線路引數
[拼音]:guanxing zhidao
[英文]:inertial guidance
利用慣性原理控制和導引導彈(或運載火箭)飛向目標的技術。慣性制導的原理是利用慣性測量裝置測出導彈的運動引數,形成制導指令,通過控制發動機推力的方向、大小和作用時間,把導彈自動引導到目標區。慣性制導是以自主方式工作的,不與外界發生聯絡,所以抗干擾性強和隱蔽性好。現代的地地戰術導彈、戰略導彈和運載火箭都採用慣性制導。慣性制導系統由慣性測量裝置、計算機和自動駕駛儀組成,它們全都裝在導彈上。慣性制導是在 V-2導彈制導系統的基礎上發展起來的。V-2導彈(見V-2工程)上安裝兩個雙自由度陀螺(見陀螺儀),一個用來穩定導彈的偏航和滾轉,另一個用來穩定和控制導彈俯仰角,使俯仰角按預定的時間程式偏轉,從而控制推力的方向。此外,導彈上的電解積分加速度計測出導彈的速度,它反映推力的大小和作用時間。當導彈偏轉到預定的俯仰角和速度達到預定值時,電解積分加速度計發出關閉發動機的指令。
慣性測量裝置由陀螺儀和加速度計組成。依慣性測量裝置在導彈上的安裝方式,慣性制導分為兩類。
(1)平臺式慣性制導:慣性測量裝置安裝在慣性平臺上,慣性平臺隔離彈體角運動對慣性測量裝置的影響,從而可以由這個裝置直接得到需要的運動引數值。
(2)捷聯式慣性制導:慣性測量裝置直接安裝在彈體上,這種制導必須通過計算機計算(排除彈體角運動的影響)才能獲得所需要的運動引數值,這是隨著計算機技術迅速發展而出現的制導方式。因為不需要平臺,系統的成本大為降低,但需要有效能優良的計算機。此外,由於慣性測量裝置直接安裝在彈體上,工作條件惡劣,對測量裝置的要求(抗振動、衝擊等)較高。
慣性制導的實質是控制彈體的位置以及速度的大小和方向,而速度是對加速度積分得到的,因此,加速度測量的精度對制導精度有相當大的影響。洲際導彈或人造地球衛星受地球重力的作用,加速度計無法測量當時當地的重力加速度,而計算機計算中使用的重力加速度的數值是事先規定的,並非當時當地的數值。為了提高慣性制導的精度,必須對地球形狀和重力場進行研究,得出精確的地球重力場模型,才能獲得精確的重力加速度值。對人造衛星軌道攝動(見航天器軌道攝動)的測量是現代研究地球形狀和重力場的重要方法。
導彈的慣性制導與飛機的慣性導航有所不同。彈道導彈把彈頭送到目標區或運載火箭把衛星送入軌道的精度取決於發動機關機時刻的彈道引數,可以用各種不同的關機點速度和位置引數的組合滿足命中同一目標的要求。在完成制導任務時不一定需要知道每一時刻導彈的速度和位置。慣性導航則需要知道每一時刻飛機的速度和位置。此外,對慣性制導來說精確控制關閉發動機的時刻極為重要,這是一個非常特殊的開路控制問題。而慣性導航僅提供軌道測量資訊。
提高制導精度是現代導彈技術發展的重要趨勢。對慣性制導而言,一方面是繼續提高制導系統自身的精度,另一方面是在飛行彈道的中段和末段採用天文制導和雷達制導等技術,或把幾種制導結合起來,形成高精度的複合制導。