Файл: Радиотехнические системы в ракетной технике..pdf

шероховатых границ сверхкритическнх турбулентных следов не очень сильно зависят от частоты облучающей РЛС.

Для исследования докритических турбулентных следов необ­ ходимо аналитическое описание турбулентных, или пульсационных, свойств следа. Точное описание этих свойств функционально

где Да — приращение ЭПР на единицу длины следа *; ро — плотность среды на уровне моря; к — коэффициент пропорциональности.

Справедливость этой формулы подтверждается экспери­

Для других условий при использовании теории локально изо­

208

эффициента) от угла и скорости входа затупленного тела в атмо­

Полет ракет в атмосфере сопровождается интенсивным обра­ зованием плазмы как при запуске ракет, так и при входе в атмо­

Он смещен по частоте Дрпплера относительно эхо-сигнала от кор­ пуса ракеты и перекрывает значительный участок спектра. Эхосигнал, по-видимому, отражается от большого числа рассеиваю­ щих частиц, движущихся со скоростями, отличающимися от ско­ рости ракеты примерно на 3 км/сек. Разность этих скоростей опре­ деляет спектр допплеровских частот. Предполагается, что при по­ лете на начальном участке траектории отраженный допплеров­ ский сигнал является результатом рассеяния плоской электромаг­ нитной волны частично коррелированными ионизированными тур­ булентностями выхлопа ракеты.

Качественная картина допплеровского спектра отражений представлена на рис. 5.40.

По мере возрастания скорости ракеты допплеровские частоты отраженных сигналов все больше смещаются в сторону более низ­ ких частот (относительно несущей).

Наблюдения показали, что влияние ионизации струи истекаю­ щих газов становится более заметным при понижении несущей частоты радиолокатора. Отраженный сигнал на коротких

волнах (3—30 Мгц) в большой степени определяется составляющи­ ми, отраженными от следа. Структура отраженного сигнала в этом диапазоне существенно отличается от структуры радиолока­ ционных сигналов на более высоких частотах (300—3000 Мгц). Дальнейшие наблюдения показали, что даже на коротких волнах сигнал, отраженный от газовой струи на малых высотах, значи-

ЮО

>> \

Е

3

4

с

<

1 1 1

Допплера

б

на которых размеры струи имеют порядок километров и где не­ разреженный турбулентный поток ионизированного газа запол­ няет большой объем.

Выражения для рассеяния радиоволн на турбулентной нераз­ реженной плазме, полученные В. И. Татарским, позволяют опреде­ лить ЭПР следа на частоте РЛС, превышающей плазменную ча­ стоту среды

а = 2тг21ДУФ(2к),

где к — 2тс/Хг ;

V — рассеивающий объем;

Ф (2к) — спектральная функция флюктуаций диэлектрической про­ ницаемости среды.

210

В тех случаях, когда турбулентность может быть описана изотропной экспоненциальной корреляционной функцией R (S)=

= 82ехр [ - J J (где I — масштаб неоднородностей плазменной кон­

центрации), формула эффективной площади рассеяния принимает вид

Турбулизация следа за ракетой вызывает флюктуации скорости частиц в следе, что приводит к соответствующему перераспреде­ лению энергии отраженного сигнала по спектру допплеровских частот.

Расчет функции спектра допплеровских частот нетрудно сде­ лать, пользуясь выражением [5.66], если распределению элемен­ тарных объемов в следе поставить в соответствие распределение относительных скоростей перемещения частиц.

Отметим, что приведенные формулы эффективной площади рассеяния получены методом малых возмущений, который основан на допущении об относительной малости рассеянной доли электро­ магнитной энергии.

5.13. Имитация баллистического подобия

Одним из методов уменьшения рассеивания ГЧ, обеспечения ее оптимальных перегрузок при спуске в атмосфере, выравнивания характеристик торможения ГЧ и ложных целей является использо­ вание переменного баллистического параметра, позволяющего управлять траекторией спуска.

Эксперименты за рубежом показали, что при отношении бал­ листических коэффициентов ГЧ и ложной цели как 20: 1 и больше различие в траекториях их полета является достаточным, чтобы можно было выделить ГЧ среди ложных целей на высотах 60— 80 км; при меньшем отношении головную часть можно выделить лишь на меньшей высоте.

С целью выравнивания характеристик торможения американ­ ская ГЧ указанного типа имеет «зонтообразную» хвостовую часть, которая может быть раскрыта на больших высотах. После про­ хождения рубежа распознавания (высота 60 км) «зонтообразная» хвостовая часть складывается, уменьшается миделево сечение го­ ловной части, а следовательно, и лобовое сопротивление атмосфе­ ры. Перехват головной части средствами ПРО затрудняется.

Предполагается, что изменение баллистического параметра поз­ волит ввести в заблуждение систему ПРО, прогнозирующую траек­

тории ГЧ.

Считается, что возможен и другой способ маскировки ГЧ. На высотах полета 60—70 км с ГЧ сбрасывается специальный ста­ билизатор, в результате чего выполняется своеобразный противо­ ракетный маневр ГЧ (рис. 5.41).

Рис. 5.41. Управление траекторией полета ГЧ с по­ мощью отделяемого стабилизатора:

/ — траектория входа в атмосферу; 2 — отделяемый стабилиза­ тор; 3 —точка отделения стабилизатора; 4 — траектория, про­ гнозируемая системой ПРО; 5 — действительная траектория ГЧ

Для указанных случаев при условии пренебрежения силами гравитации и эффекта уноса массы m при малых углах входа в атмосферу уравнения движения ГЧ имеют вид

— нормированный баллистический параметр аппроксимирован

212