早在我们制定出将人类送入太空的周密计划之前,我们就开始将射弹投掷到广阔的太空,既用于战争,也用于娱乐。与欧洲中世纪同时期,中国宋代的技术人员制造了火药火箭,可以向高空发射“九龙箭”和“蜂群箭”。此后,火药技术成为火箭的标准,直到现代。一个世纪前,古怪的工程师兼发明家罗伯特·戈达德在孩提时代受到赫伯特·乔治·威尔斯的科幻小说的启发,同时还是一名研究俄罗斯康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基开发的火箭动力学的学生,他花了二十年时间制造和改进了数十枚液体燃料火箭,其中一些火箭升空超过一英里,超过了马萨诸塞州中部的山丘。戈达德还成功研制出多级火箭,并发明了双轴制导系统,他的声名鹊起使得美国国家航空航天局 (NASA) 以他的名字命名了位于马里兰州的太空飞行中心。2
美国空军 (USAF) 的下一代“真实”参考系统——超高精度参考系统 (UHARS)——目前正在由位于新墨西哥州霍洛曼空军基地的第 746 测试中队 (746 TS) 开发。746 TS 是中央惯性和 GPS 测试设施 (CIGTF),负责为美国国防部提供制导、导航和导航战 (NAVWAR) 系统的测试和评估。UHARS 旨在满足未来导航和制导系统越来越精确的参考要求,提供比现有真实系统高出七倍的定位和速度精度。CIGTF 参考系统 (CRS) 目前作为 746 TS 测试活动的真实参考系统,并在过去十年中为大量高精度导航测试提供了支持。 CRS 无疑是目前飞行和地面测试中最精确的参考系统。然而,随着导航技术在不久的将来取得的进步,CRS 很快将不再足够精确
5 其中包括:以其他方式操作舰船,使他人难以发现和准确跟踪海军舰船;干扰或摧毁敌方目标传感器;干扰从传感器到武器发射器的目标数据传输;攻击导弹发射器(可以是陆基发射器、舰船、潜艇或飞机);以及对抗向海军舰船飞来的导弹和无人机。海军对抗向海军舰船飞来的导弹和无人机的措施包括:干扰导弹或无人机的传感器或制导系统;使用各种诱饵将敌方导弹引离海军舰船;以及使用地对空导弹和密集阵近防武器系统 (CIWS)(本质上是一种雷达控制的加特林机枪)击落敌方导弹和无人机。采取所有这些措施反映了海军长期以来建立多层防御敌方导弹的方法,并从多个点攻击敌人的“杀伤链”,以增加打破杀伤链的机会。(杀伤链是敌人必须完成的步骤序列,才能成功对海军舰艇进行导弹袭击。干扰序列中的任何步骤都可以打破杀伤链,从而阻止或击败攻击。)
目前使用或正在开发的大多数防空系统都采用自导制导来拦截目标。由于使用机载数据收集,自导制导系统可以不断提高目标信息的质量,直至拦截点。制导导弹比任何单一设备都更能塑造当今世界的空天力量。例如,战斗机配备了机载武器,可以向敌机、地面部队或敌方领土深处的战略目标发射。此外,制导导弹还可以用作干扰武器,以混淆地面和空中部队。陆基导弹系统的射程从几英里到几千英里不等。这些陆基导弹是弹道导弹或非弹道导弹,具体取决于其任务要求。制导武器(即导弹)的设计是一项大工程,需要许多在空气动力学、飞行控制、结构和推进等领域拥有专业知识的工程师的团队合作。不同的设计团队必须共同努力,以高精度和低成本生产出最有效的武器。本书的目的是介绍制导导弹的基本概念,包括战术导弹和战略导弹,以及获取目标所需的制导、控制和仪表。从本质上讲,这本书是关于制导飞行的数学。这本书不同于类似的书籍
周文清先生 1919 年出生于中国太原,靠近蒙古边境。1940 年,他获得上海交通大学电气工程学士学位,1942 年获得麻省理工学院理学硕士学位。他的硕士论文题为“塞尔森机研究”,研究的是通常所说的闭环控制系统或伺服机构。作为后者的自然延伸,通用电气在二战期间聘请他根据有关日本零式战斗机的情报重新设计防空火控系统。20 世纪 50 年代,周先生在美国博世武器公司的武器部门工作,负责 Atlas (WS-107A) 洲际弹道导弹 (ICBM) 的数字计算机和全惯性制导系统的设计、开发和批量生产。 1951 年,他构想出一种惯性制导系统,用于自动导航太空飞行器,随后他设计出第一台全固态、高可靠性的太空数字计算机,并建立了洲际弹道导弹、太空助推器和载人航天器(从 Atlas、Titan、Saturn 和 Skylab 到 Minuteman 和航天飞机)制导系统的开发和机械化的基本系统方法。1956 年至 1958 年间,周先生发表或发表了几篇关于导弹制导系统的重要论文,其中一篇题为“机载晶体管数字计算机的设计理念
Ariel(大气遥感红外系外行星大型巡天)是欧空局“宇宙视野”计划框架内采用的 M4 任务。其目的是通过凌日光谱法对已知系外行星的大气层进行巡天。发射计划于 2029 年进行。Ariel 科学有效载荷包括一台离轴、未被遮挡的卡塞格林望远镜,该望远镜为波段在 0.5 至 7.8 µm 之间的一组光度计和光谱仪提供信号,并在低温(55 K)下运行。望远镜组件采用创新的全铝设计,可耐受热变化,避免影响光学性能;它由一个主抛物面镜组成,其椭圆形孔径为 1.1 m 的长轴,随后是安装在重新聚焦系统上的双曲面次镜、抛物面重新准直三镜和一个平面折叠镜,将输出光束引导至与光学平台平行。基于 3 个柔性铰链的创新安装系统支撑着光学平台一侧的主镜。光学平台另一侧的仪器舱内装有 Ariel 红外光谱仪 (AIRS) 和精细制导系统/近红外光谱仪 (FGS/NIRSpec)。望远镜组装处于初步设计审查的 B2 阶段,开始制造结构模型;一些组件,即主镜、其安装系统和重新聚焦机制,正在进行进一步的开发活动,以提高其准备程度。本文介绍了 ARIEL 望远镜组装的设计和开发。
在开采和运输煤炭的过程中,操作员在矿井狭窄的空间内可能会被移动机械撞击或抓住。解决此问题的方法是使用运输设备上的导航系统,以便它跟随开采煤炭的机器。这本质上涉及基于传感器的机器对接。能够在恶劣的矿井环境中生存的传感器起着关键作用,这些环境包括灰尘、甲烷气体和水。对采矿机的运动和经验机器特性进行计算机分析,以确定操作要求和空间限制,确保将煤炭正确装载到运输设备中。这些数据用于选择传感系统。扫描激光系统和超声波传感器等各种技术经常用于其他应用,但被发现不可接受。但是,采用主动目标的近红外 (IR) 传感器满足要求。该传感器具有标称 75 EE 锥形视场,范围为 0.1 至 18.0 m。 对于单目标模式,在距离 3.56 m 时,标称范围精度为 4.3%。 生成校正算法将误差降低至 0.6%。空气中的灰尘测试表明,在超过联邦法律允许的浓度(7.5 倍)的水平下,准确度(最坏情况)下降不到 0.8%。该传感器可以跟踪多个主动目标,提供五个自由度 (DOF) 测量。使用四个目标,标称范围精度为 0.4%,无需校正算法。III 的制导系统。当前操作场景 跟随采矿机器的运输系统在商业上不存在。这样的系统可以减少当前运输采矿设备造成的死亡和伤害,并且是当前运输控制的可行替代方案。
在开采和运输煤炭的过程中,操作员在狭窄的矿井内可能会被移动机械撞击或抓到。解决此问题的方法是使用运输设备上的导航系统,使其跟随开采煤炭的机器。这实际上涉及基于传感器的机器对接。能够承受恶劣的矿井环境(包括灰尘、甲烷气体和水)的传感器起着关键作用。对采矿机的运动和经验机器特性进行计算机分析,以确定操作要求和空间限制,以确保将煤炭正确装入运输设备。这些数据用于选择传感系统。扫描激光系统和超声波传感器等各种技术经常用于其他应用,但被发现不可接受。然而,采用主动目标的近红外 (IR) 传感器满足要求。该传感器具有标称 75 EE 锥形视场和 0.1 至 18.0 m 的范围。对于单目标模式,在 3.56 米的距离处,标称范围精度为 4.3%。生成了校正算法,将误差降低至 0.6%。空气中的灰尘测试表明,在超过联邦法律允许的浓度(7.5 倍)的水平下,精度(最坏情况)下降不到 0.8%。该传感器可以跟踪多个活动目标,提供五个自由度 (DOF) 测量。使用四个目标,标称范围精度为 0.4%,无需校正算法。III. 当前操作场景 拖运系统跟随采矿机的制导系统在商业上不存在。这样的系统可以减少当前拖运采矿设备造成的死亡和伤害,并且是当前拖运控制的可行替代方案。
在开采和运输煤炭的过程中,操作员在狭窄的矿井内可能会被移动机械撞击或抓到。解决此问题的方法是使用运输设备上的导航系统,使其跟随开采煤炭的机器。这实际上涉及基于传感器的机器对接。能够承受恶劣的矿井环境(包括灰尘、甲烷气体和水)的传感器起着关键作用。对采矿机的运动和经验机器特性进行计算机分析,以确定操作要求和空间限制,以确保将煤炭正确装入运输设备。这些数据用于选择传感系统。扫描激光系统和超声波传感器等各种技术经常用于其他应用,但被发现不可接受。然而,采用主动目标的近红外 (IR) 传感器满足要求。该传感器具有标称 75 EE 锥形视场和 0.1 至 18.0 m 的范围。对于单目标模式,在 3.56 米的距离处,标称范围精度为 4.3%。生成了校正算法,将误差降低至 0.6%。空气中的灰尘测试表明,在超过联邦法律允许的浓度(7.5 倍)的水平下,精度(最坏情况)下降不到 0.8%。该传感器可以跟踪多个活动目标,提供五个自由度 (DOF) 测量。使用四个目标,标称范围精度为 0.4%,无需校正算法。III. 当前操作场景 拖运系统跟随采矿机的制导系统在商业上不存在。这样的系统可以减少当前拖运采矿设备造成的死亡和伤害,并且是当前拖运控制的可行替代方案。
简介 许多方法已用于设计飞机自动驾驶仪。Taha 等人。(2009) 状态反馈、极点配置、滞后控制器和模型参考自适应控制技术已用于爬升率自动驾驶仪的设计。No 等人。(2006) 经典根轨迹和波特频率法用于设计高度稳定、速度和飞行路径角自动驾驶仪。此外,零努力脱靶概念也被有效用于提出适用于任意轨迹跟踪控制问题的制导律。在所提出的制导方案中,命令以速度、飞行路径和航向角的形式给出,以便它们可以轻松地与现有的控制配置相匹配,Giampiero 等人。(2007) 编队控制的设计基于内环和外环结构。平面外环制导律采用反馈线性化设计,而垂直通道的外环采用补偿器设计。内环线性控制器也是使用经典补偿方法设计的,Taha 等人。(2009) 设计了一个监督控制系统来管理不同自动驾驶仪的接合和脱离,并将命令输入传递给它们,使飞机实现所需的轨迹。在本文中,使用离散时间的模型跟踪技术设计了不同的自动驾驶仪。选择这些自动驾驶仪是为了将它们用于制导系统,以促使飞机在横向规划中实现特定的飞行路径。这些自动驾驶仪包括倾斜角、航向和水平环路自动驾驶仪。每个自动驾驶仪都将在飞机非线性模拟程序 (Brain, 1992) 上进行模拟,以说明飞机的响应并检查其实现平稳和可接受的机动的能力。本文使用了飞行条件 3 下的 Delta Aircraft 数据 (Etkin, 1982)。自动驾驶仪设计程序