（优秀毕业全套设计）一体式保形位标器结构设计

是种亚音速的无人驾驶武器，射程多公里，很容易用歼击机及其他防空措施来对付。

是最大射程约公里的液体导弹，由于可靠性差及弹着点的散布度太大，对英国只起到骚扰的作用，作战效果不大。

但导弹对以后导弹技术的发展起了重要的先驱作用。

德国还研制了几种地空空空反舰和反坦克导弹，但没有投入使用。

第二次世界大战结束后，美国和苏联都在德国技术的基础上开展了各自的导弹研制工作，其他工业发达国家也陆续参加到这个行列中来。

弹道式地地导弹是发展最迅速的类导弹，年代后期，美国和苏联分别用德国的器材装配了批导弹做试验，并着手提高它的射程和制导精度。

年代出现了批中程和远程液体导弹，这批导弹的特点是采用了大推力发动机，多级火箭，使射程增加到几千公里，核战斗部的威力达到几百万吨梯恩梯当量，已成为种有威慑力的武器。

但由于氧化剂仍是液氧，制导系统的精度还不很高，导弹还是在地面发射的，地面设备复杂，发射准备时间长，生存能力不高。

所以这批导弹只解决了有无问题，还不是有效的作战武器。

年代改用了可贮存的自燃液体推进剂或固体推进剂，制导系统使用了较高精度的惯性器件，发射方式改为地下井发射或潜艇发射。

这些变动简化了武器系统，缩短了反应时间，提高了生存能力，使导弹成为可用于实战的武器。

此后，导弹技术集中到多弹头导弹的发展，个导弹运载几个甚至十几个子弹头，每个子弹头可以瞄准各自的目标。

这样，不增加导弹的数量，就能大幅度增加弹头的数量，提高了突破反导弹防御体系的概率，增加了受到次打击以后生存下来的弹头数，也给打击更多的目标提供了可能。

多弹头分导的技术基础是高精度制导系统和小型核装置的研制成功。

美国首先于年在“民兵”Ⅲ导弹上实现了带个子弹头，随后美苏在新研制的远程导弹上都采用了这项技术。

随着进攻性导弹精度的提高和侦察能力的完善，从固定基地发射的导弹越来越难以保证自身的安全。

采用加固的办法可以在定程度上解决生存能力低的问题。

机动发射方式效果更好些的较小的导弹多采用机动发射。

大型多弹头导弹比较笨重，陆地机动发射会遇到许多困难。

些国家转而研制便于机动发射的小型单弹头洲际导弹。

地地巡航导弹是从基础上发展起来的。

第二次世界大战后，因为当时的惯性导航技术水平太低，而无线电导航所需地面设备又庞大复杂，致使巡航导弹的发展在很长段时间内进展不大。

到年代，因高精度惯性器件及地图匹配技术和用于末制导的电视红外线成像等技术的突破，小型省油的涡轮风扇发动机的研制成功，导致新的代超低空远程巡航导弹的诞生。

巡航导弹可从地面舰艇及机载发射架等位置发射，在低空隐蔽接近目标，制导精度高，价格比弹道导弹便宜。

这类导弹将在战时发挥独特的作用。

潜地导弹是从年代开始发展的。

大多数潜地导弹是固体导弹，它具有地地导弹同样的性能，但它的尺寸受到潜艇的限制，不能充分发挥导弹的潜力，同样的起飞重量，潜地导弹的射程般要比地地导弹近。

潜地导弹从水下发射，潜艇的位置不能很准确的测定，出水过程中又受到水流干扰，都会降低命中精度。

但潜地导弹的机动性和隐蔽性增加了导弹的生存能力。

年代开始，潜地导弹已大量装备部队，成为主要的战略进攻武器之。

近距离反坦克和反军舰导弹，多年来发展很快。

坦克和军舰都是低速运动的目标。

为了接近它们，需要在发射导弹后不间断地指挥导弹的飞行。

现在很多型号都利用末制导技术使导弹可以自动接近目标，以增加发射导弹人员的安全。

地空导弹攻击运动速度较快的目标，如飞机和导弹，因此首先必须发现并识别目标，然后跟踪并导引导弹接近目标。

在短暂的时间内，导弹要沿复杂的轨迹接近目标，必须具备较大的机动飞行能力。

地空导弹从年代开始发展，到年代已构成远中近程，高中低空结合的防空体系。

在地空导弹基础上发展起来的反导导弹，由于技术难度高，仍处于发展阶段。

空地导弹在远离目标几十甚至几百公里处发射，使飞机不受防空火力的攻击。

远距离的空地导弹，般是巡航导弹，用涡轮发动机或冲压发动机做动力。

近距离的导弹，因为飞行时间短，也有用固体或液体火箭发动机做动力的。

因为导弹是从飞机上发射，已有定的起始速度，所以不必使用助推器。

空空导弹是飞机的种作战武器，射程比航空枪炮远，并且能依靠制导系统迅速而准确地攻击对方飞机。

现代歼击机般都装备空空导弹以扩大其作战能力。

导弹的发展趋势采用抗干扰的导航据报道，由于系统抗干扰能力较弱，特别是受到“倒萨”行动中多枚巡航弹偏离航线的影响，美国准备在未来几年内对现有的系统进行改造，将其抗干扰能力提高倍。

如果此目标达到，那么未来美国等国家的巡航导弹必然会采用这种增强抗干扰性能保密性能的接收机。

多模复合及智能末制导对于巡航导弹，最终影响其精度的是末制导。

目前的末制导方式大体上分为单模制导和双模多模制导两类。

单模制导方式有很多，可以根据作战任务和战场情况的不同选择不同的制导方式。

例如，反舰导弹多采用主动雷达制导对陆攻击的巡航导弹大都采用景象匹配在攻击发电厂等目标时，则多采用红外导引头等。

利用卫星视频数据链技术在努力提高巡航导弹自身智能技术的同时，利用其它武器控制平台为导弹提供各种战场信息也是包括巡航导弹在内的未来精确制导武器的个发展方向。

例如，计划在年部署的战斧多任务导弹将具有两条数据传输线，即双向卫星数据传输线和视频数据传输线。

这些传输线路将使飞机或其它控制平台能够精选导弹的瞄准点，并能观察导弹所攻击的目标，从而使得巡航导弹具有实时目标瞄准点的选择目标的自动末段攻击及执行多种任务的能力。

提高攻击机动目标和隐蔽目标能力通过对多次局部战争中巡航导弹的攻击效果统计数据的分析可以看出，尽管巡航导弹总的命中概率可达到以上，但多是攻击固定目标，而对于机动性强的小型目标或临时目标则效果较差。

例如，在“沙漠之狐”行动中，巡航导弹的命中率为，但摧毁和重创率却不超过，尤其是对地面机动目标和隐蔽目标的摧毁率可能只有左右。

.位标器的概述及发展现状位标器的概述位标器是导引头的核心组件，其设计制造水平决定了导引头的探测能力视线稳定度和跟踪精度。

位标器的主要设计思想是在确保跟踪场跟踪速度稳定精度和外形尺寸等前提下，力求小型化高可靠性和低成本，而在有限结构尺寸下实现大跟踪视场成为位标器设计的难点。

目前用于战术导弹导引头的稳定位标器主要包括动力陀螺稳定位标器方案内框架式或外框架式速率陀螺稳定平台方案捷联与半捷联式稳定平台方案。

本文采用双框架动力陀螺稳定位标器方案，将光学系统和图像传感器安装在前框架上，可以实现图像探测系统整体稳定和减小电磁干扰对图像探测系统的影响，从而提高制导精度陀螺电机和力矩电机电位器组件安装在后框架上，通过优化设计陀螺电机力矩电机和测角电位计的结构布局，可获得大的框架角范围，从而实现有限结构尺寸下的大跟踪视场有效地消除动力陀螺线包驱动导引头存在的角效应。

位标器主要由光学系统图像传感器框架机构陀螺电机伺服机构力矩电机和电位器等组成。

位标器具有两套框架系统，前框架安装光学系统和图像传感器，后框架安装陀螺电机和力矩电机电位器组件。

两套框架系统的外环轴内环轴分别对应平行，内环用连杆连接，构成四连杆传动机构，并能保证内环同步运动。

位标器靠高速旋转的陀螺电机转子产生数值很大的角动量来实现光轴的空间稳定利用陀螺电机的进动特性，通过力矩电机驱动光轴实现对目标的跟踪。

其工作原理如图.所示。

位标器的发展现状英国天文学家威•赫谢耳，在年发现红外线以来，红外技术的研究与应用已经历了多年，而红外技术应用于导弹导引已有多年了。

早期的红外导引头研制始于年，典型代表是美国的响尾蛇．。

采用不致冷的硫化铅探测器，旋转调制盘方式，工作波段为。

只能跟踪目标发动机尾喷管，后向攻击，热点追踪。

随后使用致冷硫化铅来提高导引头的灵敏度。

但由于受背景和气象条件影响较大，导引头的作用距离近，抗干扰能力较差。

年代到年代中期，采用致冷型锑化铟探测器，工作波段为岬。

提高了探测灵敏度。

并改进了调制方式和线路设计，采用了圆锥扫描或脉冲统计硷测逻辑捕获技术，使导引头具有更大的视角和跟踪加速度，提高了抗干扰能力。

其典型代表有美国“响尾蛇”朋法国“魔术”等。

年代中期以后，由于红外技术的发展，“波段的碲镉汞探测器的出现，特别是凝视红外焦平面探测器件计算机处理以及超大规模集成电路技术的飞速发展，从而使红外导引头寻的方式由调制盘型向小视场扫描型方向转化，最终发展成为凝视型。

目前，红外导引头的发展趋势是从点源式向成像式发展。

成像式导引头已经历了两代第代采用多元线列探测器，结合光机扫描方法实时获取目标图像。

典型代表如美国的“幼畜”第二代采用凝视红外焦平面阵列成像，用电子自扫描实时获取图像。

典型代表如美国“响尾蛇”．。

国外在这方面比较先进，已出现采用凝视成像的导引头，国内主要还是多单元的探测技术。

.高速保形位标器的研究现状及发展趋势保形红外头罩来源于高陡度非球面的研究与应用。

年，美国国防先进技术研究计划署支持相关大学和公司硕究其特点应用场所和可行性，并将此项计划命名为保形光学”，年在的指导下组成了保形光学研究小组，小组成员包括大学的光学技术中心大学的光学加工中心公司和公司等。

其公司领衔研究其在导弹领域的应用前景。

图.保形红外头罩应用于红外导引头公司通过对各种导弹以及其它武器系统的研究，认为保形红外头罩应用于导弹的最大益处在于大幅减小导弹高速飞行时的空气阻力，从而使得导弹的射程增加，速度加快，飞行时间减小，最终使导弹的作战效能增加射。

图.是半球形导引头导弹和长径比为．的保形光学导引头导弹射程与发射角度关系的比较，对于其它条件都样只有导引头不样的导弹来讲，要达到的射程，半球形的需要用。

的发射角，而保形的只需。

就达到了同样的射程。

图.是半球形导引头导弹和长径比为．的保形导引头导弹射程与飞行时间关系的比较，对于半球形的导弹来讲要飞行的射程需要，而保形的只需，减少了半。

对于诸如巡航导弹之类的亚音速导弹来讲，使用保形光学导引头可以减小兵笛达反射面积，增大视场，也利于控制导弹周围的流场。

总的来讲，矗公司的研究结论为．能够减小阻力系数，从而增加射程，提高速度，减少飞行时间．能够减小导弹的雷达反射面积，影响其周围的流场并减小空气摩擦热．其在军事武器的领域所起的作用将越来越大。

根据蚴与政府的合同，国际有限公司研制出的尖晶石锥形头罩已用于战术战略导弹，具有很好的光电性能。

国内方面尚属空白，未见相关研究资料。

.课题研究的意义及内容位标器是种应用于导引头上的两轴框架式天线稳定平台，其作用是实现天线对目标回波信号的稳定跟踪，保证导引头能够实时截获目标。

随着导弹武器整体性能的不断提高，位标器稳定跟踪的性能要求也越来越高，研究位标器的控制方法具有现实意义。

本课题设计的内容综述高速保形位标器发展现状。

设计总体方案。

完成主要部件理论校核工作。

完成三维模型。

工程图。

.外文翻译。