[发明专利]一种导弹末制导阶段杀伤效果计算方法

说明书

本发明涉及武器系统与运用工程技术领域，公开了一种导弹末制导阶段杀伤效果的计算方法，包括：导弹和目标在三维空间内的质心运动模型和静态三维几何体模型、引信模型和破片飞散模型，根据导弹和目标的方向余弦矩阵将导弹和目标几何体固连在各自质心上，并由此确定各自的三维几何体在三维空间的运动模型；引信探测到目标后发出引爆信号经过信号延迟后到达战斗部；导弹引爆后破片均匀分布在杀伤面上，计算每一个破片的运动方程，然后代入目标几何体运动方程，计算是否命中以及命中部位，根据命中目标各部位的破片数量和杀伤系数加权评估杀伤效果。本发明是一种精确的导弹杀伤计算方法，精确计算破片的命中数量和命中部位，以此描述导弹的杀伤效果。

技术领域

本发明涉及导弹技术领域，特别涉及一种导弹在末制导阶段杀伤效果计算方法，可用于导弹的战斗部设计，对弹道设计和制导也有一定参考价值。

背景技术

导弹任务的主要任务是拦截并摧毁目标，以实现特定的作战意图。导弹的杀伤效果是最终也是极其重要的一环，将直接反映任务的完成情况。因此，在研究导弹拦截问题时，除了需要设计导弹的制导与控制律，也需要对导弹战斗部的引爆方式进行设计、计算与仿真，以实现对导弹末制导阶段的杀伤效果评估。

当前的导弹杀伤效果评估方法大多针对飞机、舰船等大型目标，由于目标体积较大，在一定意义上脱靶量就代表了杀伤效果，脱靶量小于某个值可代表对飞机的绝对杀伤，加上飞机速度与引爆后的破片速度相比小很多，很难在导弹引爆后飞出导弹的杀伤半径，因此针对飞机的破片杀伤仿真对精度要求不高。但是当目标为导弹等小型、快速飞行器时，由于目标体积较小，脱靶量无法直接体现末状态的杀伤效果，需要对导弹战斗部的破片状态进行准确计算，以评估破片的命中效果。且导弹与目标相对速度较快的情况下，二者交会时间也很短，因而对引爆时机要求很高，稍有延迟目标就会脱离导弹的杀伤半径，因此反导导弹的杀伤效果对计算精度要求极高，需要重新设计一种普适的计算方法用以评估导弹的杀伤效果。

发明内容

针对上述导弹杀伤效果评估的问题，本发明提出一种精确的导弹末制导阶段杀伤效果计算方法，包括如下步骤：

S1：建立导弹和目标的质心运动模型

设导弹的初始位置、速度和姿态分别为：r₀＝[r_x。，r_y0，r_z0]^T，v＝[v_x，v_y，v_z]^T，是俯仰角，Ψ是偏航角，γ是滚转角；

导弹惯性坐标系到弹体坐标系的方向余弦矩阵为D_cm；

质心运动方程如下：

r＝r₀+v·t＝[r_x，r_y，r_z]^T

目标质心运动方程建立方法与导弹相同。

S2：在弹体坐标系建立导弹的三维几何体模型：

首先将几何体分为弹体、弹头和弹翼三个部分；

假设导弹长为L，弹径为D，弹头长度为L_n，可根据不同导弹，选择不同的弹头，以二次型弹头为例，以质心为原点的弹体坐标系中：

弹体部分方程为：

弹头部分方程为：