现代导弹总体设计原理

目录 前言 第1章绪论1 1.1导弹概念及相关技术发展历程2 1.1.1导弹的概念2 1.1.2导弹的发展简史3 1.1.3导弹相关技术发展历程6 1.2导弹的组成、分类及武器系统16 1.2.1导弹的组成16 1.2.2导弹的分类18 1.2.3导弹武器系统21 1.3导弹系统工程23 1.3.1系统工程的基本概念23 1.3.2导弹系统工程的一般过程25 1.4导弹研制阶段及总体设计内容29 1.4.1导弹研制阶段29 1.4.2各研制阶段导弹总体设计内容30 1.4.3导弹总体设计方法32 思考题34 第2章战术技术要求分析及发射方案选择35 2.1战术技术要求36 2.1.1战术要求36 2.1.2技术要求37 2.1.3使用维护要求37 2.2目标分类及特性分析38 2.2.1目标分类39 2.2.2典型目标特性分析39 2.3导弹性能41 2.3.1飞行性能41 2.3.2制导精度44 2.3.3威力44 2.3.4突防能力和生存能力45 2.3.5可靠性47 2.3.6使用性能47 2.3.7经济性能48 2.4发射方案选择48 2.4.1发射条件分析48 2.4.2发射方式分类49 2.4.3倾斜发射和垂直发射50 2.4.4热发射和冷发射53 2.4.5筒式发射58 2.4.6活动平台发射60 思考题60 第3章导弹规模估计和主要总体参数设计62 3.1导弹主要总体参数及设计情况确定62 3.1.1导弹主要总体参数及其设计程序62 3.1.2设计情况确定63 3.2导弹的质量方程68 3.2.1多级固体弹道导弹质量方程69 3.2.2两级液体有翼导弹质量方程71 3.2.3吸气式冲压发动机导弹质量方程78 3.3导弹燃料质量方程79 3.3.1导弹燃料质量的一般表达式79 3.3.2导弹燃料质量简化分析80 3.4导弹相对量运动微分方程82 3.4.1相对量运动微分方程的基本形式82 3.4.2直线飞行时相对量运动微分方程84 3.4.3三点法导引时相对量运动微分方程85 3.4.4比例导引时相对量运动微分方程88 3.4.5求解相对量运动微分方程的步骤89 3.5导弹的主要设计参数89 3.5.1导弹典型的速度变化规律89 3.5.2地对空导弹推重比的选择90 3.5.3导弹翼载的选择94 3.5.4助推器主要参数的选择95 3.6导弹燃料相对质量因数计算实例101 3.6.1某型防空导弹主级燃料相对质量因数计算101 3.6.2求解主级燃料相对质量因数的步骤101 思考题104 第4章导弹分系统方案选择与论证106 4.1推进系统方案选择和要求106 4.1.1推进系统的组成及分类106 4.1.2火箭发动机108 4.1.3冲压喷气发动机121 4.1.4涡轮喷气发动机130 4.1.5组合循环发动机134 4.1.6推进系统方案及总体参数选择138 4.1.7推进系统设计要求143 4.2引战系统方案选择和要求144 4.2.1引战系统的组成及分类145 4.2.2爆破战斗部146 4.2.3聚能破甲战斗部147 4.2.4杀伤战斗部150 4.2.5其他战斗部157 4.2.6引信和安全系统161 4.2.7引战配合与战斗部的威力参数163 4.2.8战斗部与导弹系统的关系166 4.2.9引战系统设计要求169 4.3制导控制系统方案选择和要求171 4.3.1制导控制系统的组成及分类171 4.3.2制导体制选择172 4.3.3导弹控制方式选择192 4.3.4飞行控制系统193 4.3.5导引规律选择206 4.3.6制导控制器件选择209 4.3.7制导控制系统设计要求216 4.4总体结构方案选择和要求226 4.4.1导弹结构形式与分类226 4.4.2气动力面构形及设计227 4.4.3弹身构形及设计230 4.4.4舱段间连接结构及设计233 4.4.5分离机构方案235 4.4.6结构设计要求237 4.5弹上能源方案选择和要求239 4.5.1弹上能源的类型240 4.5.2弹上电源方案选择240 4.5.3弹上气源方案选择246 4.5.4弹上液压源方案选择249 4.5.5弹上能源设计要求251 思考题251 第5章导弹构形设计253 5.1构形设计的要求和内容253 5.1.1构形设计的要求253 5.1.2气动外形设计的内容和流程254 5.1.3部位安排的内容和流程256 5.2导弹气动外形设计257 5.2.1气动布局设计258 5.2.2外形几何参数选择283 5.2.3气动外形分析内容与验证方法303 5.3部位安排与操稳性设计305 5.3.1部位安排设计原则305 5.3.2稳定性与操纵效率设计309 5.3.3导弹的三视图与部位安排图314 5.3.4导弹部位安排分析内容与验证方法315 思考题324 第6章导弹总体性能分析326 6.1引言326 6.2飞行性能参数计算327 6.2.1导弹速度特性分析327 6.2.2作战边界分析329 6.2.3机动性能分析331 6.3导弹制导精度分析和计算333 6.3.1导弹制导误差的概念333 6.3.2导弹制导误差的分类和性质334 6.3.3导弹制导误差的数字特征336 6.3.4导弹制导误差的分布规律337 6.3.5导弹制导误差的各种表示方法340 6.4杀伤概率计算342 6.4.1作战空域与杀伤区、攻击区、发射区定义342 6.4.2导弹命中给定区域的概率350 6.4.3单发导弹的杀伤概率355 6.4.4目标条件坐标杀伤规律和引信引爆概率357 6.4.5单发导弹的杀伤概率359 6.4.6多发导弹的杀伤概率363 6.5可靠性设计与评估364 6.5.1可靠性的度量指标365 6.5.2系统可靠性框图的编制365 6.5.3可靠性指标的确定366 6.5.4可靠性指标的预计366 6.5.5系统可靠性设计368 6.5.6系统可靠性指标分配370 6.5.7导弹武器系统可靠性评定374 思考题375 第7章导弹先进总体设计技术376 7.1优化设计技术376 7.1.1发展历程377 7.1.2优化设计数学模型378 7.1.3优化算法382 7.1.4优化设计的操作过程384 7.2多学科设计优化技术386 7.2.1发展历程387 7.2.2多学科设计优化相关概念388 7.2.3MDO技术体系394 7.3优化设计实例405 7.3.1掠海飞行的反舰导弹总体优化设计405 7.3.2整体式火箭冲压发动机巡航导弹总体一体化设计408 7.4模型化系统工程416 7.4.1传统系统工程方法416 7.4.2模型化系统工程概念417 7.4.3典型的MBSE方法论424 思考题431 参考文献432