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: 50
Скачиваний: 0
- 14
зевании единой программы управления. В таком случае весь диапа зон дальностей разбивают на насколько интервалов, в кадцом из которых применяется своя программа управле^я $ n r ( t ) .
§ 3 . Назначение, структурный состав и принцип действия системы управления
1 . Назначение системы управления
При нормальных значениях параметров ракеты и условий пус
ка УБР с наземной стартовой установки по неподвижной наземной
цели каждой дальности пуска соответствует единственная програм-
ная или расчетная траектория, двигаясь по которой, ракета попа дает в цель.
Обычно параметры ракеты и условий пуска отличаются от нор мальных значений, принятых, например, при составлении таблиц ракет, в соответствии с чем действительная траектория полета ракеты будет отклоняться от расчетной траектории.
Отклонение действительной траектории от расчетной, прояв- :
ляющееся в виде рассеивания ракет при пусках, происходит под действием случайных воз'муирвщих факторов, влияющих как непосред ственно на движение центра масс ракеты /отклонения силы тяги двигателя, секундного расхода топлива, стартового веса ракеты
и т . д . / ,' так и вызывающих колебания ракеты относительно центра масс /эксцентриситет силы тяги, аэродинамическая несимметрия ракеты, ложные сигналы в системе управления, порывы ветра и
Т .Д ./
Для уменьшения рассеивания ракет при пусках и повышении
точности ракетных ударов необходимо, чтобы действительная За к. if' 449
- 15 -
траектория мало отклонялась от расчетной траектории. В свою оче
редь, для совмещения или, точнее говоря, приближения действитель ной траектории к расчетной необходимо во время полета ракеты непрерывно измерять величины отклонений элементов действитель
ной траектории от элементов расчетной траектории и в соответст вии с этик корректировать движение ракеты.
Требуемое изменение движения центра масс ракеты обычнодсе-
тигаотся регулированием действующих на ракету сил по направлению нормали к траектории и по боковому направлению.
Регулирование суммарной силы по направлению нормали к тра
ектории осуществляется еа счет изменения угла атаки при отклоне
нии, рулей |
высоты, |
вследствие чего |
изменяется под" окна я сила раке |
|
ты и составляющая |
силы тяги по направлению нормали |
к траектории |
||
, / f 2 / . |
Аналогично, при повороте |
рулей направления |
изменяется |
|
угол скольжения, что приводит к изменению боковой аэродинамичес кой силы и боковой составляющей силы тяги двигателя.
Комплекс задач, |
связанных |
с осуществи ением требуемого движе |
ния ракеты, решается |
системой |
управления. Управление полетом бал |
листической ракеты обычно производится только на активном учаот-
ы
ке траектории.
В общем случае система управления баллистической ракеты вы полняет следующие основные функции, связанные с обеспечением тре буемого движения ракеты. :
1. Вырабатывает заранее установленное так называемое про граммное движение ракеты в плоскости пуска по расчетной траекто рии ,
2 . Обеспечивает стабилизацию ракеты относительно ее центра
масс.
Зак.№ 449
- 1 6 ~
|
3 , |
Удерживает ракету б плоскости пуска. |
|
|
4 . Устраняет отклонение ракеты в плоскости пуска от раечет-1 |
||
ной |
траектории. |
|
|
|
б . Осуществляет управление дальностью |
полета ракеты, напри |
|
мер, |
путем выключения двигателя в той точке |
активного участка |
|
траектории, элементы которой соответствуют |
требуемой дальности |
||
полета. |
|
|
|
|
2 . |
Структурный состав системы управления |
|
|
В соответствии с указанными 4ункцияш |
системы управления |
|
баллистическими ракетами, как правило, автономные, имеют следую
щие основные части: |
||
- |
автомат стабилизации /АС/; |
|
- |
систему боковой стабилизации /ЕС /; |
|
- |
систему |
нормальной стабилизации /НС/; |
- |
автомат |
управления дальностью полета ракеты /АУД/, |
наряду с которыми система управления содержит также аппаратуру управления взрывательными устройствами.
Автомат стабилизации осуществляет угловую стабилизацию ра
кеты относительно центра масс и имеет три независимых канала
для регулирования трех углов ориентации ракеты: .угла тангажа $
угла |
рыскания |
и угла крена |
. Угол тангажа |
& - это |
|||
угол |
наклона |
продольной |
оси |
ракеты к |
горизонту; |
угол |
рыскания |
^ |
- угол отклонения продольной оси |
ракеты от |
плоскости пуска |
||||
и угол крена |
- угол поворота ракеты вокруг ее продольной оси. |
||||||
|
Для измерения углов |
$ |
, ^ |
используются |
гироскопи |
||
ческие приборы. Автомат |
стабилизации должен поддерживать значе- |
||||||
|
|
|
|
|
|
Зак.№ 449 |
|
- 17 -
ния угла тангажа равными программным значениям |
$ = $ пр (t) , а |
|
значения углов рыскания и крена равными нулю. |
|
|
С |
этой целью измеренные отклонения углов |
■д£ = д ' - ^ а р , |
, ‘f |
в виде электрических сигналов падаютея через усилительно |
|
преобразовательные устройства на органы управления для создания управляющих моментов, под действием которых ракета поворачивает ся относительно центра масс.
Программный механизм, задающий программу угла тангажа &пеЩ
входит конструктивно в автомат стабилизации.
Система боковой стабилизации /ЕС/ осуществляет управление боковым движением центра масс ракеты. При отклонении ракеты от
плоскости пуска сигнал системы БС, измеряющий и интегрирующий ус корение бокового движения ракеты, подается на рули направлешя,
поворот которых |
приводив к созданию угла скольжения ft и |
боно |
|
вой силы, равной |
сумме |
боковой аэродинамической силы и боновой |
|
составляющей силы тяги. |
Под действием боновой силы ракета |
возвра |
|
щается в плоскость пуска /точнее говоря, устраняется боковая ско рость ракеты/. Система боковой стабилизации связана с каналом
рыскания автомата стабилизации.
Система нормальной стабилизаци /НС/ устраняет отклонение ра
кеты от расчетной траектории в вертикальной плоскости пуска. Си
стема НС включает акселерометр, измеряющий кажущееся /относител
нов/ ускорение ранеты по направлению нормали к траектории. Сигнал системы НС используется для отклонения рулей высоты и изменения угла атаки и суммарной силы по направлению нормали к траектории,
спредшяющей направление движения центра масс ракеты в вертикаль ной плоскости. Система НС связана с каналом тангажа автомата ста
билизации. |
„ |
„ |
|
За к.* 449 |
|
- 18 -
Автомат управления дальностью производит выключение двига теля в результате сравнения текущего значения некоторой функции
с ее расчетным значением, установленным до пуска в зависимости
от требуемой дальности полета ракеты. В общем случае для выклю
чения двигателя используется так называемая управляющая функция, вависящая от элементов движения и баллистических параметров ра кеты. Управляющею функцию называют также функционалом отсечки тяги.
3 некоторых случаях отдельные устройства в системе управле
ния могут отсутствовать /например, система НС, система БС/ или быть объединены о соответствующими каналами автомата стабилиза
ции /например, система боковой стабилизации объединяется с ка налом рыскания автомата стабилизации/.
Каждый канал автомата стабилизации, как и системы НС и БС,
представляет собой замкнутую систему автоматического регулиро
вания, |
включающую в общем случав следующие элементарные устрой |
ства / |
р и с .7 /: |
1/ программное устройство, т .е . устройство, задающее в каж дый момент времени значения элементов расчетного или программно го движения ранеты;
2/ измерительное устройств, т .е . устройство, измеряющее
.или их отклонения
эначения элементов действительного движения ракеты'гот соответст вующих элементов расчетного движения ракеты;
3/ управлялцее устройство, т .е . устройство, воспринимающее показания измерительного устройства и управляющее работой сило вого устройства;
4/ силовое устройство, т .е . устройство, приводящее в движе» Ззк.№ 449
- 19 -
нив исполнительные органы системы управления /как правило, га зовые рули/.
В результате отклонения газовых рулей устраняются или уменьшаются отклонения элементов действительной траектории ра кеты от элементов расчетной траектории.
Рис.7 Блок-схема канала тангажа автомата стабилизации
Обычно программное устройство содержится только в канале
тангажа и предназначено для задания программных значений углов
тангажа. В остальных каналах АС .. системы управления програм мные значения параметров регулирования /элементов движения ра
кеты/ равны нулю. В соответствии с этим параметрами регулирова ния каналов автомата стабилизации принимаются отклонения угла танга ян 41? = > ? - • ? пр и значения углов рыскания (р и крена измеряемые либо с помощью гироскопических приборов с потенцио метрическими или индукционными датчиками, либо с помощью гиростабилизированной платформы.
В системах боковой и нормальной стабилизации параметрами регулирования в автономных системах обычно принимаются значения
скорости отклонения ракеты от расчетной траектории по направдеЗак.№ 449
