xiangweishe diduikong daodandeyuanli......

发布网友 发布时间：2022-05-15 01:57

我来回答

共1个回答

热心网友 时间：2023-11-22 20:09

响尾蛇是迄今西方阵营使用最广泛的导弹——超过 110,000 枚导弹被美国和其他盟国（目前有 27 个国家和地区具备生产它的能力，其中包括瑞典等国家根据许可证进行生产）生产出来，而其中可能有百分之一在空战中被使用。响尾蛇是迄今使用最古老、价格最低廉、设计最成功的一型空空导弹，估计迄今至少击落 270 个空中目标。

中文名

响尾蛇空空导弹制导原理

外文名

Sidewinder

特    点

结构简单、方便升级

领    域

军事

目录

1 导弹简介

2 导弹红外探测原理

3 导弹基本导引原理

4 导弹跟踪目标原理

5 其他

导弹简介

编辑

响尾蛇的设计中一大亮点就是结构简单、方便升级。据说最初响尾蛇设计的目标就是：生产一种性能可靠、效果良好的导弹，它的电子系统复杂度只相当于一台收音机；而它的机械系统复杂度只相当于一台洗衣机。这个目标在早期生产的导弹中被很好地实现了。2002 年，美国海军专门举行了一场纪念仪式，纪念响尾蛇诞生 50 周年。

最新型的AIM-9X

响尾蛇空空导弹各型族谱图

响尾蛇空空导弹(2张)

响尾蛇导弹的英文名称是：Sidewinder，取自一种蛇类的名称，这种蛇体积很小，平时使用红外线感知器官来捕捉温血猎物。

导弹红外探测原理

编辑

上个世纪 20 年代，人们发现当硫化铅暴露在红外线——一种热辐射下时，会导致前者的电阻抗降低。这种现象的学名叫光电导性，或者光电导率。光电导性在其他波长光照下也会出现。于是一种初步设计方案产生了：通过硫化铅电阻抗值的变化计量当前红外线辐射的强度，同时根据强度强弱控制导弹飞行。进而设计一种导引头，引导导弹飞向散发着红外热辐射的目标——或者是飞机，或者是导弹。

导弹基本导引原理

编辑

响尾蛇在设计上借鉴了 德国二战中研制的Enzian 导弹设计上的一些独到之处，但是更多的还是革新，这些革新最终显著地提高了它的性能。首先，它的导引头结构酷似人眼的结构：使用一个矩形透镜（这个透镜的横截面应该是抛物面形状，类似于放大镜）替代了 Enzian 导弹控制系统中原有的“操舵”镜，前者被安装在响尾蛇导弹的头部，其对角线交点被垂直固定在导弹轴线上，透镜可以围绕这个圆心水平转动。红外线感应器则被安装在透镜的后方。当透镜平面的长轴、导弹的中轴线还有从目标通过镜片折射到红外线感应器的红外线处于一个平面时，目标发射的红外线就可能被红外线感应器感知（当然早期响尾蛇红外线感应器视界很窄，导致目标离开导弹轴线不能很远，远了就不行了）。因此透镜折射目标热辐射到达红外线感应器的连线和导弹中轴线之间夹角可以引导导弹飞向目标所在大致方向。

早期响尾蛇导弹引导头原理图

响尾蛇探测到的目标偏离导弹轴线的角度大小取决于目标热辐射到达透镜时，其折射点距离透镜边缘有多远。如果目标距离透镜固定轴（就是透镜的对角线交点）很远，被红外线感应器捕捉到的目标红外辐射肯定是通过接近透镜边缘的区域折射来的，反之会落在透镜*。由于透镜以固定角速度围绕导弹中轴作自旋，所以当目标发出红外线落在透镜边缘的时候，角速度一定的情况下，透镜边缘自旋的线速度肯定会很快，反之红外线折射点处于镜子*的时候，线速度会很慢。目标离轴角度可以根据透镜上折射红外线持续时间长短被估算出来（目标离轴越远，折射红外线在透镜上留存时间越短；反之则越长）。

导弹跟踪目标原理

编辑

响尾蛇通过改进跟踪方式来提高自己的命中率。Enzian 导弹通过将望远镜捕获的影像直接输送给控制系统来控制导弹飞向目标，就好像前者就是一个操纵杆一样。这意味着导弹在几乎所有条件下都只能直接飞向目标，通过尾追的方式来击落目标。为此导弹不得不在航程内保持足够的速度优势来追逐目标，以便在追踪过程中击落目标。

而响尾蛇则采取了不同的跟踪方式——一种被称为偏置导引的跟踪方式：

响尾蛇并不直接飞向红外线感应器感知到的目标方向，而是飞向目标未来将要到达的位置，在那里与目标“会合”。

所谓偏置导引，最早被用于舰船导航，为的是防止两艘舰船在海上相撞而采用的一种导航方式。后来被扩展到导弹跟踪，特别是对空中目标的跟踪上。这个算法的核心思想就是：在两个动目标之间的碰撞过程中，它们之间的连线在二维坐标系中的方向应该保持不变。所以在跟踪动目标的过程中，导弹的速度矢量应当随着目标位置、速度和运动方向的变化而变化，以保持它们之间连线方向保持不变，距离逐渐缩短，直到最后相交。

例如，当连续两次测量后发现目标保持在导弹左前方 5 度角的位置的时候，导引头不会要求控制系统改变导弹当前飞行方向。而当目标正在以和导弹相同速度偏转到导弹右前方 45 度角的位置的时候，导引头会发出信号要求导弹向右偏转来追踪目标。而如果导弹的飞行速度是目标的四倍情况下，导弹只要保持向右偏转 11 度就可以保证在未来某个时间点和目标“会合”了。只要保证无论在何种情况下，导弹和目标之间连线只要保持方向不变，二者总有交会的那一刻。这就是偏置导引技术的精髓，而且这种算法的技术实现也十分简单，在空战实践中这种技术十分有效。

但是仅仅靠这个还是不够的，响尾蛇必须具备飞行中修正自身飞行方向的能力。如果飞行过程中导弹一直以导弹长轴为轴心进行自旋，那么势必影响导引头中透镜自旋时的速度恒定性，进而影响导弹跟踪目标时的精度。为了修正导弹自旋带来的精度偏差，要设计一种感应器来感知和修正这些偏差。所以在导弹尾部的稳定翼面外 侧又加装了很小的控制翼面，它们被称为“陀螺舵”。飞行过程中高速气流流过这些翼面，如果导弹开始自旋，高速气流流过控制翼面时产生的扭转力矩迫使导弹恢复稳定状态，从而保证了跟踪精度。这样响尾蛇的设计师们用一种很简单的机械装置达到了与复杂的控制系统相同的效果。

防止导弹自旋的陀螺舵