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第1章 空空导弹介绍1

1.1空空导弹的发展历程2

1.1.1红外型空空导弹的发展历程3

1.1.2雷达型空空导弹的发展历程4

1.2空空导弹的分类和特点5

1.2.1空空导弹分类5

1.2.2空空导弹的特点6

1.3空空导弹的组成和功能7

1.3.1导引系统8

1.3.2飞行控制系统9

1.3.3引战系统9

1.3.4推进系统9

1.3.5能源系统10

1.3.6数据链10

1.3.7弹体系统10

1.3.8遥测记录系统10

1.4空空导弹的工作原理10

第2章 空空导弹方案设计的内容和方法14

2.1战术技术要求14

2.1.1主要作战使用要求14

2.1.2主要战术技术指标15

2.2方案设计的过程17

2.3方案设计的内容19

2.3.1总体方案构思19

2.3.2初步方案设计21

2.3.3详细方案设计23

2.4方案设计的基本方法25

2.4.1多学科设计优化概述25

2.4.2空空导弹多学科方案设计优化27

2.4.3方案设计软件介绍29

2.5方案设计的关键因素30

2.5.1设计准则30

2.5.2方案设计的关键性能指标31

2.5.3方案设计的参数范围33

2.5.4方案设计的经验教训34

2.6基准导弹35

2.6.1基准导弹选取原则35

2.6.2基准导弹选取示例35

2.7方案设计示例36

2.7.1方案设计结果36

2.7.2导弹方案设计示例38

第3章 总体性能设计42

3.1总体性能设计的输入和输出42

3.1.1设计输入42

3.1.2设计输出44

3.2弹道设计45

3.2.1弹道的类型46

3.2.2弹道计算常用坐标系48

3.2.3弹道方程的力学原理55

3.2.4弹道计算模型60

3.2.5弹道计算的限制条件67

3.3最大最小发射距离设计69

3.3.1最大发射距离设计70

3.3.2最小发射距离设计73

3.4截获概率74

3.4.1截获的概念74

3.4.2截获概率的协方差法75

3.5攻击区79

3.5.1攻击区的类型79

3.5.2攻击区计算模型83

3.5.3攻击区要求84

3.6制导精度85

3.6.1导引律及其选择85

3.6.2脱靶量影响因素分析89

3.6.3脱靶量仿真91

3.6.4制导精度估计92

3.7杀伤概率95

3.7.1单发可靠导弹杀伤概率概念95

3.7.2杀伤概率数学模型建立95

3.7.3杀伤概率计算97

3.8成本设计100

3.8.1成本估算程序100

3.8.2成本估算方法100

3.8.3全寿命周期成本模型101

3.8.4单发导弹成本103

3.9空空导弹的评价指标103

3.9.1弹道性能参数103

3.9.2典型攻击距离与攻击区104

3.9.3系统性能参数105

第4章 气动外形设计107

4.1气动外形设计要求107

4.2气动布局方案108

4.2.1气动布局的分类和特点108

4.2.2气动布局的内在联系110

4.2.3气动布局的发展方向110

4.3稳定性和操纵性111

4.3.1静稳定性111

4.3.2稳定性112

4.3.3操纵性113

4.4导弹阻力115

4.4.1摩擦阻力115

4.4.2底部阻力117

4.4.3波阻力118

4.4.4诱导阻力119

4.5导弹升力120

4.5.1弹翼升力120

4.5.2弹体升力124

4.5.3全弹总升力125

4.6导弹俯仰/偏航力矩125

4.6.1俯仰/偏航力矩的一般表达式126

4.6.2动导数126

4.6.3非定态飞行的附加力矩127

4.6.4机动性和过载128

4.7导弹横滚力矩129

4.7.1气动横滚力矩的表达式130

4.7.2横滚力矩系数131

4.7.3横向静稳定性133

4.8升力面设计133

4.8.1升力面平面几何形状的选择133

4.8.2升力面参数的减重选择134

4.8.3升力面参数对阻力影响的选择135

4.8.4舵面设计136

4.9气动载荷137

4.9.1导弹的载荷137

4.9.2自主飞气动载荷138

4.9.3挂飞气动载荷139

4.10气动加热139

4.10.1气动加热的数学模型140

4.10.2气动加热严酷条件选择及计算142

4.10.3气动加热的重点部位143

4.10.4降低热流量的方法143

第5章 结构布局设计144

5.1结构布局要求及方案144

5.1.1结构布局要求144

5.1.2结构布局方案146

5.2弹体布局子系统148

5.2.1导引头148

5.2.2飞行控制系统149

5.2.3发动机149

5.2.4引信、安全与解除保险装置、战斗部150

5.2.5舱段分离面的连接形式150

5.2.6与发射装置间的结构协调150

5.3结构外形的误差要求152

5.3.1外形误差要求152

5.3.2弹体表面粗糙度的影响153

5.3.3外形误差测量及误差处理153

5.4物理参数155

5.4.1导弹的物理参数155

5.4.2导弹物理参数预计155

5.4.3质量质心控制157

5.5热防护设计160

5.5.1热防护准则160

5.5.2弹体结构的热防护分类161

5.5.3防热涂层要求161

5.5.4热防护结构的选择161

5.6模态参数162

5.6.1弹体模态分析162

5.6.2气动弹性稳定性要求164

5.6.3导弹稳定性和频率响应试验165

5.7结构材料选择166

5.7.1材料的选用原则166

5.7.2常用结构材料167

5.8传感器的位置169

5.8.1导弹的气动伺服弹性问题169

5.8.2稳定控制回路设计应考虑的弹性振动170

5.8.3传感器位置的选择171

5.9计算机辅助结构布局设计171

5.9.1计算机辅助设计（CAD）基础172

5.9.2模型装配与检查172

5.9.3运动仿真173

第6章 推进系统设计174

6.1发动机设计要求175

6.1.1性能要求175

6.1.2使用条件175

6.13安全性要求176

6.1.4其他要求176

6.2发动机方案类型和设计流程176

6.2.1发动机方案类型176

6.2.2不同方案类型发动机的比较180

6.2.3发动机方案设计流程180

6.3固体火箭发动机的主要组成和推力形成182

6.3.1固体火箭发动机的主要组成182

6.3.2固体火箭发动机的推力形成183

6.4固体火箭发动机的主要参数184

6.4.1固体火箭发动机主要性能参数184

6.4.2固体火箭发动机主要参数之间的关系185

6.5固体火箭发动机性能设计188

6.5.1工作压强的选择188

6.5.2喷管面积扩张比的选择188

6.5.3固体火箭发动机药形选择189

6.5.4固体推进剂选择190

6.5.5影响燃速的主要因素193

6.5.6装药设计和内弹道性能仿真196

6.5.7药柱结构完整性分析198

6.6结构设计和材料选择200

6.6.1结构设计原则200

6.6.2连接与密封方式200

6.6.3材料选择201

6.6.4燃烧室壳体壁厚的确定202

6.7喷管类型和推力调节203

6.7.1喷管类型的选择203

6.7.2推力调节205

6.8推力矢量装置205

6.8.1燃气舵205

6.8.2扰流板206

6.8.3摆动喷管206

6.8.4二次喷射装置206

6.8.5直接力（RCS）装置207

6.8.6空空导弹推力矢量控制装置设计原则208

6.9固体火箭冲压发动机性能和方案设计208

6.9.1工作原理和设计原则208

6.9.2主要性能参数209

6.9.3方案设计210

6.9.4固体火箭冲压发动机与导弹总体一体化设计211

第7章 制导控制系统设计213

7.1设计要求与系统组成213

7.1.1制导控制系统设计要求213

7.1.2制导控制系统组成214

7.2弹体气动力建模方法214

7.2.1气动力数据的一般使用方法214

7.2.2混合级数模型的优点和原理215

7.2.3建立混合级数模型的方法219

7.3单平面导弹运动方程220

7.3.1单平面弹道坐标系质心运动方程221

7.3.2弹体运动传递函数223

7.3.3弹体扰动运动状态方程227

7.4稳定回路229

7.4.1稳定回路性能要求229

7.4.2稳定回路结构选择230

7.4.3稳定回路特殊功能232

7.4.4稳定回路设计方法233

7.4.5静不稳定导弹的控制244

7.4.6空间耦合性分析246

7.5舵机250

7.5.1舵机的性能要求250

7.5.2舵机的建模方法251

7.5.3舵机性能对稳定回路的影响254

7.6捷联惯导和组合导航255

7.6.1捷联惯导原理255

7.6.2导航算法256

7.6.3动基座传递对准257

7.6.4组合导航259

7.7导引回路与滤波算法261

7.7.1对导引回路的主要要求261

7.7.2导引回路数学模型262

7.7.3滤波算法269

7.8制导回路272

7.8.1制导回路组成273

7.8.2制导回路数学模型273

7.8.3雷达导引系统寄生回路对制导系统的影响274

7.8.4制导回路仿真278

7.8.5复合制导279

第8章 红外导引系统设计282

8.1红外导引系统功能组成与设计要求282

8.1.1红外导引系统的功能及组成282

8.1.2基本工作原理284

8.1.3红外导引系统设计要求286

8.2红外辐射和传输291

8.2.1目标的红外辐射特性291

8.2.2背景红外辐射特性292

8.2.3红外辐射在大气中的传输293

8.3红外导引系统方案设计295

8.3.1方案选择的基本思路295

8.3.2探测系统方案选择295

8.3.3跟踪稳定平台方案选择296

8.3.4系统作用距离分析计算297

8.4红外探测系统300

8.4.1探测器300

8.4.2波段设计301

8.4.3调制体制303

8.4.4光学系统305

8.5跟踪与随动系统设计306

8.5.1跟踪稳定平台类型与建模306

8.5.2跟踪回路方案设计309

8.5.3锁定、搜索及随动系统方案设计312

8.6信号处理系统313

8.6.1目标信号检测基本方法313

8.6.2目标信号处理系统参数设计316

8.6.3软件算法设计317

8.7光电对抗设计319

8.7.1干扰类型与特性319

8.7.2抗干扰的信息处理基础322

8.7.3抗干扰的基本方法322

8.8红外导引系统设计中的几个重要问题324

8.8.1低噪声设计325

8.8.2抗背景干扰328

8.8.3气动热设计331

第9章 雷达导引系统设计333

9.1雷达导引系统设计要求333

9.1.1雷达导引系统组成与基本工作原理333

9.1.2雷达导引系统主要功能要求334

9.1.3雷达导引系统主要性能要求335

9.2电磁波的传播与散射特性337

9.2.1电磁波的传播337

9.2.2目标特性339

9.2.3目标的雷达隐身341

9.3雷达导引系统方案设计343

9.3.1工作时序设计343

9.3.2作用距离计算344

9.3.3工作频率选择346

9.3.4工作体制选择346

9.3.5工作波形设计346

9.3.6目标检测设计347

9.3.7速度跟踪回路设计348

9.3.8角跟踪回路设计350

9.4重要分系统设计351

9.4.1天线设计351

9.4.2接收机设计354

9.4.3发射机设计357

9.4.4天线罩设计361

9.5抗干扰设计365

9.5.1空空导弹电子战环境365

9.5.2抗干扰措施设计371

9.6雷达导引系统设计中的几个重要问题373

9.6.1动态范围问题373

9.6.2抗遮挡问题374

9.6.3收/发隔离问题375

第10章 引战系统设计377

10.1引战系统工作特点与设计要求377

10.1.1引战系统工作特点378

10.1.2引战系统设计流程378

10.1.3引战系统设计要求380

10.2引战配合技术384

10.2.1引信启动区384

10.2.2战斗部静态杀伤区385

10.2.3战斗部动态杀伤区386

10.2.4战斗部相对动态杀伤区387

10.2.5引战配合效率388

10.2.6引战配合效率计算389

10.2.7引战配合分析及最佳引战配合计算举例390

10.3目标类型及易损性393

10.3.1目标分类393

10.3.2目标易损性394

10.3.3目标易损性模型建模内容395

10.3.4目标要害部件（致命性部件）的确定步骤及分析方法397

10.3.5目标易损性模型建模图示397

10.4交会条件399

10.4.1交会参数399

10.4.2交会坐标系400

10.4.3交会模型中计算引信启动点举例401

10.5引信方案402

10.5.1无线电引信方案402

10.5.2激光引信方案409

10.6制导引信一体化方案412

10.6.1制导引信一体化设计需求412

10.6.2一种制导引信数学模型413

10.6.3一种红外成像制导引信一体化方案417

10.7战斗部方案418

10.7.1破片战斗部418

10.7.2连续杆战斗部422

10.7.3离散杆战斗部423

10.7.4战斗部对目标杀伤作用424

10.8定向引战系统方案425

10.8.1定向引战系统技术动态425

10.8.2定向引战系统组成及关键技术426

第11章 能源系统设计432

11.1能源系统设计要求432

11.1.1能源系统在空空导弹中的作用和特点432

11.1.2功能要求432

11.1.3技术指标要求433

11.2能源系统的类型434

11.2.1能源系统的分类434

11.2.2能源系统的应用434

11.3载机供电的电源特性435

11.3.1载机电源的分类和应用435

11.3.2载机28V直流供电特性435

11.3.3载机270V直流供电特性437

11.3.4载机115V/400Hz交流供电特性437

11.4载机供电的转换和品质处理440

11.4.1载机115V/400Hz交流供电转换440

11.4.2载机270V直流供电转换442

11.4.3载机28V直流供电品质处理442

11.5弹上供电的能源系统设计443

11.5.1燃气涡轮发电机设计443

11.5.2热电池设计444

11.6气源的选择和设计448

11.6.1高压冷气源设计448

11.6.2燃气能源设计449

11.7液压源的选择和设计453

11.7.1组成及工作原理453

11.7.2设计要求与方法454

第12章 数据链设计457

12.1数据链设计要求457

12.1.1数据链在空空导弹中的作用和特点457

12.1.2功能要求458

12.1.3技术指标要求459

12.2数据链方案459

12.2.1数据链组成及工作原理460

12.2.2数据链设计原则461

12.2.3数据链工作体制选择462

12.3配弹曲线的实现466

12.3.1需求分析466

12.3.2攻击包线计算466

12.3.3天线方向图和增益计算467

12.3.4弹载数据链天线实现468

12.4数据链射频通道设计468

12.4.1射频通道组成及工作原理468

12.4.2射频通道主要指标469

12.4.3射频通道分析设计472

12.4.4射频通道测试要求475

12.5数据链信号处理机设计475

12.5.1信号处理机组成及工作原理475

12.5.2信号处理机指标分配477

12.5.3信号处理机分析设计477

12.5.4信号处理机测试要求484

12.6数据链加密484

12.6.1常用加密策略484

12.6.2认证与加密486

12.6.3扩频加密技术486

12.7数据链抗干扰技术487

12.7.1抗干扰需求分析487

12.7.2抗干扰措施487

12.7.3抗干扰指标分配489

12.7.4抗干扰能力计算490

参考文献492