Текущее значение управляющей силы определяется зависимостью
, (2.26)
где – модуль вектора управляющей силы;
р – угловая скорость вращения ракеты относительно продольной оси, изменяющаяся в процессе полета в пределах от 125,6 до 75,36 рад/с (20 Гц р/2 12 Гц).
Модуль вектора управляющей силы равен:
= k , (2.27)
где k – размерный коэффициент пропорциональности, характеризующий аэродинамические свойства ЗУР, Н/рад;
= max – угол отклонения рулей от среднего положения, рад.
Тогда значение управляющей силы за один оборот ракеты можно определить с помощью выражения
, (2.28)
или переходя от временных к угловым координатам получим
, (2.29)
где – полный период вращения ракеты относительно продольной оси;
= р t – текущее значение угла поворота ракеты относительно продольной оси.
Подставляя в выражение (2.29) пределы интегрирования (значения углов поворота ракеты) при изменении знака рулей в соответствии с рис. 2.27, г, получим следующее выражение для средней за оборот ракеты управляющей силы:
(2.30)
где Ymax = 4Y – максимальная величина управляющей силы;
еxp(i/2) – множитель, характеризующий направление средней управляющей силы на /2 по направлению вращения ракеты от начальной фазы сигнала наведения;
cos – множитель, характеризующий модуль средней управляющей силы, зависящий от соотношения амплитуд сигналов наведения и генератора линеаризации.
При регламентных проверках ЗУР контролируется коэффициент команды (Кк), под которым понимается степень использования максимальной управляющей силы (Кк = Yср/Ymax). Требуемая зависимость коэффициента команды от соотношения амплитудных значений сигналов наведения и линеаризации (Uл/Uгл) приведена на рис. 2.28.
Необходимо отметить, что непостоянство скорости вращения ракеты и отсутствие синхронизации генератора линеаризации сигналом наведения приводит к нарушению линейной зависимости между амплитудой сигнала наведения и средней за оборот ракеты управляющей силой, что вызывает дополнительные ошибки наведения. Кроме того, работа рулевого привода в релейном режиме (рули постоянно отклонены в одну или другую сторону) приводит к возрастанию лобового сопротивления ракеты и, как следствие, к уменьшению скорости и максимальной дальности полета ракеты.
2.5.2. Принципы построения АП
Автопилот (АП) является частью бортовой аппаратуры управления полетом ракеты и предназначен для отработки сигнала наведения с выхода УВК (с помощью одноканального релейного рулевого привода) и демпфирования колебаний ракеты относительно оси управления.
Принцип действия рулевого привода поясняется рис. 2.29.
В зависимости от полярности суммарного управляющего сигнала с усилителя мощности ток протекает то через одну, то через другую обмотку электромагнитов рулевой машинки, перемещающих золотниковое устройство то в одну, то в другую сторону. В зависимости от направления перемещения золотника рабочий газ под давлением подается в одну или другую полость рабочего цилиндра с поршнем. При этом золотник одновременно сообщает с атмосферой ту полость цилиндра, в которую рабочий газ не подается. Поршень, перемещаясь в цилиндре, увлекает за собой поводок руля и связанный с ним руль из одного крайнего положения в другое.
Рис. 2.29. Принцип действия релейного рулевого привода:
1, 2 – левый и правый электромагниты; 3 – якорь; 4 – уплотнительные втулки; 5 – золотник; 6 – поршень; 7 – цилиндр; 8 – выточка поршня
В одноканальных ЗУР при резких перебросах рулей из одного крайнего положения в другое могут возникать возмущения, приводящие к колебаниям корпуса ракеты относительно центра масс с недопустимо большими угловыми скоростями. Для демпфирования этих колебаний вводится система стабилизации с датчиком угловой скорости (ДУС). На рис. 2.30 представлена типовая структурная схема одноканального АП с системой стабилизации по угловой скорости колебаний корпуса ракеты относительно оси управления.
Рис. 2.30. Структурная схема автопилота ракеты ПЗРК
ДУС, являясь чувствительным элементом, жестко закреплен на корпусе ракеты и измеряет сигнал, пропорциональный угловой скорости колебаний ракеты относительно оси управления. Сигнал с ДУС, являясь сигналом отрицательной обратной связи, суммируется в усилителе мощности с выходным сигналом с УВК и поступает, в зависимости от полярности, на одну из обмоток рулевого привода.
Контрольные вопросы
1. Каковы основные преимущества самонаводящихся ЗУР перед телеуправляемыми ЗУР?
2. Обосновать функционально необходимые элементы системы управления полетом самонаводящихся ЗУР.
3. Каковы назначение и состав СКЦ самонаводящихся ЗУР?
4. Каким образом в СКЦ ошибка по положению преобразуется в угловую скорость линии визирования цели?
5. Перечислить основные входные сигналы УВК самонаводящихся ЗУР.
6. Проанализировать уравнение кинематического звена и сделать выводы.
7. Назвать признаки классификации ГСН.
8. Какие сигналы формируются в ГСН?
9. Обосновать функционально необходимые элементы СКЦ.
10. Перечислить автономные системы пассивной ОГСН.
11. Пояснить состав и принцип действия оптической системы СКЦ.
12. Какие функции в оптической системе выполняет анализатор изображения (модулирующий растр)?
13. Перечислить виды модуляции лучистого потока, используемые в ОГСН ЗРК БД, и произвести их сравнительный анализ.
14. Назвать основные параметры ПЛЭ, используемых в ОГСН.
15. Перечислить факторы, влияющие на пороговые и шумовые параметры ПЛЭ.
16. Какие факторы определяют спектральную чувствительность ПЛЭ?
17. Пояснить основные свойства трехстепенного гироскопа.
18. Назвать состав и назначение элементов электронного блока СКЦ.
19. Пояснить принцип создания внешнего момента в магнитной системе коррекции СКЦ.
20. Как определяется направление прецессии ротора гироскопа?
21. Записать и пояснить передаточную функцию по ошибке СКЦ.
22. Пояснить назначение и принцип действия системы электрического арретирования ротора гироскопа.
23. Назвать состав и объяснить принцип действия системы разгона ротора гироскопа.
24. Каковы состав и принцип действия системы стабилизации оборотов ротора гироскопа?
25. Пояснить назначение, состав и принцип действия системы охлаждения ПЛЭ ТГСН.
26. Что необходимо для реализации метода пропорционального сближения при одноканальном релейном рулевом приводе?
27. Каковы состав и назначение элементов одноканального УВК?
28. Пояснить принцип формирования управляющей силы одноканальным рулевым приводом.
29. Каковы назначение и принцип действия датчика угловых скоростей ЗУР ПЗРК?
30. Пояснить принцип действия одноканального рулевого привода.
ЧАСТЬ II . УСТРОЙСТВО ПЗРК
3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ПЕРЕНОСНЫХ ЗЕНИТНЫХ
РАКЕТНЫХ КОМПЛЕКСАХ
3.1. Назначение, модификации и состав переносных зени т ных
раке т ных комплексов
Переносные зенитные ракетные комплексы (ПЗРК) ближнего действия предназначены для поражения визуально наблюдаемых низколетящих теплоизлучающих воздушных целей на встречных и догонных курсах в условиях естественных помех [9, 10, 11, 12]. ПЗРК "Игла" обеспечивает поражение этих целей и в условиях организованных высокотемпературных помех типа ложная тепловая цель (ЛТЦ).