维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第３期 红外技术 Ｖ＿０１．２９ Ｎｏ＿３ ２ｏ０７年３月 Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｍａｒ．２ｏ０７ 红外诱饵对红外导弹轨迹干扰仿真研究 刘加丛，刘占辰，张恒喜，侯满义 （空军工程大学工程学院，陕西西安７１００３８） 摘要：建立了红外干扰弹运动和辐射模型，目标机和红外导弹的运动模型，研究了目标机和红外导弹 的等效辐射能量中心。当红外导弹跟踪等效辐射能量中心时，仿真了红外导弹正常跟踪目标机的轨迹 和红外干扰弹对红外导弹的干扰轨迹。 关键词：红外干扰弹；等效辐射中心；轨迹干扰 中图分类号：ＴＮ９７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１．８８９１（２００７）０３ ０１３３．０３ Ｔｈｅ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ＩＲ Ｄｅｃｏｙ Ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｔｏ ｔｈｅ ＩＲ Ｍｉｓｓｉｌｅ Ｔｒａｃｅ ＬＩＵ Ｊｉａ—ｃｏｎｇ，ＬＩＵ Ｚｈａｎ・ｃｈｅｎ，ＺＨＡＮＧ Ｈｅｎｇ—ｘｉ，ＨＯＵ Ｍａｎ・ｙｉ （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ａｉｒ Ｆｏｒｃｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ Ｓｈａｎｎｘｉ ７ １ ００３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ＩＲ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｄｅｃｏｙ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｃｒａｆｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ａｒｅ ｓｅｔ ｕｐ；Ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｅｎｔｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔａｒｇｅｔ ｃｒａｆｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｉｓ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｅｎｔｒｅ，ｔｈｅ ｎｏｒｍａｌ ｔｒａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ｔａｒｇｅｔ ｃｒａｆｔ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｔｒａｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｉｎｆｒａｒｅｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ ｄｅｃｏｙ ａｒｅ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｒａｒｅｄ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ｄｅｃｏｙ：ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｃｅｎｔｒｅ：ｔｒａｃｅ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅ 引言 ｄｖｄ：一 ｔ ２Ｂ （１） 众所周知，红外导弹的控制部分由红外导引头舱 和舵机舱组成。红外制导导引头的红外探测器能探测 ／＼、 到热目标，从而使导弹跟踪、截获并攻击目标。目前 。。 ／ ～＼ 装备的红外导弹多数是采用比例导引的制导方式。当 。 ｛ 红外干扰弹和目标同时出现在红外导引头视场内时， ：： １、 红外导弹跟踪两者的等效辐射能量中心ｌｌ Ｊ。当导弹用 釜。 、１ 来攻击活动目标（如飞机）时，就需要不断地测量出 。。 』 ＼＿／、 两者之间的相对位置，并随时调整导弹的运动，使其 ：： ｆ ｎ 八 能最终有效的攻击目标 Ｊ。 。 １模型的建立 图ｌ 典型红外干扰弹辐射强度线 １．１红外干扰弹的模型 Ｆｉｇ．１ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｓ￣ｅｎｇｔｈ ｏｆ ｉｎｆｒｒａｅｄ ｊａｌｌｌｌｎｅｒ １．１．１红外干扰弹的辐射模型Ｌ３ 式（１）中， 为大气密度，ｖ是速度，ｇ为重力加速度， １．１．２红外干扰弹的运动模型 弹道系数， 由式（２）定义： 考虑干扰弹发射后在空气中受到空气阻力的影 ＝ｏ／（Ｃ￣ ｆ） （２） 响，产生加速度ｌ４Ｊ： 式中：础干扰弹重量， 为阻力系数，Ａ ｆ为与阻力 系数有关的参考面积，一般取弹丸最大横截面积ｌ５Ｊ。 收稿日期：２００６．１０ ２７ 作者简介：；￣ｔｌＤＮ丛（１９７２年一），男，山东日照人，博士研究生，主要从事飞行器设计，红外抗干扰技术研究。 基金项目：武器装备预研重点基金 １３３ 维普资讯 http://www.cqvip.com
第２９卷第３期 红外技术 Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｖ＿０１．２９ Ｎｏ．３ Ｍａｔ．２ｏｏ７ ２００７年３月 １．２目标机运动模型 ｄＸＭ＝ｖＭ ＣＯＳ８Ｍｄｔ ｄＹＭ＝ｖＭ ｓｉｎ８Ｍｄｔ 计算条件：目标机以２３８ｍ／ｓ的速度在６ｋｍ高度 作２ｇ机动，导弹载机的飞行速度也为２３８ｍ／ｓ，导弹 发射速度为２．５马赫，导弹发射距离为１０ ｋｍ，发射 离轴角为０，目标机在导弹发射０．５ Ｓ投放干扰弹，干 ＝ 一ｃ。ｓ（ ）ｇ）／Ｖ （３） 扰弹的起燃时间为０．５ Ｓ。导弹采用比例制导方式，导 １．３红外导弹运动模型 ｌｄＸＤ＝ＶＤ ＣＯＳｏｏｄｔ ｛ ｙＤ＝ Ｄ ｓｉｎｏｏｄｔ １ ＝Ｋ ａｒｃｔａｎ（（Ｙｏ一 ）／（ｘＤ—ｘ ））－－ＩＣ ｒ４、 式中： 为目标机水平位移， 为目标机垂直位移， ＶＭ为目标机速度， 为目标机俯仰角， 为目标机 机动过载。 为导弹水平位移，ｙＤ为导弹垂直位移， ｖＤ为导弹速度，６ｂ为导弹俯仰角， 为比例系数，Ｃ 为常数，ｔ为时间。 ２红外辐射能量等效中心 ２．１红外辐射能量等效中心辐射强度计算 假设干扰弹和目标机在同一平面内运动，干扰弹 在此平面内坐标为（ １，Ｙ１），目标机在此平面内坐标 为（ ２，Ｙ２），能量质心坐标为（ ，），）。干扰弹辐射 强度为Ｅ１，目标机辐射强度为 。红外辐射能量等 效中心辐射强度为【６Ｊ： Ｅ ． 一 （√‘ 一 ＋‘ ｌ—ｙ Ｊ＋ 一 ：【√‘Ｊ２一 ＋‘ ２一ｙ Ｊ ２． ｒ５、 式中： 大气的衰减系数。 ２．２红外辐射能量等效中心轨迹方程 红外导弹导引头在跟踪红外点目标阶段，当红外 干扰弹和目标机同时在导弹视场内，红外干扰弹与目 标机的距离相对于空空导弹红外导引头与红外点目 标相比，距离很小，大气的衰减也很小，则红外辐射 能量等效中心必然在红外干扰弹和目标机的直线内 １７］。红外辐射能量等效中心轨迹方程为： ｛ｌ Ｉ ／、ｆ ： 二兰 二 ＋（），一 ） 一 ） ［￣（Ｘ－Ｘ１）２＋（ｙ－ｙ１）２ ＋￣—（ｘ－ｘｙ＋—（ｙ－ｙ２）２： （６） ３红外导弹轨迹仿真实例 为了使问题简化，并作如下仿真假设： １）导弹和目标均看作是质点运动。 ２）导弹和目标始终在铅垂平面内运动。 ３）导弹能瞬时完成对导弹的控制。 １３４ 引系数 ＝３。迎头攻击。红外干扰弹与飞机分离速 度为３０ｍ／ｓ，垂直飞机机轴。干扰弹章动角（攻角） ＝０。干扰弹燃烧了６秒。在点目标阶段干扰弹最大 辐射强度为１１０００Ｗ／ｓｒ，目标机辐射强度为８００Ｗ／ｓｒ。 图２无干扰时红外导弹轨迹 Ｆｉｇ．２ Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｔｒａｃｅｓ ｗｉｔｈｏｕｔ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ３０ 茁ｉ ２０ ＿＿《 ；；； １０ 复霎善三三薹五 ＝二｝一一 — ０ 红 、辐射等效中 心 ＞ｒ 导 １０ ：———— —～ ２口 ———— ———一 ： ： ３０ 口 ｏ １０００ ２ＯＯＯ ３０００ ４ＤＯ０ ５０００ ６０００ ７０００ ８０００ ９０００ １１３０００ ×（ｍ） 图３有干扰时红外导弹轨迹 Ｆｉｇ．３ Ｉｎｆｒａｒｅｄ ｍｉｓｓｉｌｅ ｔｒａｃｅｓ ｗｉｈｔ ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ ４结论 当红外导弹跟踪红外辐射等效中心时，从仿真结 果可以看出：在垂直方向上，红外干扰弹对红外导弹 轨迹产生很大干扰，并且所需要的过载也很小，从而 使红外导弹能够很容易的跟踪红外辐射等效中心，同 时，红外辐射等效中心逐渐偏离目标机，实现了红外 干扰弹对红外导弹的干扰。同时，为实现红外导弹的 抗红外干扰技术提供了思路。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第２９卷第３期 ２００７年３月 Ｖｂｌ＿２９ ＮＯ＿３ 刘加丛等：红外诱饵对红外导弹轨迹干扰仿真研究 ＭａＦ．２００７ （上接第１３２页） 参考文献： ［１］ 王铁红，董军章．红外制导导弹干扰效果评估方法研究［Ｊ１．光电对抗 与无源干扰．１９９７，（２）：９～１４． ［２］刘京郊．光电对抗技术与系统［Ｍ】．北京：中国科学技术出版社，２００４． ４结束语 仿真软件对导引头小回路的仿真，可较好地模拟 导引头的跟踪过程，增加了系统大回路的仿真后，整 个仿真软件可更好地模拟导弹的攻击过程，以便得到 导弹的航迹和脱靶量，从而计算干扰成功率，给出红 外干扰机的效能评估。 ［３］ 高卫，黄惠明，李军．光电干扰效果评估方法［Ｍ］．北京：国防工业出 版社，２００６． ［４］ 时成文，董军章．用于计算机仿真的实用数字滤波器［Ｊｌ＿光电对抗与 无源干扰．２００１（２）：２１～２４． 实际上，脱靶量在一次攻击仿真中只能得到一个 数据，而当干扰信号和其它参数固定的情况下，每次 计算得到的结果是一致的。为此在导引头的跟踪回路 中有意地加入了随机噪声，通过对固定的干扰信号形 式进行仿真，仿真实验３８次，每次都干扰成功，干 扰成功率达１００％。这有待于通过试验进行验证，并 ［５】 董军章，王玉金，金伟其．光电对抗装备效能评估体系研究［Ｊ】＿红外 与激光工程（增刊Ａ）．２００６，３５：２０２￣２０６． ［６］杨宜禾，岳敏，周维真．红外系统［Ｍ］．北京：国防工业出版社．１９９５． ［７］潘卫国．红外干扰机的现状与发展［Ｊｌ＿红外技术，１９９７，ｌ９（６）：ｌ３～１６． ［８］施德恒，黄宜军．压制式红外干扰系统的现状与发展［Ｊ１＿红外技术， １９９８，２Ｏ（２）：１～５． 通过对试验结果分析来调整仿真数学模型与具体的 参数，以期得到进一步的完善。 ［９］ 胡卫．浅析红外干扰机对第二代反坦克导弹的干扰［Ｊｌ＿红外技术， １９９８，２Ｏ（６）：３５～３８． １３５
