弹道导弹主动段突防中的三体制导问题研究

Considering on a Ballistic Missile (BM) threatened by an interceptor in boost phase, one of the effective penetration strategies is to release a defender from the BM to confront the interceptor. In this case, the BM, the defender and the interceptor constitute the three-body guidance relationship, and the cooperation of the BM and its defender to achieve the best tactical effects turns into the concerned problem. This project will study the three-body guidance problem via the finite-time theory, then explores the possibility of its application in ballistic missile anti-interception. Firstly, the mathematical description and mechanism analysis will be carried out in the framework of the finite-time theory. Secondly, the related finite-time theory will be proposed, then performance requirements of the defender will be investigated. Lastly, guidance law design methods of the BM and the defender will be investigated. The research results may provide a solution for BM penetration in boost phase, and provide a novel idea and solution of the three-body guidance problem, such that the proposed guidance design methods have less conservatism and better performance, and lay the theoretical foundation for engineering applications of the three body guidance scenario.

针对己方弹道导弹在主动段面临敌方拦截器尾追拦截的问题，本项目提出一种弹道导弹释放防御飞行器去拦截敌方拦截器的突防方案，此时三个飞行器之间构成三体制导关系。由于敌方拦截器的目标是弹道导弹，因此弹道导弹与防御器如何配合以达成作战意图成为所关注的问题。 本项目拟在有限时间理论的框架下研究此三体制导问题，探索此方案在弹道导弹突防中应用的可能性。首先，对主动段突防中三体制导过程进行数学描述与机理分析；而后，对相关有限时间理论与方法进行研究，并对防御器性能需求进行分析；最后，研究主动段突防中弹道导弹与防御器的制导方法。 本项目的研究成果有望为弹道导弹在主动段面临敌方新型拦截器时提供一种突防方案，为三体制导问题提供一种新的研究思路和解决方案，使所提出的制导方法具有更小的保守性和更好的系统性能，为三体制导的工程应用奠定理论基础。

针对己方弹道导弹在主动段面临敌方拦截器尾追拦截的问题，本项目提出一种弹道导弹释放防御飞行器去拦截敌方拦截器的突防方案，此时三个飞行器之间构成三体制导关系。由于敌方拦截器的目标是弹道导弹，因此弹道导弹与防御器如何配合以达成作战意图成为所关注的问题。.本项目在有限时间理论的框架下研究了此三体制导问题，探索了此方案在弹道导弹突防中应用的可能性。首先，对主动段突防中三体制导过程进行数学描述与机理分析；而后，对相关有限时间理论与方法进行研究，并对防御器性能需求进行分析；最后，研究主动段突防中弹道导弹与防御器的制导方法。.依托该项目，课题组共发表20余篇论文，全部被SCI或EI检索，同时获得第二炮兵优秀科技论文奖一项，并且帮助培养4名博士生。基于这些成果与提出的新问题，课题组又成功申请到国家自然科学基金面上项目一项（61673386, 不同角色多飞行器协同探测、标定与制导关键技术研究, 62万元, 2017.1-2020-12, 负责人：郭杨），航空科学基金项目一项（战斗机末端规避与保护技术研究， 12万元， 2016.10-2016.10, 负责人：郭杨）。除去上述成果之外，围绕本课题的研究内容，相关的3篇期刊论文正在审稿中，还有一本专著在筹备出版之中，与本课题相关的一项专利正在筹备申报中。.本项目的研究成果有望为弹道导弹在主动段面临敌方新型拦截器时提供一种突防方案，为三体制导问题提供一种新的研究思路和解决方案，使所提出的制导方法具有更小的保守性和更好的系统性能，为三体制导的工程应用奠定理论基础。