道進(jìn)行修正，最終給出反映該空投魚(yú)雷空中彈道的射表，并給出最佳投雷區(qū)。3書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏一、空投魚(yú)雷的空中彈道 空投魚(yú)雷空中彈道的設(shè)計(jì)主要解決二、 入水和下潛彈道 入水和下潛彈道設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使魚(yú)雷盡快到達(dá)設(shè)定搜索深度，淺海使用的魚(yú)雷還要求魚(yú)雷尋深過(guò)程中達(dá)到的最大深度(俗稱(chēng)袋深)不超過(guò)允許值。設(shè)計(jì)這段彈道時(shí)必須考慮到：1.魚(yú)雷以一定的入水參數(shù)(速度、姿態(tài)、攻角、角速度)入水，經(jīng)過(guò)入水沖擊，從空中進(jìn)到水中，魚(yú)雷的運(yùn)動(dòng)參數(shù)會(huì)有相當(dāng)大的、離散

3、的、隨機(jī)的變化。2.魚(yú)雷動(dòng)力系統(tǒng)入水后啟動(dòng)，才能提供動(dòng)力，推力逐漸增加到穩(wěn)態(tài)值，其間魚(yú)雷處于非定常運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。4書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏二、 入水和下潛彈道 入水和下潛彈道設(shè)計(jì)的目標(biāo)是使三、搜索彈道的設(shè)計(jì)保證魚(yú)雷捕獲概率高而航程消耗小1.自導(dǎo)搜索方式、搜索形式和速制2.水面艦艇和潛艇發(fā)射魚(yú)雷的自導(dǎo)搜索3.空投和火箭助飛魚(yú)雷的自導(dǎo)搜索4.主動(dòng)自導(dǎo)旋回搜索時(shí)的角速率限制5.線導(dǎo)魚(yú)雷的搜索方式、攻擊形式和導(dǎo)引方法5書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏三、搜索彈道的設(shè)計(jì)保證魚(yú)雷捕獲概率高而航程消耗小5書(shū)山有路勤四、 捕獲和攻擊段彈道設(shè)計(jì)1. 聲自導(dǎo) 對(duì)于大多數(shù)魚(yú)雷來(lái)說(shuō)

4、，其對(duì)目標(biāo)的探測(cè)主要是目標(biāo)在航行過(guò)程中所發(fā)出的噪聲(被動(dòng)方式下)或聲反射，并通過(guò)海水的傳播而到達(dá)魚(yú)雷的自導(dǎo)裝置，從而測(cè)定目標(biāo)的有關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。 常見(jiàn)的導(dǎo)引規(guī)律有尾追法固定提前角導(dǎo)引法、自動(dòng)調(diào)整提前角法和比例導(dǎo)引法等。2.尾流自導(dǎo) 尾流自導(dǎo)是利用敵艦的尾流來(lái)導(dǎo)引魚(yú)雷攻擊目標(biāo)，以其不受敵水聲對(duì)抗器材的誘騙和干擾的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)正越來(lái)越多地應(yīng)用在攻擊水面艦艇的魚(yú)雷上。6書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏四、 捕獲和攻擊段彈道設(shè)計(jì)1. 聲自導(dǎo)6書(shū)山有路勤為徑五、再搜索彈道 再搜索時(shí)的制導(dǎo)方式和再搜索形式，與魚(yú)雷丟失目標(biāo)時(shí)的制導(dǎo)方式及狀態(tài)有關(guān)。在主動(dòng)自導(dǎo)時(shí)丟失目標(biāo)，則進(jìn)行主動(dòng)自導(dǎo)再搜索；在被動(dòng)自導(dǎo)

5、時(shí)丟失目標(biāo)，則進(jìn)行被動(dòng)自導(dǎo)再搜索。 主動(dòng)自導(dǎo)時(shí)的再搜索彈道形式與丟失目標(biāo)時(shí)目標(biāo)是否核實(shí)及丟失時(shí)的距離有關(guān)，一般分為3種形式。 1.目標(biāo)未經(jīng)過(guò)核實(shí)就丟失目標(biāo)的再搜索 2.遠(yuǎn)距離丟失目標(biāo)的再搜索 3.近距離丟失目標(biāo)的再搜索7書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏五、再搜索彈道 再搜索時(shí)的制導(dǎo)方式和再搜索形式， 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程是指描述魚(yú)雷、目標(biāo)、制導(dǎo)站之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的方程。建立相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程是導(dǎo)引彈道運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的基礎(chǔ)。 1.自導(dǎo)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程 設(shè)在某一時(shí)刻，目標(biāo)位于T點(diǎn)位置，魚(yú)雷處于V點(diǎn)位置。在上述假定條件下，魚(yú)雷和目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程可以用定義在攻擊平面內(nèi)的極坐標(biāo)參量r，q的變化規(guī)律來(lái)描述

6、。3-2 導(dǎo)引彈道的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程8書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程是指描述魚(yú)雷、目標(biāo)、制導(dǎo)站之間相對(duì)運(yùn) 根據(jù)圖所示的魚(yú)雷和目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系就可以直接建立相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程，將魚(yú)雷速度矢量 和目標(biāo)的速度矢量 分別沿目標(biāo)瞄準(zhǔn)線的方向及法線的方向上分解，可以得到描述相對(duì)距離變化率drdt和目標(biāo)線方位角變化率dqdt的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程為: 9書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 根據(jù)圖所示的魚(yú)雷和目標(biāo)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系就 從方程組中可以看出，方程組包含5個(gè)未知量r、q、 、 、（或 )，而方程組只含有4個(gè)方程，無(wú)法得到確定解。為此，尚需建立一個(gè)方程，它就是描述導(dǎo)引

7、方法的導(dǎo)引關(guān)系方程。目前，自導(dǎo)導(dǎo)引方法常見(jiàn)的有尾追法、平行接近法、比例導(dǎo)引法、固定提前角導(dǎo)引法等，相應(yīng)的導(dǎo)引關(guān)系方程為： 1）尾追法 2）平行接近法 q=q0 =常數(shù) 3）比例導(dǎo)引法 4）固定提前角法 =常數(shù)010書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 從方程組中可以看出，方程組包含5個(gè)未知量3-3 尾追導(dǎo)引法 尾追導(dǎo)引法是指魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的過(guò)程中，魚(yú)雷的速度矢量始終指向目標(biāo)的一種導(dǎo)引方法。這種方法要求魚(yú)雷速度矢量的提前角彈道方程11書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-3 尾追導(dǎo)引法 尾追導(dǎo)引法是指魚(yú)雷在攻擊目 假定目標(biāo)和魚(yú)雷始終在固定的攻擊平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)做等速直線

8、運(yùn)動(dòng)。若取基準(zhǔn)線平行于目標(biāo)的速度矢量 ,則 。方程組改寫(xiě)為：第2式去除第1式可得：12書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 假定目標(biāo)和魚(yú)雷始終在固定的攻擊平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，目標(biāo)做 令 為速度比，p為一常數(shù)，其值必須大于1，才能使魚(yú)雷與目標(biāo)的接近速度為負(fù)值，使魚(yú)雷接近目標(biāo)。進(jìn)行分離變量積分后，可得 說(shuō)明了此種導(dǎo)引方法在任何初始條件r0和q0時(shí)，魚(yú)雷只能從目標(biāo)的尾部與目標(biāo)相遇。13書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 令 為速度比，p為一常數(shù)，其值必3-4 固定提前角導(dǎo)引法 所謂固定提前角導(dǎo)引法是指魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的導(dǎo)引過(guò)程中，魚(yú)雷的速度矢量與視線保持一定的角度的導(dǎo)引規(guī)律。其導(dǎo)引方

9、程為 =常數(shù)0彈道方程 固定提前角導(dǎo)引時(shí)，若取基準(zhǔn)線平行于目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)軌跡，目標(biāo)的速度大小和方向都不變，導(dǎo)引的幾何關(guān)系如圖3所示。14書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-4 固定提前角導(dǎo)引法 所謂固定提前角導(dǎo)引法1)當(dāng) 時(shí)，得到固定提前角彈道公式為：其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程組為：可以推導(dǎo)出:15書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏1)當(dāng) 時(shí)，得到固定提前角彈道公式為：其相2）當(dāng) 時(shí)，可以導(dǎo)出：3）當(dāng) 時(shí)，魚(yú)雷的提前角太大，魚(yú)雷彈道是一個(gè)在目標(biāo)周?chē)D(zhuǎn)的彈道，并且不與目標(biāo)相碰。16書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏16書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏

10、3-5 自動(dòng)調(diào)整提前角導(dǎo)引法 自動(dòng)調(diào)整提前角導(dǎo)引法是一種在導(dǎo)引過(guò)程中由自導(dǎo)裝置逐步建立平行接近導(dǎo)引關(guān)系的導(dǎo)引方法。在正確提前角建立之后，目標(biāo)就停留在某一波瓣(這個(gè)波瓣就是聲零軸)內(nèi)不動(dòng)，從而視線的方向保持不變。 優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)引時(shí)間短，魚(yú)雷與目標(biāo)相遇時(shí)的舷角不等于零，從而增大了魚(yú)雷與目標(biāo)相遇時(shí)目標(biāo)的有效尺度。17書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-5 自動(dòng)調(diào)整提前角導(dǎo)引法 自動(dòng)調(diào)整提前角導(dǎo) 缺點(diǎn)：隨著魚(yú)雷接近目標(biāo)，相對(duì)距離r逐漸減小，目標(biāo)方位角的旋轉(zhuǎn)率逐漸增大。所以，當(dāng)魚(yú)雷離目標(biāo)較遠(yuǎn)時(shí)，提前角調(diào)整得較慢，導(dǎo)引彈道彎曲程度較?。划?dāng)魚(yú)雷離目標(biāo)較近時(shí)，提前角調(diào)整加快，導(dǎo)引彈道的彎曲程度也隨

11、之加大，這是自動(dòng)調(diào)整提前角法的一個(gè)重要缺點(diǎn)。18書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 缺點(diǎn)：隨著魚(yú)雷接近目標(biāo)，相對(duì)距離r逐漸減小，目標(biāo)3-6 比例導(dǎo)引法 比例導(dǎo)引法是指魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的過(guò)程中，魚(yú)雷速度矢量的旋回角速度與目標(biāo)視線的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度成正比的導(dǎo)引法。導(dǎo)引方程為： k為比例系數(shù)。19書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-6 比例導(dǎo)引法 比例導(dǎo)引法是指魚(yú) 比例導(dǎo)引法具有一定普遍性。固定提前角法和平行接近法分別是比例導(dǎo)引系數(shù)k=1（ ）和k=時(shí)比例導(dǎo)引法的兩種特殊情況。尾追導(dǎo)引法又是在 時(shí)固定提前角法的一種特殊情況。所以比例導(dǎo)引法的彈道特性介于固定提前角法與平行接近法兩

12、者之間。彈道方程20書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 比例導(dǎo)引法具有一定普遍性。固定提前角法和平行接近法分3-7 平行接近法 魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的導(dǎo)引過(guò)程中，魚(yú)雷與目標(biāo)視線在空間保持一定方向的導(dǎo)引法稱(chēng)為平行接近法。 相對(duì)運(yùn)動(dòng)方程為： 對(duì)1式積分得： 因此，平行接近導(dǎo)引法是固定提前角導(dǎo)引法的特殊情況。 全航行時(shí)間為：21書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-7 平行接近法 魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的導(dǎo)引過(guò)程3-8 三點(diǎn)法導(dǎo)引 所謂三點(diǎn)法導(dǎo)引是指魚(yú)雷在攻擊目標(biāo)的導(dǎo)引過(guò)程中，魚(yú)雷始終處于制導(dǎo)站與目標(biāo)的連線上，因此三點(diǎn)法又稱(chēng)為重合法，導(dǎo)引方程為：22書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏3-8 三點(diǎn)法導(dǎo)引 所謂三點(diǎn)法導(dǎo)引是指魚(yú)雷在攻 假設(shè)制導(dǎo)站是靜止的，且目標(biāo)作水平直線運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)如圖23書(shū)山有路勤為徑學(xué)海無(wú)涯苦作舟 專(zhuān)業(yè)分享，敬請(qǐng)收藏 假設(shè)制導(dǎo)站是靜止的，且目標(biāo)作水平直線運(yùn)動(dòng)相對(duì)運(yùn)動(dòng)如圖 三點(diǎn)法導(dǎo)引最顯著的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)