多目标拦截是弹道导弹防御中的重大难题,也是目前美国导弹防御系统所遇到的最大的技术难点。多拦截器(MKV,Multiple Kill Vehicle Interceptor)通过采用一个运载母仓携带多个小型动能拦截器对目标实施动能拦截,有望克服传统动能拦截武器多目标识别及拦截的难题。本文针对弹道导弹防御系统中MKV在应对来袭多目标拦截时的拦截有效性进行分析,建立了MKV对多个来袭真弹头的拦截数量和概率模型,验证了MKV是一种较有效的拦截武器。本文所做的工作主要有:(1)首先,在简单介绍MKV对弹道导弹多弹头中段拦截的作战流程基础上,分析了MKV的制导方法与机动能力。其次,在MKV机动能力的基础上研究了MKV的释放策略和目标分配策略,建立目标分配原则。在研究分析释放策略时,主要从MKV的释放时机考虑,有两种释放方式:一种是在发现目标弹头之前释放MKV,使MKV伴飞于母仓周围,待母仓探测装置发现目标弹头后再指挥控制分配MKV对目标进行拦截;另一种是待母仓探测到目标后,再选择合适的时机释放MKV。在研究目标分配策略时,主要从来袭目标的威胁程度和数量进行考虑,按照优先拦截威胁度最大的弹头建立目标分配模型,当MKV和弹头数目较多时,多采用遗传算法、蚁群算法等进行求解。最后,依据MKV的释放策略和目标分配策略建立了不同释放策略下(因不同的释放策略有其各自的优缺点,会影响MKV对来袭目标的拦截概率)拦截多目标的概率模型,得到多拦截器系统拦截到不同来袭弹头数目下对应的概率值,尤其是拦截到所有来袭目标的概率值。(2)研究了MKV应对来袭多目标弹头在红外诱饵掩护下的拦截有效性。在现有的探测器技术条件下,因真弹头与红外诱饵的红外特征非常相似,所以MKV拦截携带红外诱饵的弹头还有很大的难度。分析了红外诱饵对MKV探测的影响,计算了MKV系统探测、识别红外诱饵的概率,建立了多目标弹头在红外诱饵伴飞突防条件下MKV拦截多目标弹头的概率计算模型。通过建立的MKV拦截概率模型,得到了弹道导弹防御系统在给定拦截效果约束要求条件下MKV的最低数量需求。(3)研究了MKV应对来袭多目标弹头在重诱饵及轻诱饵掩护下的拦截有效性。在各种导弹突防伪装措施中,通过诱饵(重诱饵、轻诱饵)对导弹防御系统进行无源干扰是一种简便有效的措施。考虑弹道导弹防御中利用MKV对大气层外和大气内两次拦截,在一定数量的重诱饵和轻诱饵伴随多个真弹头一起突防飞行,分析重诱饵和轻诱饵对MKV探测的影响,计算MKV系统探测、识别重诱饵及轻诱饵的概率,分别建立在大气层外和大气层内MKV两次拦截真弹头数量的概率计算模型。通过建立的MKV拦截概率模型,计算不同数量的重诱饵、轻诱饵伴飞时MKV拦截真弹头的概率,得到弹道导弹防御系统在给定拦截效果约束要求条件下MKV的最低数量需求,分析重诱饵及轻诱饵伴随多个真弹头突防飞行条件下MKV对拦截多弹头数量效果的影响。(4)通过仿真实验计算结果分析MKV拦截多目标弹头的有效性。考虑到MKV在目标的分配与攻击中的相互通信、单个MKV的机动能力与MKV个数的折中等技术难点,假设MKV运载母舱可携带4-6枚MKV弹头。针对一枚分导式多弹头、多枚无诱饵伴飞的真弹头、在多个红外诱饵伴飞下的多枚真弹头、多枚诱饵(重诱饵、轻诱饵)伴飞下的多枚真弹头等多目标突防飞行情况下,利用MATLAB软件进行仿真计算,研究分析MKV拦截多目标的有效性。经过具体数值仿真计算,得到不同突防手段条件下MKV拦截来袭目标数的概率曲线图;通过改变诱饵的种类及数量,得到不同诱饵(种类及数量)伴随多个真弹头突防飞行时MKV拦截数量及概率曲线图;通过改变弹道导弹防御系统最低拦截效果约束要求,得到不同突防手段下导弹防御系统所需的MKV数量曲型图;通过与母舱只有单个拦截器的KKV共同仿真计算,得到相同来袭目标条件下MKV与KKV拦截来袭目标数量及概率的对比分析曲线图;等。最后,通过曲线图分析了释放策略、红外诱饵、重诱饵、轻诱饵等因素对MKV拦截多目标弹头有效性的影响。通过数值仿真计算分析及与KKV拦截效果对比表明,多拦截器(MKV)防御是一种比较有效的拦截手段,极大地提高了弹道导弹防御系统的拦截概率,在一定程度上能够克服传统动能拦截武器多目标识别及拦截的难题。