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      戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮引導目標控制研究

      2020-09-03 01:03:25范宣杰
      科學與財富 2020年17期
      關鍵詞:戰(zhàn)斗機

      摘 要:戰(zhàn)斗機控制指揮中,對于引導目標的準確控制是其中最為核心的指導問題。戰(zhàn)斗機的目標指揮引導,要對其戰(zhàn)斗機的運行進行約束和控制,同時保證引導的快速性和經(jīng)濟性。本文針對空戰(zhàn)指揮中,戰(zhàn)斗機的目標引導特點,提出三種空戰(zhàn)指揮中常用的引導目標控制方法,包括空戰(zhàn)決策建模法、戰(zhàn)斗機瞄準線穩(wěn)定法,以及預警機引導法。通過這些方法,對空戰(zhàn)指揮中戰(zhàn)斗機的目標引導控制問題進行研究,從而提升戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮中目標引導控制的準確性。

      關鍵詞:戰(zhàn)斗機;目標控制;空戰(zhàn)指揮

      一、戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)仿真決策建模

      空戰(zhàn)決策建模是一種通過空戰(zhàn)仿真系統(tǒng)決策進行的復雜的系統(tǒng)仿真建模。這種決策建模方式涉及到物理領域的裝備模型、信息領域的態(tài)勢感知以及認知領域的指揮決策。通過這三個方面的融合建模,能夠利用緘默中的框架和決策接口完成對目標的鎖定和引導。通過正確空戰(zhàn)仿真決策建模,能夠捕捉和跟蹤目標,從而完成的戰(zhàn)斗機的目標引導指揮。

      1.空戰(zhàn)仿真決策建模的流程

      空戰(zhàn)仿真決策建模的流程首先是收集或設計戰(zhàn)斗機、導彈和雷達等空戰(zhàn)裝備的物理參數(shù)。然后,根據(jù)戰(zhàn)斗機目標任務,進行任務的確定,并規(guī)劃作戰(zhàn)空域以及編定編隊規(guī)模等。收集物理參數(shù)的數(shù)據(jù)準備工作,需要基于設備數(shù)據(jù)管理工具;確定任務及規(guī)劃空域、規(guī)模等工作,需要基于想定編輯工具。這兩個過程,屬于空戰(zhàn)仿真決策建模的準備工作。

      在準備工作完成后,就可以針對此次任務進行設計腳本,主要的腳本內容為戰(zhàn)斗機的控制決策腳本,其中包括編隊的戰(zhàn)術、單機的戰(zhàn)術、接敵和空戰(zhàn)的展示的等等。設計編輯決策腳本的過程,需要居于實驗設計工具來進行。

      完成決策腳本后,可以進行仿真實驗的設計,這個過程是對整個任務中各類裝備的技術性能參數(shù)以及作戰(zhàn)效能的影響,進行運行設計。當完成運行仿真實驗的設計之后,就可以按照這個設計,將設備數(shù)據(jù)、任務確定,以及決策腳本輸入到仿真引擎中,進行實驗文件信息安排調度的仿真試驗,并得對其產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進行采集。仿真實驗設計的過程,需要基于實驗設計工具;仿真實驗的運行工作,需要基于仿真引擎和實驗管理工具。

      2.空戰(zhàn)仿真決策建模對戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮引導目標控制的功效

      空戰(zhàn)仿真決策建模在實際應用中,能夠基于戰(zhàn)斗機的多種飛行情況,進行指揮引導。

      基于在建模中航線的設置,戰(zhàn)斗機識別目標和通過隊形干擾目標的機會更大。戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮中利用建模的模擬,可更為有效的引導戰(zhàn)斗機隊形的變化、對目標的接近,從而達到引導戰(zhàn)斗機目標控制的作用。另外,在同樣的攻擊時間以及同樣的導彈射程時,空戰(zhàn)仿真決策建模工作能夠引導發(fā)射導彈在更為近的距離,并且完成對雷達導彈的控制工作。

      二、戰(zhàn)斗機瞄準線穩(wěn)定控制流程

      (1)在戰(zhàn)斗機的空戰(zhàn)指揮中,可以利用戰(zhàn)斗機瞄準線的穩(wěn)定控制,進行指揮的引導目標控制。戰(zhàn)斗機瞄準線穩(wěn)定控制是利用測量出瞄準線相對參考坐標系的偏差角,并對穩(wěn)定回路中對瞄準線的干擾進行補償,在此基礎上,促使被控的戰(zhàn)斗機瞄準線相對初始的控制位置保持穩(wěn)定不變,從而確定其瞄準目標的穩(wěn)定。

      (2)戰(zhàn)斗機瞄準線的穩(wěn)定控制過程是在進行標準精確的瞄準時,依據(jù)控制裝置,促使瞄準線對準目標中央。如出現(xiàn)載體的運動過大時,則給出一個誤差的輸出信號,并利用這個信號穩(wěn)定控制平臺。這樣,平臺在繼續(xù)運動的情況下,在慣性空間內會與戰(zhàn)斗機運行慣性基準轉角形成一定的比例。利用這個比例,可以衡量戰(zhàn)斗機的運行,同時對比目標的運行,從而進行引導目標的控制。

      (3)戰(zhàn)斗機瞄準線的穩(wěn)定控制可能出現(xiàn)模糊控制的情況,造成對戰(zhàn)斗機運行及目標控制的不良影響。這種時候,可以進行瞄準線的穩(wěn)定控制量的矯正,利用微陀螺慣性測量組合原理,獲取測量坐標系到轉臺瞄準坐標系之間的轉換,確定一個穩(wěn)定瞄準后的矩陣,這樣就能得到一個瞄準線新的方位值和俯仰角度值,能夠幫助瞄準線進行穩(wěn)定的控制。

      三、預警機引導戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)目標控制

      預警機在空戰(zhàn)過程中,具有空中監(jiān)視戰(zhàn)場的優(yōu)勢。在編隊中,能夠起到發(fā)現(xiàn)目標并引導戰(zhàn)斗機進行超視距攻擊的作用。

      1.預警機引導戰(zhàn)斗機目標控制的過程

      預警機在引導戰(zhàn)斗機進行目標的追蹤和控制中,能夠通過目標和戰(zhàn)斗機的高度、速度和戰(zhàn)術位置等方面進行分析并將分析結果和對應的戰(zhàn)術傳達給戰(zhàn)斗機,從而引導戰(zhàn)斗機完成對目標的控制。

      預警機引導戰(zhàn)斗機的過程,大體上可以分為兩個階段,第一個階段是在較遠距離時,對戰(zhàn)斗機進行向目標區(qū)域的航向引導。戰(zhàn)斗機在這個過程中,通過預警機的指揮系統(tǒng),了解視距外的目標位置,通報應該到達的位置區(qū)域。這個階段中,由于目標位置無法反映在戰(zhàn)斗機機載雷達的視域內,因此,戰(zhàn)斗機的機載雷達可以一直處于關閉的狀態(tài),這樣處理,有提升隱蔽性的好處。第二階段戰(zhàn)斗機已經(jīng)到達指定目標區(qū)域后,目標位置可以顯示在機載雷達上,戰(zhàn)斗機直接通過機載雷達的是識別,實施對目標的追蹤和控制。

      2.預警機引導戰(zhàn)斗機目標控制的函數(shù)構造

      在預警機引導戰(zhàn)斗機的目標控制中,要通過相關函數(shù),進行控制的態(tài)勢評估以及目標分配,合理的完成對戰(zhàn)斗機的引導。這其中,利用的函數(shù)包括單機相對攻擊優(yōu)勢函數(shù)、角度攻擊優(yōu)勢函數(shù),以及能量優(yōu)勢函數(shù)。

      單機相對攻擊優(yōu)勢函數(shù),是描述戰(zhàn)斗機符合對指定目標進行控制的程度的函數(shù)計算。其反應兩方面的優(yōu)勢情況,一是戰(zhàn)斗機對于目標的控制優(yōu)勢,二是目標反向對戰(zhàn)斗機的控制優(yōu)勢。相對攻擊優(yōu)勢函數(shù)要通過測算距離、防衛(wèi)和武器等方式進行確定。角度優(yōu)勢函數(shù)是為了實現(xiàn)目標的有效跟蹤,保持與目標方位呈一定角度,構造的函數(shù)。

      結語:本文通過空戰(zhàn)決策建模、戰(zhàn)斗機瞄準線穩(wěn)定控制、預警機引導三種空戰(zhàn)指揮中引導目標控制的方法進行研究和建模,旨在提高戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮中目標引導控制的準確性,同時保證引導的快速性和經(jīng)濟性。本文只是針對戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮引導目標控制的三種控制方法進行初步思考與總結,但目前相關研究上尚不充足,所面臨的實際問題與技術問題還很多,仍待需要對相關問題進行研究探討,提出解決辦法。

      參考文獻:

      [1]高陽陽,余敏建,楊杰.戰(zhàn)斗機空戰(zhàn)指揮引導目標準確控制研究[J].計算機仿真,2018,35(11):28-32.

      [2]高陽陽,余敏建,楊杰.多機空戰(zhàn)指揮引導優(yōu)勢量化評估模型研究[J].航空計算技術,2018,48(04):33-36+45.

      [3]劉金星.空戰(zhàn)指揮控制的自主決策思維屬性[J].電光與控制,2010,17(06):1-4.

      作者簡介:

      范宣杰(1997.3-),男(漢族),浙江臺州市人,學員,本科在讀,主要研究領域為地面領航。

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