Файл: Равдин И.Ф. Сведения из теории полета управляемых баллистических ракет конспект лекций.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 06.04.2024

Просмотров: 51

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

~ M g ' о б - M i , S &

- О ,

 

откуда следует

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

/ в /

 

Выражение

/ б /, устанавливающее

связь

между углом

c)g от-

«лонения рулей

высоты и углом

атаки

оС

ив

условия статическо­

го равновесия

ракеты,

называется балансировочной

вависимостью.

 

Балансировочная зависимость показывает, что при повороте ру­

лей

высоты на

некоторый угол

S q

ракета

получит определенный

угол

атаки сС , что

приведет к возникновению

/или

изменению/

подъемной силы ракеты

и изменению направления в

пространстве

силы тяги двигателя. За счет регулирования угла отклонения ру­

лей высоты

£ 5

можно изменять угол

атаки и

величину подъем­

ной силы и нормальной составляющей силы тяги

двигателя, что по­

зволяет изменять

каправлеше

полета,

т .е , управлять полетом ра­

кеты.

 

 

 

 

 

С другой стороны, зная

зависимость угла

атаки об от вре­

мени полета,

необходимую для

осуществления программного движе­

ния ракеты,

можно определить

по балансировочной зависимости не­

обходимые углы поворота рулей высоты.

{ 2 . Программное движение управляемой баллистической ракеты на активном участке траектории

Программным движением управляемой баллистической ракеты навивается ее движение на активном участке траектории в плоскос­ ти пуска, соответствующее нормальным значениям условий пуска,

параметров ракеты и системы управления и заданной программе упЗак.М1 449



- 10 -

равления.

Программой управления баллистической ракеты на активном

участка траектории называется закон изменения во времени угла

тангажа /р

и с .З /, т .е . угла наклона продольной оси X/

ракеты к

горизонту.

Программа управления $np(tj вырабатывается

програм­

мным механизмом.

 

При нормальных значениях параметров ракеты, двигательной установки, системы управления и прочих условий пуска задание программы изменения угла тангажа однознечно определяет активный участок траектории и все элементы движения ракеты. В этом смыс­ ле программу управления $np(t ) можно рассматривать квк про­ грамму движения ракеты на активном участке траектории.

 

Вид программной траектории управляемой баллистической ра­

ка гы ка

активном участке показан на рис .4

Программная траекто­

рия имеет три характерных участка:

 

0 -

1

-

участок

вертикального движения

ракеты;

1 -

2

-

участок

"введения"йли программного разворота ракеты;

2- 3 - участок "наведения" или участок выключения двигателя.

Вертикальное движение ракеты после вертикального старта

продолжается несколько секунд /3 -6 с е к ./, пока ракета не получит За кЛ419

- 11

скорости, достаточной для ев устойчивого и управляемого полета под действием аэродинамических сил и моментов.

Участок "введения" служит для изменения направления векто­

ра скорости ракеты путем постепенного поворота продольной оси ранеты в соответствии с изменением программного угла тангажа на

участке

1-2 /рис .4 / .

 

 

 

 

 

На

участке "наведения" производится выключение двигателя

в такой

точке, элементы

которой /скорость

У*

,

угол

наклона

вектора

скорости 0 к ,

координаты и

Хк

,

масса

ракеты

М* / соответствуют требуемой дальности

полета ракеты. При этом

значения угла наклона

поддерживаются близкими к углу мак­

симальной дальности.

Направление полета

ракеты по программной

траектории регулируется ва счет изменения угла атаки и суммарной силы по направлению нормали к траектории /р и с .5 /.

Рис.6 Изменение oinP и скоростного напора на

АУТ.

Например, при

отрицательном отклонении рулей высоты вверх

1 6 й < 0 / возникает

положительный управляющий момент тангажа,

вращающий ракету против часовой стрелки и приводящий

к обраеова-

 

Зак,№ 449


-

12 -

нив положительного угла атаки

оС > О в соответствии с баланси­

ровочной зависимостью / б / . При

атом изменится направление силы

тяги и появится ее составляющая по направлению нормали к траек­

тории Рп - P s i n c i x PoL, Кроме

того,

на

ракету

будет действо­

вать

подъемная

аэродинамическая

сила

Р у

об . Суммарная

сила

по направлению нормали к траектории

 

 

 

2 Fa "

Рп + Щ ~Gcos$=i (p+ftyJoC -GcosQ

/беа учета подъемной силы рулей/ вызывает изменение направления полета ракеты в зависимости от знака угла атаки и соотношения между этими тремя составляющими.

На участке "введения" 1-2 система управления создает отри­

цательный угол атаки & < 0 , силы fn и Р у направлены

вниз и совместно с силой тяжести отклоняют траекторию вниз. На участке выключения двигателя 2-3 создается положительный угол

атаки,

силы Fn

и

Р у

направлены вверх и компенсируют отри­

цательную составляющуюсилы тяжести по направлению нормали к

траектории — Q COS$

/р и с .5 /,

благодаря чем,, поддерживается тре­

буемое направление угла наклона вектора скорости

,

т . е .

требуемая форма

траектории, близкая к

прямолинейной .

 

 

 

Характер

изменения

программного угла атаки

С^ПР

в Д и­

кции времени

в

сопоставлении

со скоростным.напором i — *

,

действующим'на

ракету на

активном участке траектории, показан

на рисунке б.

 

При малый величинах скоростного напора допуска­

ются

большие по

величине

углы

атаки,

а при больших величинах

скоростного напора - малье углы атаки. При атом величина подтек

ной силы, зависящей от скоростного напора и углов атаки Зак.№ 449


- 13 -

= R y c t = C* OS

не будет превосходить допустимого по условиям прочности ракеты значения.

Суммируя внвчения углов наклона касательной к программной

траектории

& п р

и

протравные

еначения

углов

атаки

&пр

в

функции

времени

t

t

получим программу движения

или программу

управления

&np It)

движением баллистической ракеты не

активном

Участке

траектории

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д'пр ( t ) = 0 пр i t ) + d n r i t ) -

 

 

 

Программе управления \)np (t) ,

определяющая

активный участок

траектории

при

нормальных условиях

пуска,

вависйт от

конструк­

тивных и аэродинамических характеристик ракеты,

параметров

сис­

темы управления

и способа выключения двигателя.

 

 

 

При выборе программы управления или программной траектории

обычно исходят

ив

следующих требований к программному движению

управляемой

баллистической

ракеты:

 

 

 

 

 

-

достижение дальности

полета,

близкой к максимальной

/при

Данной скорости

ракеты в момент выключения двигателя/;

 

-

вертикальный

старт ракеты;

 

 

 

 

 

-

минимальное рассеивание

по дальности;

 

 

 

-

обеспечение

прочности ракеты;

 

 

 

 

-

обеспечение устойчивости

и управляемости

ракеты;

 

-

возможность осуществления

программы органами управления

ракеты.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

ракет с

широким диапазоном дальностей пуска может оказа­

л ся невозможным удовлетворение

всех этих

требований

при исполь-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Зак.» 449