[科普中国]-导弹可用过载

导弹可用过载是指由导弹气动力和动力系统所能产生的，并考虑结构强度限制的最大法向过载。它表术导弹所能获得的弹道方向力大小，是衡量导弹机动性的指标。它与空气动力系数、动压、推力等有关，是结构和控制设计的基本参数之一。

简介导弹可用过载是指由导弹气动力和动力系统所能产生的，并考虑结构强度限制的最大法向过载。它表术导弹所能获得的弹道方向力大小，是衡量导弹机动性的指标。它与空气动力系数、动压、推力等有关，是结构和控制设计的基本参数之一。导弹沿给定弹道正常飞行的必要条件是导弹可用过载必须大于或等于需用过载和过载余量之和1。

防空导弹制导控制误差的来源提高制导控制精度的实质就是减小制导控制误差。为此，必须分析一下制导控制系统的误差按来源.就防空导弹来说。制导控制误差按来源不同可分为3类。

(1)起伏误差

在制导控制系统中，由于随机干扰信号而形成的误差称为起伏误差，主要来源是目标回波信号的起伏和制导雷达或导引头接收机的内部噪声。其中目标的干扰信号和地面、地物的干扰所形成的误差也属于起伏误差。

在雷达照射下，空中目标成为二次辐射源。回波信号的起伏取决于目标的距离、有效散射面积及其在各个方向上的散布，还与雷达(或导引头)的频率有关。

对于指令制导导弹来说目标起伏误差构成制导控制误差的主要成份，而且雷达与目标的距离越大，误差越大。对于制导导弹来说起伏误差也是来自目标回波信号的起伏和导引头接收机的内部噪声。但是，由于在拦截过程中导引头与目标的距离越来越近所以起伏误差对制导控制精度的影响程度要比指令制导导弹低。

为了降低起伏误差在制导雷达体制和波段选择方面作了大量工作。当前单脉冲体制C.X频段雷达采用滤波技术，已使起伏误差大幅度下降。对于寻的制导的导引头，可以用更高的雷达频段。例如8mm、3mm波长的导引头，已进入实用阶段。

(2) 仪器误差

与制导控制系统有关的设备，其固有误差和工作稳定的局限性4产生的误差称为仪器误差包括目标、导弹测量设备的仪器误差、制导指令形成设备的仪器误差以及驾驶仪和舵系统的仪器误差等。

对于寻的制导来说，最大的仪器误差是天线罩(整流罩)对目标角度坐标造成的误差(由于波束的折射)，它使制导控制回路增加了一个附加反馈。这一反馈既可能是负的，也可能是正的。当附加反馈为正值时，就可能导致制导控制回路处于不稳定状态从而增大制导控制误差。在许多情况下，这一误差通过补偿可以消除附加正反馈的情况，但随机误差会随之有所增大。

(3)动态误差

防空导弹制导控制系统在各种干扰的作用下，动态控制过程中所形成的误差(此时假定没有起伏误差和仪器误差)称为动态误差。它是相对静态误差而言的.制导控制系统的动态误差在很大程度上决定于制导控制回路的放大系数和系统的响应时间，或者说决定于导弹的可用过载和过载输出响应时间。显然，如果导弹可用过载足够大，过载输出响应时间(从指令输出到过载达到要求值的63%的时间)接近于零时，导弹的动态误差也就很小或者说接近于零.实际上防空导弹制导控制系统是一个受可用过载约束的、具有惯性的、能力有限的调节系统，所以动态误差是客观存在的.问题的关键是如何减小动态误差1。

地空导弹在地空导弹武器系统及弹体设计中，所谓可用过载通常被定义为:舵面偏转达最大时，导弹处于平衡状态下所能产生的法向过载。它表征着地空导弹的机动能力，也就是产生控制飞行的弹道法向力的能力，是导弹武器系统和导弹总体设计中的重要性能指标。导弹可用过载设计得合理与否，直接影响若武器系统和导弹本身的设计指标。如果可用过载设计得偏小，就不能完或预定的弹道飞行，也就不能完成对总体战术技术指标规定的目标的攻击，如果可用过载设计得偏大，导弹质量、成本都要付出较大的代价。因此，合理设计导弹可用过载，在导弹设计中是一项重要工作2。

气动方法地空导弹广泛采用十字翼正常式布局，是因为它外形简单，在弹轴四周的任何方位都能迅速提供机动过载。但是，这种外形的导弹，在机动飞行时，只有一对升力面能够产生可用过载，另一对升力面是不起作用的。因此，产生可用过载的气动效率较低。要提高十字翼正常式布局导弹的可用过载，从气动设计角度，主要有三条技术途径。

1.把十字形升力面设计成斜形布局

这种外形的导弹改善了纵平面内的气动效率，从而提高了纵平面内的可用过载。

2.增大升力面面积

为适应地空导弹高机动性能的要求，前几年，国内对于十字翼正常式布局在地空弹上的应用，大多是在不增大导弹最大使用攻角的前提下，采用增大升力面(主要是弹翼)面积及减小弹上设备重量的办法，来提商导弹可用过载。其气动设计思想是基于小攻角附着流型设计原理，把导弹最大使用攻角限制在15°以内，以求导弹有良好的线性气动特性。

采用增大升力面面积的办法提高导弹可用过载，在本质上，没有克服导弹产生可用过载的气动效率较低这一缺点。而升力面面积的增大，使导弹的零升阻力和结构重量增大，弹速下降，可用过载增大不多，收效甚微。

3.增大导弹攻角减小弹翼面积

过去，飞行器设计师尽量设法回避某些旋涡的产生，以免对飞行器的气动特性造成不良影响。随着空气动力学的发展，人们对旋涡的认识在不断加深。如今，飞行器设计师正在设法利用某些旋涡，用来提高飞行器的气动性能。增大攻角减小翼面的气动设计思想，正是拚弃了传统的附着流型设计框框，充分利用涡诱导产生的体开力，达到提高导弹可用过载的目的3。

本词条内容贡献者为:

任毅如 - 副教授 - 湖南大学