霍克导弹战术技术要求分析

霍克对空导弹（MIM-23）战术技术要求分析姓名：索文博学号：2014300509班级：02011401一、导弹研发背景及简介图1-1霍克导弹1.1霍克导弹简介“霍克”(HAWK)为美国雷锡恩公司研制的一种全天候中程中、低空防空导弹，有A、B两种，可拦截飞机、巡航导弹和战术地对地导弹。作为美国陆军、海军陆战队的标准野战机动中程防空武器，用于要地防空和野战防空，与“奈基1”导弹配合使用，弥补“奈基I”低空作战能力的不足，是美军60—70年代的主力中程防空导弹。1.2研发背景及过程1951年前后，美国决定发展机动性能好的中、低空反飞机导弹系统。美国国防部委托美国陆军导弹司令部负责总管研制计划。1952年雷神公司参加了初步方案论证。开始研制该系统用的连续波雷达。1953年提出总体方案，被陆军导弹系统司令部接受。1954年7月正式开始研制，1958年基本定型投产，1960年初开始装备部队，代号为MIM-23A。1960年美国国防部打算用4~5亿美元发展具有反战术弹道导弹能力的“超霍克”(Super-HAWK)，后又提出“改进霍克”方案。1964年在基本型“‘霍克”的基础上正式开始研制“改进霍克”，代号MIM-23B,1969年6月生产，1972年11月装备部队。至1985财年止，改进型用于研究、研制、试验与鉴定的总费用为3.499亿美元(包括三个改进阶段计划费在内)。总计生产7687枚导弹(其中包括研制试验用导弹55枚)。导弹平均单价为10.1万美元(1984财年)。“霍克”导弹系统除装备美军外还装备了联邦德国、意大利等八个北约国家及沙特阿拉伯、以色列、科威特、伊朗、泰国、日本、南朝鲜、约旦、瑞典等欧亚洲国家。我国台湾也部署有“霍克”导弹。目前它已成为世界上使用最广泛、生命力长的导弹系统之一。二、战术技术指标2.1目标特征主要拦击2M的中、低空飞机，改进型还可对付巡航导弹、战术地对地导弹和反辐射导弹2.2发射条件（1）发射方式三联装倾斜发射，高低角最大70°，方位角为360°。（2）系统组成显示图2-1“霍克”导弹系统组成霍克系统由导弹、3联装发射架、1辆中空目标搜索雷达(脉冲体制)车、1辆低空目标搜索雷达(连续波体制)车、2辆大功率照射雷达车、1辆测距雷达车、1辆连控制中心车、1辆信息协调中心车、1辆运输装填车(能够在几秒钟内装填3枚导弹)以及HF60D400HZ发电机组等组成。霍克系统的每个发射架可载3枚导弹，操作手在战斗准备状态才转动发射架。当照射雷达锁住目标后，就与照射雷达天线在方位和俯仰上随动瞄准目标，同时通过转塔控制组合使导弹处于待发状态。收到发射命令后，选定1枚待发导弹激活电源，启动快速陀螺，使导引头天线稳定地瞄准目标。（3）火力配置“霍克”通常以连为一完整的作战独立单元，一个连有三套发射装置，配置在离战斗地区前沿15-20千米地带，约需一个100x200米2的场地部署发射排的作战设备。三套发射装置呈底边稍长的等腰三角形配置，相距大于60米。在战斗区前方多采用自行式“霍克”，后方可采用牵引式。每个连的间隔距离不超过20千米。2.3导弹性能（1）主要性能作战半径最大为40km，最小为2km。作战高度最大高度18（11）公里，最小高度为30米。速度为2.5马赫，杀伤概率80%（80%），反应时间26~34s（16~20s）（2）机动性导弹连的全部设备需23辆越野车装运或拖曳，亦可由21架C-124或24架C-130B型运输机空运，展开时间不超过45分钟，撤收时间不超过30分钟（3）抗干扰能力霍克导弹有专门的抗干扰系统，能够在杂波、消极和欺骗式的电子干扰情况下进行作战。采用测距雷达，基本型为AN/MPQ37，改进型为AN/MPQ51o，工作在J(二公分)波段。正常情况下加电不使用，射频能量消耗在假负载上。在有电子干扰情况下，根据照射雷达的信号，能量转馈至天线，给大功率照射雷达提供距离散据。该雷达只工作几秒钟，使敌机不易干扰。可自动或手动测距，作用距离约72~78km。三、总体方案分析3.1总体结构方案表3-1导弹总体参数弹长弹径弹翼弹重最大速度机动过载5.03米360mm1.2m623.7/586M=2.515g图3-1霍克导弹线图霍克导弹的布局与结构属于典型的第二代防空导弹布局，其基本型与改进型导弹的外形相同，都是采用无尾式气动布局。头部呈锥形，用玻璃钢纤维材料制成。弹翼为梯形，位于弹体中部稍后，按“×”配置，前缘后掠角76度，后缘与弹体垂直。一对弹翼的总面积约为1.86平方米(包括弹体部分)。4片矩形舵接在弹翼后缘，除进行稳定和控制俯仰与偏航外，还控制导弹的滚动稳定。舵面用铝合金制成，一舱为导引头舱，天线罩内装有抛物面天线;二舱为电子仪器舱，内装雷达接收机、无线电引信、自动驾驶仪解算装置及电源等;三舱为战斗部舱;四舱为固体发动机，其上有四个弹翼;五舱为舵面伺服机构和电源/液压传动装置。此导弹采用无尾式布置，它是由正常式布局演变而来的，在弹翼后缘布置舵面。这种布局有如下特点:（1）升阻比高。无尾式布局减少了翼面数量，从而减小了导弹的零升阻力。当翼展受到限制时，增加弦长可以获得所需的升力，使升阻比提高，弹翼结构性能也较好。（2）操纵效率高。由于翼弦加长，可使舵面至导弹质心的距离较远，因而操纵力矩也可大些。或在保证同样的操纵力矩条件下，舵面面积可小些。（3）具有最大的极限攻角。（4）弹翼位置较难安排。（5）舵面常与弹翼后缘有一定间距，这样做的目的是使铰链力矩随攻角和舵偏角的变化更趋近于线性变化，便于自动驾驶仪的工作，“霍克”导弹就采用这种方式。3.2推进系统方案3.2.1MIM-23AM22E8固体火箭发动机，是美国“霍克”(HAWK)MIM-23A中低空地对空导弹的发动机，主承包商为航空喷气通用公司。它是一种单室双推力发动机。发动机随“霍克”导弹系统于1954年7月正式开始研制，1958年基本定型生产，1960年初开始装备部队。（1）发动机主要性能及结构参数（2）发动机结构图3-2M22E8发动机简图结构组成：发动机由燃烧室、喷管、点火装置等组成。燃烧室：壳体材料采用4130钢。装药为双层浇铸的同心药柱，内部为助推药柱，其推进剂为ANP-2830B1型，它燃烧时间短，燃速快，借此把导弹发射出去并加速至超音速;外面为续航药柱，推进剂为ANP-2380HO型，其燃速较慢，能使导弹保持一定的速度飞行。点火装置：点火装置为电起爆装置，它装有机械式安全解锁装置。动力装置基本型早期采用串联装药内孔燃烧的M-22E7型双推力火箭发动机，1959年后改用同心装药的M-22E8型。双推力发动机装两种固体燃料，两种燃料先后燃烧，产生两种不同的推力，分别起助推与主航的作用。起飞推进剂为聚氨基甲酸乙醋ANP-2830B1型，主航推进剂为ANP-2830HO型。3.2.2MIM-23BM112固体火箭发动机是美国“改进霍克”(ImprovedHAWK)MTM-23B全天候、中低空地对空导弹的发动机，主承包商为航空喷气通用公司。它是一种单室双推力发动机。1964年美国在基本型“霍克”的基础上开始研制“改进霍克”导弹，同时改进发动机，1969年2月开始生产。表3-2发动机主要性能与结构参数在改进型霍克上，动力系统换成M112型双推力固体火箭发动机，体积减小而推力有所增加，巡航级工作时间也加长，射程也从基本型的32公里增加到40公里3.3制导控制系统方案霍克防空导弹系统采用比例导引的连续波全程半主动寻的制导。对目标的探测由一部脉冲搜索雷达（中空目标搜索）和一部连续波搜索雷达（低空目标搜索）经连指挥站或排指挥站协调来完成。捕获目标后，大功率照射雷达发出目标指示信号，对选定的目标进行搜索、跟踪和照射，弹上连续波寻的雷达接收地面照射雷达经目标反射的信号，测出导弹与目标间的视角变化率，并根据目标反射信号的多普勒频率，得出导弹与目标间的相对速度，使两参数之积与导弹侧向加速度成比例，产生的信号输送至自动驾驶仪，通过自动驾驶仪来控制舵面偏转，将导弹引向目标。自动驾驶仪接收来自半主动寻的雷达导引头的目标一导弹间的误差信号，经变换放大后产生操纵液压舵机的信号，控制舵面偏转，使导弹按一定轨道稳定飞行。导引头为全固态式，半主动连续波体制。天线安装在液压驱动的万向平台上，用小型陀螺作为惯性空间基准。基本型为抛物面反射器，改进型采用了低旁瓣、高增益的平面裂缝天线。为了对付高速、低空、小反射截面的目标，改进型采用了倒置接收机，以提高杭干扰能力和对多卜勒频率的分辨能力。3.4引战系统方案战斗部与引信基本型采用装普通烈性炸药的XM5型破片杀伤式战斗部，重约50千克，其中装H-6炸药约33千克。改进型用连杆式杀伤战斗部，重约75千克。为小钢柱杀伤体，爆炸后形成一个不断扩大的圆环，以获得较高的杀伤概率。战斗部还可用核装药(MK-101)，可达100-500吨或2000吨TNT当量。用无线电近炸引信或触发引信起爆。保险装置分三级，一级机械保险，在导弹达到一定速度时解除，两级电气保险，根据弹上半主动寻的雷达信号解除。四、导弹的缺点及改进方案4.1缺点（1）六十年代初装备的“霍克”导弹，由于受当时技术水平的限制，设备笨重，以及抗干扰能力、可靠性和可维护性均欠佳的缺点。（2）系统部件多且累赘，搜索及跟踪系统由5辆不同的雷达车组成。（3）采用半主动寻的制导，依赖地面雷达设备，基本型导引头在导引导弹攻击时除接收目标反射波外，还会接收直接来自照射雷达的信号，使导引头精度降低。4.2改进方案（1）更改气动布局，提高隐身性，增加对复合材料的使用，进一步降低雷达反射截面与红外特征，提高生存能力。（2）改变末段单一的制导方式，增加红外制导或者图像匹配制导，提高抗干扰能力。（3）依靠进步的科学技术，采用数字信号处理和频率捷变技术，提高系统作战性能和抗干扰能力，用一部雷达代替四部雷达降低成本，并减少人员和后勤支援的负担参考文献[1]世界导弹大全[M].北京:军事科学出版社,1987:228-236.[2]世界导弹与航天发动机大全[M].北京:军事科学出版社,1999:535-542.