带你了解飞机导弹的发射原理

飞机导弹的发射过程技术细节。导弹利用先进的传感器和制导系统精确定位目标，通过先进的推进系统实现高速飞行，最终准确地命中预定目标。导弹的制导系统依靠惯性导航系统和主动雷达导引系统，配合精密的传感器，实现对目标的精准控制。推进系统采用了创新的两级推进系统，利用固体推进剂和液体推进剂的组合提供持续的推力，确保导弹能够在飞行过程中保持高速。这些技术的应用使得导弹成为现代空战中不可或缺的武器，为飞行员提供了重要的支持和保障。

发明飞机导弹的奇迹

飞机导弹的发明是人类科技的杰作之一。 这项创新是由对空中战斗的理解和技术进步所驱动的。导弹作为空中作战中最致命的武器之一，其发射原理和制导系统的复杂性令人惊叹。依托先进的传感器技术和精密的制导算法，导弹能够实现对目标的精确命中，从而在战场上发挥着重要作用。了解导弹的发射原理和推进系统，可以帮助理解这一令人惊叹的武器是如何在空中执行其任务的。

导弹制导系统的精密运作

导弹的制导系统是其能够精确命中目标的关键。 通过先进的传感器阵列和机载设备的协同配合，导弹能够在飞行过程中实时感知并调整自身的航线和姿态。惯性导航系统是导弹制导的重要组成部分，它利用陀螺仪和加速度器等传感器来感知导弹的运动状态。三组陀螺仪传感器协同工作，精细地捕捉导弹的姿态和角速度，同时加速度器传感器监测导弹的加速度变化。这些信息被传输至自动驾驶仪计算机，通过制导算法计算出最优的控制指令，从而确保导弹在飞行过程中保持精准的航向和飞行姿态。

主动雷达导引系统的精准定位

在导弹临近目标区域时，为了确保高的命中精度，导弹将主动切换到主动雷达导引模式。 导弹发射电磁波束主动探测目标，接收目标反射回的电磁波，并通过先进的电子设备精确测量接收信号的时间差、目标的速度、加速度和距离等关键参数。这些实时信息被传输至自动驾驶仪计算机，计算机根据算法计算出最优的控制指令，从而实现对目标的精确定位和跟踪。通过主动雷达导引系统，导弹能够在飞行过程中准确锁定目标并实现精准打击，提高了作战的效率和准确性。

导弹推进系统的高效动力

导弹搭载了创新的两级推进系统，分别采用固体推进剂和液体推进剂。 第一阶段主要依靠固体推进器发动机提供强劲动力，在点火后约9秒固体推进器耗尽后自动分离，导弹随即切换至冲压喷气发动机模式。冲压喷气发动机利用大量大气空气高速涌入进气道，在内部被压缩制，随后与精细喷射的燃料混合并点火，产生强大的向后推力，持续推动导弹加速前进。通过创新的推进系统，导弹能够在飞行过程中保持持续的推力，并最终精确命中预定目标。

总结

飞机导弹的发明是现代空战中的关键技术之一 。其制导系统和高效的推进系统使其成为空中作战中不可或缺的武器。通过先进的传感器技术和精密的制导算法，导弹能够实现对目标的精确定位和打击，提高了作战的效率和准确性。导弹的发射原理和推进系统的理解，有助于认识和利用这一令人惊叹的武器，为保卫国家安全和维护世界和平做出贡献。

IGBT原理介绍

IGBT称为绝缘栅双极性晶体管，它结合了MOSFET的驱动优势和双极性晶体管的优势。IGBT的内部结构和等效电路如图1所示。从结构上看，IGBT更像垂直型MOSFET，不同之处在于它在漏极增加了高掺杂P+层，称为集电极。当栅极电压小于开启电压时，IGBT关断。此时，发射极电压远小于集电极电压，状态为正向阻断，PN结J2阻断。而PN结J1和J3正偏，为了获得足够的阻断能力，N-区需足够宽，掺杂浓度尽量低。

当IGBT栅极接到正电压（通常为15V)，IGBT导通。首先，在氧化层下面的P区建立反型导电沟道，为电子从发射极到N-区提供导电路径，从而降低N-区的电位，PN结J1导通。P+区的少子（空穴）开始注入N-区，使得该区的少数载流子浓度远远超过多数载流子。为了保持电荷中性，大量的自由电子从N+区吸引到N-区。由于载流子的注入，相对高阻的N-区的导电率迅速上升。这个过程称为电导调制效应。它会有效减小IGBT的正向导通压降。IGBT的饱和压降UCEsat低于MOSFET的扩散电压，特别是在高压大电流的应用场合，所以IGBT的损耗要比MOSFET的低。IGBT的简化模型可以用MOSFET和PIN二极管的串联电路等效。

IGBT输出特性如图2a所示。若栅极电压太小，形成的反型层较弱，流入漂移区电子数相对较少，IGBT的压降增大，进入特性曲线的线性放大区。当IGBT工作在线性放大区时，损耗加剧，严重会损坏器件。故器件应避免进入线性放大区。

IGBT导通时，PN结J2由于承受负电压而保持阻断。在相邻两层之间形成空间电荷区，而且它会夹断从P区到N-区宽度为dJEFT范围内的区域，如图2b所示。而该区域在某种程度上决定了IGBT通态损耗。这种夹断原理类似于JFET，因而下文中内部电阻用RJEFT表示。平面栅极结构IGBT都可以这样表示。

若栅源电压为零或者反向，栅极的沟道重组阻止自由电子继续注入漂移区。此时，漂移区载流子的浓度非常高，所以大量的电子向集电极P+区移动，而空穴向P基区移动。由于电子的浓度逐步拉平，载流子的移动逐步停止，剩余的载流子依靠复合来移除。因而IGBT的关断电流分为两个阶段：一是：关断反型沟道，导致电流迅速下降；二是：持续的时间较长，导致IGBT产生拖尾电流Icz，如图3所示。第一阶段称为MOSFET关断，第二阶段称为晶体管关断。由于拖尾电流的存在使得IGBT的关断损耗高于MOSFET关断损耗。

关于IGBT的术语

（1）集电极-发射极阻断电压UCES：栅极和发射极断路时，集电极和发射极之间的电压。

（2）集电极-发射极击穿电压U(BR)CES：栅极和发射极短路时，集电极和发射极之间的电压。

（3）集电极-发射极饱和电压UCEsat：在栅极和发射极之间加入一定的电压，且集电极电流几乎不受栅极-发射极电压控制时的电压。

（4）栅极-发射极之间的阈值电压UGE(th)：集电极电流有一个较小的特定值时，栅极和发射极之间的电压。此时IGBT内部MOSFET沟通开启，允许一个很小的电流流过。

（5）二极管正向导通电压UF：当二极管流过一个特定的正向电流IF时，阳极和阴极之间的电压。

（6）集电极电流Ic：通常称作集电极电流。在数据手册中也用来表示最大连续集电极直流电流。

（7）重复峰值集电极电流ICRM：在时间t中（一般是1ms）最大的重复电流。很多厂商指定ICRM的值是集电极电流的两倍。

（8）集电极-发射极漏电流ICES：在指定的集电极-射极电压下，通常取额定阻断电压UCES，流入集电极的漏电流。

（9）拖尾电流Icz：IGBT关断过程中，拖尾时间tZ内的集电极电流。

（10）二极管电流IF：正向导通时通过二极管的电流。数据手册中通常指二极管最大连续正向直流电流。

（11）二极管重复峰值电流IFRM：在时间t中（一般是1ms）正向通过二极管的最大重复电流，很多厂商指定IFRM是二极管电流的两倍。

（12）二极管反向恢复电流IRM：在给定的测试条件下反向恢复电流最大值。

（13）开通延时td(on)：IGBT的栅极开启电压脉冲到集电极电流开始上升的时间间隔。通常以栅极电压幅值的10%和集电极电流10%作为开通延时计算参考点。

（14）上升时间tr：通常指IGBT开通后，集电极电流从最大值的10%上升到90%的时间间隔。

（15）开通时间ton：开通延时与上升时间之和，如图4a所示。

（16）关断延时td(off)：维持IGBT导通的栅极电压脉冲的末端时刻到集电极电流开始下降的间隔。在这段时间内，IGBT进入关断状态。一般情况下，以栅极电压幅值的90%和集电极电流90%作为关断延时计算的参考点。

（17）下降时间tf：一般指集电极电流从最大值的90%下降到10%的时间。如果集电极电流90%的值到10%的值不是一条直线，则做一条下降电流曲线的切线，在切线上读取集电极电流的10%。

（18）关断时间toff：关断延时和下降时间之和，如图4b所示。

（19）拖尾时间tZ：关断时间toff的末端到集电极电流下降到其最大值2%时的时间间隔。

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