牛顿第一运动定律又称惯性定律。
导弹的惯性制导是基于物体运动的惯性现象,采用陀螺仪、加速度计等惯性仪表测量和确定导弹运动参数,控制导弹等制导武器飞向目标的制导方式。它是以牛顿定律为基础,是一种自主式的制导方式。所谓自主制导,是以自身或外部固定基准为依据,导弹在发射后不需要外界设备提供信息,独立自主地导引和控制导弹飞向目标的一种制导方式。自主制导是一大类制导方式,包括惯性、匹配、星光制导等。
惯性制导部件
牛顿
我们来看工作原理框图。
陀螺仪用于测量角运动参数,包括偏航角、俯仰角和横滚角。加速度计用于测量导弹自身运动加速度,然后我们经过积分运算,得到导弹运动速度和位置坐标等导航信息。再与预定轨迹进行比较,进而形成制导指令。组成惯性制导系统的设备都安装在导弹上,其特点是不需要外部任何信息就能根据导弹初始状态、飞行时间和引力场变化确定导弹的瞬时运动参数,因而不受外界干扰。
惯性制导系统
惯性制导须预先知道导弹本身和目标的位置,因此它适用于攻击固定目标或已知其运动轨迹的目标。大部分地地、潜地弹道导弹多采用这种自主式的制导方式。下图是印度试射的“普利特维”短程惯性制导弹道导弹轨迹图。我们看到纯弹道轨迹就是抛物线,这里惯性末制导调控了弹道轨迹。
印度试射的“普利特维”短程惯性制导弹道导弹轨迹图
惯性制导是各类制导方式中最基本、最重要的一种,可应用于导弹飞行的全过程。所谓全过程就是初制导、中制导和末制导,并且频繁应用于惯导加其他制导方式的复合制导方式中。我们看这个图,惯导可以与电视、卫星地形匹配、景象匹配、毫米波、微波、红外和激光都可以来构成复合制导。(作者:付强、宋栋益、傅湘 来源:国防科技大学“科普中国”共建基地)
“惯导+XXX”复合制导方式示意图