無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外攻防對(duì)抗建模與仿真研究.pdf

1、無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外攻防對(duì)抗建模與仿真的中心思想是建立由攻擊機(jī)、目標(biāo)機(jī)、紅外誘餌、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈組成的復(fù)雜系統(tǒng)仿真平臺(tái)，通過仿真的方法，研究各種因素對(duì)無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外對(duì)抗系統(tǒng)作戰(zhàn)效能的影響，綜合考慮作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)與環(huán)境、己方裝備技術(shù)性能、作戰(zhàn)對(duì)象技術(shù)性能來制定紅外攻擊和紅外防御的策略，使機(jī)載紅外對(duì)抗裝置和紅外導(dǎo)彈的作戰(zhàn)效能得到充分的發(fā)揮，增強(qiáng)無人戰(zhàn)斗機(jī)的生存力和戰(zhàn)斗力。
　　無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外攻防仿真包括紅外攻擊和紅外防御兩大部分，二者不是獨(dú)立的，而

2、是在空戰(zhàn)中必須同時(shí)兼顧的。紅外對(duì)抗中，紅外干擾是基礎(chǔ)。無人機(jī)紅外干擾系統(tǒng)的作戰(zhàn)效能的發(fā)揮一方面依賴于紅外干擾技術(shù)水平，一方面依賴于載機(jī)對(duì)干擾裝置的戰(zhàn)術(shù)使用。二者是相輔相成的，技術(shù)決定戰(zhàn)術(shù)，戰(zhàn)術(shù)牽引技術(shù)。戰(zhàn)技融合的實(shí)質(zhì)是充分利用技術(shù)與戰(zhàn)術(shù)的關(guān)系，達(dá)到最大的作戰(zhàn)效能。但目前世界上沒有一個(gè)國(guó)家擁有真正意義上的無人戰(zhàn)斗機(jī)，這是由于無人戰(zhàn)斗機(jī)攻防作戰(zhàn)的策略是最棘手的難題之一。因此本文對(duì)無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外攻防對(duì)抗戰(zhàn)技融合方法的研究具有十分重要的意義。<

3、br>　　主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和所做的工作有：
　　（1）采用數(shù)字化建模技術(shù)，分析由無人戰(zhàn)斗機(jī)、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈、大氣環(huán)境和紅外誘餌組成的復(fù)雜紅外對(duì)抗系統(tǒng)的物理特性和運(yùn)動(dòng)特性，提出了“四位一體”的飛行器紅外對(duì)抗復(fù)雜系統(tǒng)建模方法，克服了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有紅外對(duì)抗單方面研究的不足。
　?。?）對(duì)紅外多元探測(cè)器導(dǎo)彈攻擊的全過程進(jìn)行建模仿真。改進(jìn)了目標(biāo)識(shí)別建模技術(shù)并進(jìn)行了基于時(shí)域波形特征分析的仿真，提高了導(dǎo)彈仿真結(jié)果的可信性；建立了導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)與制導(dǎo)通用計(jì)算模

4、型，通過導(dǎo)彈的飛行速度特性和可用過載共同確定來確定導(dǎo)彈運(yùn)動(dòng)特征，既簡(jiǎn)化了運(yùn)算，又提高了精度；同時(shí)，計(jì)算了導(dǎo)彈在典型攻擊條件下的攻擊區(qū)。
　?。?）綜合采用飛行力學(xué)、自動(dòng)控制、紅外輻射、數(shù)值計(jì)算、計(jì)算機(jī)技術(shù)等多學(xué)科交叉領(lǐng)域理論，采用數(shù)字化建模方法，建立了反映攻擊機(jī)、目標(biāo)機(jī)、紅外誘餌和導(dǎo)彈物理特性與隨機(jī)特性的紅外攻防對(duì)抗仿真平臺(tái)。該平臺(tái)由大氣模塊、無人戰(zhàn)斗機(jī)模塊、紅外誘餌模塊、紅外導(dǎo)彈模塊以及結(jié)果分析模塊五大類模塊組成。其中大氣模塊包

5、括靜態(tài)大氣模型、動(dòng)態(tài)大氣模型以及紅外傳輸模型；無人戰(zhàn)斗機(jī)模塊中包括飛機(jī)運(yùn)動(dòng)模型、動(dòng)態(tài)輻射模型和火控系統(tǒng)模型；紅外干擾模塊包括紅外煙幕、紅外誘餌彈、拖曳式誘餌、伴飛式誘餌和定向紅外干擾各自的運(yùn)動(dòng)模型和輻射模型，充分反映出各種紅外干擾技術(shù)的特點(diǎn)；導(dǎo)彈仿真模塊中包括導(dǎo)彈的目標(biāo)識(shí)別模型、制導(dǎo)模型與運(yùn)動(dòng)模型，其中對(duì)目標(biāo)識(shí)別的仿真采用由分析識(shí)別機(jī)理入手的功能仿真，比之普遍采用的能量質(zhì)心法更符合不同導(dǎo)彈的工作實(shí)際。
　?。?）分析了無人戰(zhàn)斗機(jī)紅

6、外攻防對(duì)抗戰(zhàn)技融合的內(nèi)涵，得到作戰(zhàn)態(tài)勢(shì)與環(huán)境、己方裝備技術(shù)性能、作戰(zhàn)對(duì)象技術(shù)性能、戰(zhàn)術(shù)方法四者之間的邏輯關(guān)系。然后通過理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)，以導(dǎo)彈命中率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，找出了戰(zhàn)斗機(jī)紅外防御中紅外煙幕、紅外誘餌彈、拖曳式誘餌、伴飛式誘餌以及定向紅外干擾的防御策略，以及無人戰(zhàn)斗機(jī)紅外攻擊中前半球攻擊和后半球攻擊四種作戰(zhàn)典型態(tài)勢(shì)下紅外攻擊的策略。
　　該研究不僅能提高紅外系統(tǒng)攻防對(duì)抗的理論研究水平，而且能為無人戰(zhàn)斗機(jī)作戰(zhàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論