引導飛行器克服各種幹擾因素自動飛向目標的整套設備,又稱導航係統。製導係統通常安裝在各種類型的無人駕駛飛行器如導彈(包括魚雷)、航天器和無人駕駛飛機上,實現自動控製。在有人駕駛的飛機、艦船和潛艇中,也常用製導係統來協助領航員工作。在飛行器中,製導係統常常與姿態控製係統(又稱自動駕駛儀)交聯在一起。製導係統一般由測量裝置(探測機構)、製導計算裝置(決策機構)和執行機構組成(見圖),它的工作原理是測量飛行器相對於目標或某一基準的位置和速度,按預定算法進行計算,形成製導指令,通過姿態控製係統控製飛行器,使它沿著適當的軌道飛行。
發展概況
1908年船用羅盤的出現標誌著現代導航和製導技術的開始。1932年美國R.H.戈達德首次將陀螺儀和燃氣舵用於控製火箭飛行。同一時期,無線電導航係統如無線電信標和無線電羅盤開始用於飛機導航。第二次世界大戰期間,德國科學家研製出一套簡單的慣性製導係統並將它用於V-2導彈上,直到80年代許多運載火箭和導彈仍然采用這種慣性製導原理。戰後一些主要的工業國在製導係統的研究和發展方麵取得重大的進展。
20世紀50年代,慣性製導係統已用於飛機和潛艇導航,而導彈主要采用無線電-慣性複合製導。這一時期人們逐步解決了指令製導、波束製導和尋的製導的基本技術問題,紅外製導雖已經采用,但性能較差。隨著慣性儀表精度的提高和誤差分離與補償技術的發展和應用,慣性製導係統的精度顯著提高。
20世紀60年代,慣性製導係統得到廣泛應用。這一時期光學跟蹤和光電製導技術也有所發展。
20世紀70年代,製導係統的種類日趨齊全,精度大大提高,並用於各種低空飛機、無人駕駛機、導彈和航天飛行,如中國的返回衛星和通信衛星工程,美國的“阿波羅”登月工程和航天飛機等。
類型
製導係統的種類很多,按製導方法大體上分為6類。
①自主式:這種製導係統根據飛行器內部或外部的參考基準來控製飛行器飛行,它不需要任何人為的控製和導航,也不需要地麵設備配合工作,因而抗幹擾能力強。應用這種方法的係統有慣性製導係統,天文製導係統。
②波束式:波束製導係統用電磁波束導引,又稱駕束製導。常用的波束為無線電波束和激光波束。用激光波束製導時,抗幹擾性能更好。這種製導方法的製導精度隨距離增大而降低。
③指令式:指令製導係統是從飛行器以外的製導站發出指令來控製飛行器飛行。
④尋的式:裝在飛行器上的敏感器(導引頭)感受目標輻射、散射的能量或聲音,自動形成製導指令控製飛行(見尋的製導係統、魚雷聲導係統。
⑤圖像匹配式:圖像匹配製導係統利用遙感特征圖像把飛行器自動引向目標。
⑥複合式:複合製導係統將上述兩種以上方法組合起來,以充分發揮各自的優點。
如果按製導所用的物理量的性質區分,製導係統還分為無線電製導、紅外製導、激光製導、雷達製導、電視製導等。