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1.7 惯性制导
——独立自主 外邪不侵

惯性制导以牛顿定律为基础,是一种自主制导。所谓自主制导,是指导弹以自身或外部固定基准为依据,发射后不需要外界设备提供信息,可独立自主地飞向目标的制导方式。自主制导是一大类制导方式,包括惯性制导、匹配制导、星光制导等。

惯性制导部件

下图是惯性制导工作原理框图。陀螺仪用于测量导弹的角运动参数,包括偏航角、俯仰角和横滚角;加速度计用于测量导弹运动加速度;测量数据经过制导计算机运算,得到导弹姿态角、位置坐标和运动速度等导航信息,再与预定轨迹进行比较,进而形成制导指令。组成惯性制导系统的设备都安装在弹上,其特点是不需要任何外部信息就能根据导弹初始状态、飞行时间和引力场变化等确定导弹的瞬时运动参数,因而不受外界干扰。

惯性制导工作原理框图

惯性制导按照惯性测量设备在弹上安装方式的不同,分为平台式惯性制导和捷联式惯性制导。

平台式惯性制导是指利用陀螺稳定平台,以平台坐标系为基准测量弹体运动参数的制导模式。平台式惯导系统主要由加速度计、陀螺仪、惯性平台等组成。其优点是精度高、初始定位相对容易;与捷联式惯性制导系统相比,主要不足是体积大、质量大、成本高,使用与测试不方便。平台式惯性制导一般在中远程弹道导弹、洲际弹道导弹上应用较多。

“撒旦”洲际弹道导弹

“萨尔马特”洲际弹道导弹

捷联式惯性制导是指利用与弹体捷联安装的惯性测量装备,在弹体坐标系内测量有关运动参数,并通过计算建立基准的制导模式。相比于平台式惯性制导系统,捷联式惯性制导系统没有惯性平台,所以简化了结构,缩小了体积,减小了质量,降低了成本,提高了可靠性,但精度较低。捷联式惯性制导一般在中近程战术导弹上应用较多。

惯性制导需预先知道导弹自身和目标的位置,因此适用于攻击固定目标或已知运动轨迹的目标。地地、潜地弹道导弹多采用这种制导方式。下图是印度试射的“普利特维”短程惯性制导弹道导弹轨迹图。我们看到,纯弹道轨迹就是抛物线,而惯性末制导调控了弹道轨迹。

“普利特维”短程惯性制导弹道导弹轨迹图

惯性制导是各类制导方式中最基本、最重要的一种,可应用于导弹飞行的全过程(初始段、中段和末段),并频繁应用于“惯性制导+其他制导”的复合制导方式。惯性制导可以与电视、卫星、地形匹配、景象匹配、毫米波、微波、红外和激光构成复合制导。

“惯性制导+××制导”的复合制导方式示意图 cKWsltVXbE7/3h/ar3PPPCjxhPixbsQbqihKYpcwkzxvVGHNBdXiCh9N2e5A4dAq

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