随着空空导弹长细比的增加,导弹的弹性特性逐渐凸显,随之带来的气动伺服弹性问题也越来越受到研究人员的关注。有研究表明串联在反馈通道上的陷波器能够有效解决机械系统弹性振动带来的伺服问题,但传统的固定极点式陷波器无法解决导弹飞行过程中振动频率变化的问题。因此,本文提出一种新的自适应陷波器的设计方法,通过反馈测量信号对弹性振动频率进行实时估计更新,从而改变陷波器的陷波频率。仿真结果表明,提出的自适应陷波器设计方法能够有效滤除空空导弹过载跟踪控制时产生的振动信号,避免了气动伺服弹性问题的发生,实现纵向加速度的稳定快速跟踪。

战争模式的变革催生新的威胁目标出现,近年来随着技术的发展,空天高超声速飞行技术不断成熟且形成装备,需要针对性地发展导弹武器装备对其进行拦截打击。空空导弹飞行速度快、机动能力强,使用其进行空天高超声速攻防对抗有着弹道设计自由、探测背景干净等优势,本文阐述了国外空天攻防对抗的发展现状,分析了使用空空导弹进行空天攻防对抗的发射方式、热防护等难点,提出了需要重点研究的七项关键技术,为发展新型空天攻防对抗手段提供参考。

总结了空空导弹气动设计特点,简要回顾了导弹空气动力学发展,介绍了不同时期典型空空导弹气动外形设计的独到之处,并结合在型号研制中遇到的工程实际问题和未来空战对空空导弹气动需求,提出了空空导弹气动设计面临的技术困难。

为了提升红外型空空导弹对目标的发射后截获能力,本文从弹载数据链、激光测距信息辅助和气动热抑制三个方面分析了其对导弹发射后截获概率的影响,并进行了仿真计算。研究结果表明,数据链与气动热抑制技术是导引头实现对目标有效截获的必要基础,激光测距除了能够提供更加精确的目标量测信息以提升截获概率,还具备一定的对抗红外诱饵干扰的能力。

空空导弹空气舵面与气动力存在流固耦合作用。采用ANSYS Workbench 14.5对空气舵面与气动力进行了流固耦合仿真分析,研究了攻角和马赫数对舵面振动位移的影响。研究表明,舵面振动位移频率受攻角和马赫数的影响较小,舵面振动位移幅值随攻角和马赫数的增大而增大,并呈非线性关系。低马赫数范围内,飞行速度的变化对舵面振动位移的影响更为明显。攻角为30°,马赫数为3时,舵面振动位移曲线更趋向于等幅振动,舵面趋向于颤振临界状态。

根据导弹技术保障流程的特点，文中采用层次化建模方法构建了空空导弹技术保障流程模型，利用仿真工具CPN Tools对模型进行了仿真，根据仿真结果对导弹备件配置进行了优化，在降低保障费用的同时提高了空空导弹的战备完好率。