ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 137
Скачиваний: 0
стве движителя используется либо энергия газового аккумулято ра давления, либо пороховые двигатели малой тяги.
Многотрубные пусковые направляющие подразделяются на два типа:
—устройства одновременного запуска контейнеров;
—устройства последовательного запуска большого числа пар контейнеров.
Одно из направляющих устройств первого типа содержит шесть радиально расположенных односекционных труб, в кото рых находятся контейнеры с ЛЦ, удерживаемые поршневыми стопорными замками. По команде от программного механизма поджигается пиротехнический аккумулятор давления, стопорные замки раскрываются и контейнер с ЛЦ давлением газов выбрасы вается в космическое пространство. Различие в скоростях выбро са контейнеров достигается варьированием их веса и давления срабатывания стопорных замков.
Устройство последовательного запуска представляет собой набор сквозных труб, с обоих концов которых одновременно с одинаковой скоростью выбрасываются два контейнера с ЛЦ. Ин тервалы времени между выбросами регулируются, число пар од новременно отделяемых контейнеров определяется тактической си туацией. Пусковые устройства в отсеки средств РПД монтируются на заводе-изготовителе. Отсеки со средствами преодоления уста навливаются на ракету непосредственно на стартовых позициях.
Основные характеристики некоторых ПРД, используемых в США для выброса контейнеров ложных целей с борта МБР, пред ставлены в табл. 5.4.
Т а б л и ц а 5.4
Основные |
характеристики пороховых |
реактивных двигателей для отделения |
||||
|
|
ложных целей |
|
|
|
|
Обозначение |
|
|
Полный |
Длина, |
Макси |
Масса, |
Индекс |
Тяга, кгс |
мальный |
||||
ПРД |
импульс, |
см |
диаметр, |
КГ |
||
|
|
кгс/сек |
см |
|||
Мк. 20 |
0.9-RS-1400 |
635 |
545 |
34 |
14 |
5,99 |
Мк. 30 |
0.5-KS-250 |
ИЗ |
58 |
26 |
5 |
1,27 |
Мк. 31 |
0.025-KS-7500 |
Более 340 |
— |
20 |
8 |
3,17 |
Мк. 31А-1 |
0.03-KS-5000 |
230—250 |
— |
20 |
7,6 |
1,7 |
5.11. Селекция головной части по интенсивности плазмообразований
Помимо селекции по баллистическому коэффициенту, голов ную часть во время полета в атмосфере можно распознать и по другим характерным признакам. В частности, может быть исполь
202
зован эффект ионизации. Дело в том, что на участке атмосферно го спуска любая баллистическая цель окружена плазменной обо лочкой — ионизированным газом, содержащим некоторое количе ство электронов и положительных ионов.
В результате сжатия воздуха в процессе торможения цели воз никает головная ударная волна (рис. 5.34), фронт которой харак теризуется резким возрастанием температуры и давления. В удар ном слое воздух сильно нагревается, в результате происходит
Голодная ударная Волна
Сжатый, слой Радиус
затупления
Rn
в=0, ---
Отход
ударной
волны Л в
Рис. 5.34. Схема аэродинамических потоков около ГЧ при входе в атмосферу
тепловая (ударная) ионизация. Молекулы воздуха начинают из лучать энергию в видимой части спектра. Интенсивность иониза ции зависит от концентрации газов, скорости движения тела, его конфигурации, угла входа в плотные слои атмосферы.
Основными характеристиками плазмы являются: частота со ударений v свободных электронов с другими частицами и плаз менная частота объема газа
: _L те№/* |
т ег0 |
[5.60] |
|
2 |
е |
|
|
где Ne — концентрация электронов |
в 1 см3, зависящая |
от высоты |
|
полета и скорости цели |
(рис. 5.35); |
|
|
ше— масса электрона; |
|
|
простран |
е0 — диэлектрическая проницаемость свободного |
ства.
На практике вместо выражения [5.60] обычно используют бо лее простую формулу fp = 8984N^a гц.
203
Затухание СВЧ-энергии зависит от соотношения величин плаз менной частоты и частоты облучающей РЛС fr. При v<fr< fp плазма ведет себя как проводник, в результате чего ЭПР полно стью определяется взаимодействием электромагнитных волн с об разовавшейся плазменной оболочкой. При облучении цели под малыми ракурсами ее ЭПР характеризуется в основном от
ражением от плазмообразований в ударном |
слое (зависит от по |
||||||||||
перечного |
сечения ударного |
слоя). |
Более |
эффективна |
локация |
||||||
|
|
|
цели |
под ракурсами, |
близкими к |
||||||
|
|
|
90°, поскольку ее ЭПР в этом |
||||||||
|
|
|
случае |
определяется |
протяженным |
||||||
|
|
|
плазменным столбом (следом). ЭПР |
||||||||
|
|
|
тела в атмосфере резко уве |
||||||||
|
|
|
личивается на |
высотах, |
где выпол |
||||||
|
|
|
няется |
условие |
fr« fP. |
Такое |
рез |
||||
|
|
|
кое усиление |
отражения |
радиоволн |
||||||
|
|
|
для |
каждой |
баллистической |
цели |
|||||
|
|
|
наступает на |
вполне |
определенной |
||||||
|
|
|
высоте. Для целей с большой |
мас |
|||||||
|
|
|
сой равенство плазменной и лока |
||||||||
|
|
|
ционной частот наступает на боль |
||||||||
|
|
|
ших высотах, чем для целей с мень |
||||||||
|
|
|
шей |
массой *. |
|
метода |
«селекции |
||||
|
|
|
При проверке |
||||||||
|
|
|
по массе» измерялись и исследова |
||||||||
|
|
|
лись: |
|
|
|
|
матрицы |
ра |
||
Рис. 5.35. Концентрация электро |
— коэффициенты |
||||||||||
нов для различных высот в |
за |
диолокационного |
рассеяния |
различ |
|||||||
висимости от числа Маха |
|
ных тел, окруженных плазменной |
|||||||||
— ЭПР |
плазменного |
|
оболочкой; |
|
|
в |
атмосферу |
||||
следа за |
телом, входящим |
сгиперзвуковой скоростью;
—изменения ЭПР при наличии процессов абляции носовых
конусов;
— турбулентности в следе за объектом и в пограничных слоях;
— затухание радиоволн в плазме и т. п.
Измерения ЭПР окруженных плазмой моделей под различны ми ракурсами проводились в мощной ударной аэродинамической трубе, оснащенной специальной безэховой секцией (диаметр 1,2 м, длина 3 м; коэффициент отражения менее —20 дб в диапазоне ча стот 1,0—10 Ггц). В качестве измерителя использовался специ альный импульсный радиолокатор (несущая частота 9,2 Ггц, мощность в импульсе 1 вт, частота повторения 2 Мгц, длитель ность 1 нсек по уровню —3 дб или 2,2 нсек по уровню —50 дб, ширина диаграммы направленности 10°, чувствительность прием
* В отличие от селекции по баллистическому коэффициенту этот вид селек ции назван зарубежными специалистами «селекцией по массе».
204
ника 106 дб • вт при отношении сигнал/шум 10, динамический диа пазон 45 дб).
Эффективная маскировка головной части МБР во время вхож дения в плотные слои атмосферы может быть достигнута приме нением ложных боеголовок, обладающих такой же формой и мас сой, как и головная часть, с той же скоростью входа в плотные слои атмосферы и, следовательно, одной высотой начала интен сивного плазмообразования. Основной недостаток этого метода заключается в том, что из-за большого веса ложной цели приме нение ее либо невозможно, либо в лучшем случае можно приме нять ограниченное число ложных целей.
Уменьшение ионизированной оболочки и плазменного следа достигается подбором геометрической формы объекта, а также специальных абляционных материалов. Так, для головных частей, имеющих форму удлиненного конуса с закругленным основанием (рис. 4.42), характерно создание менее интенсивной плазменной оболочки. Закругленная часть основания конуса способствует по давлению сильно ионизированной турбулентной части плазменно го следа. Примером головной части такого типа может служить ГЧ, использовавшаяся при запуске трехступенчатой ракеты «Скаут» (длина ГЧ 3,9 м, масса 262 кг, оболочка корпуса выпол нена из бериллия, вершина конуса — из графита).
5.12. Отражение радиоволн от плазменного следа
Плазменный след образуется в спутной струе тела, входящего с гиперзвуковой скоростью в земную атмосферу. На больших вы сотах спутная струя носит ламинарный характер, по мере сниже ния высоты она становится турбулентной. Областью перехода от ламинарного режима к турбулентному обычно пренебрегают. При появлении плазменного следа эффективная отражающая поверх ность тела резко повышается от значения, соответствующего ЭПР объекта, до значения, соответствующего ЭПР спутной струи.
Как указывалось в предыдущем разделе, при fp> fr ионизиро ванный объем газа считается сверхкритическим и отражение ра диоволн определяется в основном поверхностью данного объема. При fp<fr среда является докритической и происходит объемное рассеяние энергии. Теоретические методы анализа отражения и рассеяния энергии сверхкритическим и докритическим ламинар ным, переходным или турбулентным следом пока еще находятся в стадии разработки.
Для плазменного следа характерны сравнительно низкие тем пературы и большая протяженность. Некоторые участки следа можно исключить из рассмотрения. Например, в невязкой части следа за тонкими конусами (с углом при вершине менее 25°) тем пература слишком низка для образования электронов в достаточ но большой концентрации, чтобы это имело практическое значе ние. Параметры ламинарного вязкого ядра незначительно отлича ются от параметров невязкого следа. Таким образом, необходимо
205
описать только невязкий след за сравнительно сильно затуплен ными объектами и турбулентный след как за затупленным, так и
за острыми телами.
Рассмотрим ламинарные невязкие и сверхкритические турбу
лентные следы.
При совмещенной приемно-передающей антенне радиолокато ра, находящегося на расстоянии R до длинного ламинарного иони зированного столба газа, первая зона Френеля Fj имеет длину
F1= (2XrR)‘'*.
Эта зона определяет рассеяние падающей энергии. Если 1/4Хг^>2у (2 у — поперечный размер столба), то соответствующая ЭПР плаз менной среды
|
|
|
|
|
|
Ne <N * |
|
[5.61] |
||
где |
Ne — «линейная |
концентрация» |
электронов, равная |
Ne = |
||||||
= Newy2 * и |
|
mec2 |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
n ;= |
1012 |
эл/см. |
|
|
|
||
|
|
|
(е)2 |
|
|
|
||||
|
Если Ne> N*, то |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[5.62] |
|
|
Из соотношения [5.61] |
или [5.62] получаем a = kf~1 |
(к — коэф |
|||||||
фициент пропорциональности). |
|
|
|
|
|
|
||||
со |
Для сверхкритического переходного или турбулентного следа |
|||||||||
среднеквадратическим изменением неровности поверхности, |
||||||||||
равным |
’/4 ее среднего значения, также применимо |
соотношение |
||||||||
a = |
kf~1. |
На выражения |
[5.61 |
и 5.62] |
накладывается |
ограничение |
||||
|
|
|
|
^ |
|
8KiRB ’ |
|
|
|
|
где |
с — скорость света; |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Ki — отношение |
величины |
неровности поверхности следа |
к |
||||||
|
|
радиусу миделева сечения тела RB. |
|
в |
не |
|||||
|
Линии постоянных значений |
электронной концентрации |
вязком следе показаны на рис. 5.36, концентрации электронов в ближнем и дальнем следе в зависимости от скорости набегающе го потока и расстояния вдоль оси следа (от начала дальнего сле да) приведены на рис. 5.37.
Распределение электронов в ламинарном или сверхкритиче ском турбулентном следе можно считать близким к прямоуголь ному, поэтому ЭПР при направлении падающего излучения по нормали будет определяться соотношениями [5.61] и [5.62]. На
* ity2 — площадь поперечного сечения ионизированного столба газа.
206
энергию отраженного сигнала влияют радиальные градиенты кон
центрации электронов. Если Ne быстро изменяется на расстоянии, сравнимом с длиной волны, то соотношения [5.61] и [5.62] приме
нимы по-прежнему, но если градиенты Ne малы, что, вероятно, имеет место в дальнем следе, когда происходит диффузия, то энергия отраженного излучения мала.
IgNe
■------- ■103-расстояние Вдоль оси следа от начала дальнего следа,
т :'
Рис. 5.36. Линии постоянной (равновесной) концентрации электронов в невязком дальнем следе
Для турбулентного следа с умеренной шероховатостью поверх ности важную роль играют обе составляющие энергии излучения, направленного по нормали к оси плазменного следа. При углах
13
|
|
|
|
V o o |
I |
п |
|
|
|
|
Ю^\ |
|
|
|
|
<э |
|
V II |
|
|
|
|
|
|
|
|
“ |
| |
|
!» |
|
|
|
" |
/я*! |
|
|
|
|
||
^ 9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
■ |
/я*! |
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
В |
4 |
п |
16 |
20 24to' |
|
X1-Х'рс |
- 103 - |
расстояние вдоль оси следа от |
|||
*1 |
|
начала дальнего следа, см-> |
|||
Рис. 5.37. Равновесная концентрация электронов |
|||||
на оси дальнего ламинарного следа |
|
облучения цели, близких к 90°, |
рассеянная энергия не зависит от |
|||||
частоты, |
при малых |
углах |
она |
изменяется, |
как |
a = k fr . Таким |
образом, |
отражение |
и |
рассеяние телом |
электромагнитной |
||
энергии |
для ламинарных невязких следов, |
а также плавных или |
207