Файл: Теория стрельбы из танков учебник..pdf

2. Д в и ж е н и е у п р а в л я е м ы х р е а к т и в н ы х с н а р я д о в (У PC)

Сущность управления заключается в том, что снаряд с помощью системы управления удерживается на линии цели до тех пор, пока не произойдет его встреча с целью. При отклонении снаряда от линии цели система управления подает команду. Исполняя эту команду, снаряд возвращается к линии цели. Для изменения поло­ жения снаряда на траектории к центру его тяжести, как известно, необходимо приложить управляющую силу. Такая сила нужной величины и требуемого направления создается в необходимый момент в соответствии с командой системы управления.

Прежде чем рассмотреть способы получения управляющей силы, дадим некоторые определения, которые используются при рассмот­ рении движения УРС и ракет.

Точка старта —точка, в которой находится центр тяжести сна­ ряда в момент начала его движения — начало отсчета в земной си­ стеме координат.

Стартовый горизонт — горизонтальная плоскость, проходящая через точку старта (аналогичен горизонту оружия).

.36

Плоскость тангажа — вертикальная плоскость, проходящая че­ рез продольную ось снаряда (через оси Х0 и Ур ).

Плоскость курса — плоскость, проходящая через ochZ p и Zp.

Угол тангажа 0Т (рис. 21, а) — угол между продольной осью снаряда и стартовым горизонтом.

I

I

I

I

б

Рис. 21. Угол тангажа и угол скольжения УРС: а — в плоскости тангажа; б — в плоскости курса

37

Угол атаки аат — угол в плоскости тангажа между проекци­ ей на нее вектора скорости и продольной осью снаряда. Если ось снаряда находится выше вектора скорости, то угол атаки—положи­ тельный, ниже — отрицательный.

находится правее вектора скорости, то угол скольжения — положи­

тельный, левее — отрицательный (см. рис. 21, 6).

Для рассмотрения движения УРС принята еще одна вспомога­ тельная система координат — связанная система координат (рис. 22). Начало координат находится в центре масс снаряда. Ось Х р совпадает с продольной осью снаряда с положительным направлением в сторону головной части. Положительные направ­ ления осей: Кр— вверх, Zp — вправо. Если скоростная система ко­ ординат помогает найти положение вектора скорости снаряда в пространстве (относительно земной системы координат), то с по­ мощью связанной системы определяется положение продольной геометрической оси снаряда.'

Рис. 22. Связанная система координат

У п р а в л я ю щ а я с ила

Управляющей силой называется такая сила, которая изменяет положение снаряда. Эта сила приложена к центру тяжести снаря­ да. Снаряд изменяет свое движение в сторону направления проек­ ции этой силы на плоскость, перпендикулярную вектору скорости.

38

В этом смысле для обычных неуправляемых снарядов «управляю­ щей» силой являются сила тяжести и сила сопротивления воздуха (точнее, их проекции на скоростные оси Yv и Z v ).

В образовании управляющей силы реактивных снарядов участ­ вует и сила тяги. Отличие УРС от НУРС заключается в том, что у первых при необходимости можно по команде изменить величину

инаправление действия управляющей силы.

Вобщем виде равнодействующую всех сил, действующих на управляемый снаряд, можно представить векторной суммой

где Q — вектор равнодействующей;

R — вектор силы сопротивления воздуха; G — вектор силы тяжести;

Т — вектор силы тяги.

Если вектор равнодействующей силы спроектировать на плоскость, перпендикулярную вектору скорости (на плоскость OYvZv ), то направление проекции покажет направление изменения полета снаряда.

Для анализа движения снаряда в плоскостях стрельбы и курса

Так как направление силы определяет направление полета, то при Qy= i0 снаряд летит с постоянным углом тангажа, при Qy >,0 снаряд поднимается, а при Qy < 0 снаряд снижается.

Управляющую силу в вертикальной плоскости называют так­ же подъемной силой.

Вектор силы тяжести на плоскость курса проектируется в точ­ ку, поэтому управляющая сила в плоскости курса определяется двумя составляющими

снаряд отклоняется вправо, при Qz < 0 снаряд отклоняется влево. На рис. 23, а, б показано такое соотношение сил, при котором

снаряд летит вверх и вправо.

39

Маневренные качества УРС характеризуются располагаемой перегрузкой — отношением максимально возможной управляющей силы к весу снаряда

О

Z

д

Рис. 23. Создание управляющей силы:

а — в плоскости тангажа; б — в плоскости курса

Располагаемую перегрузку можно представить и отношением ускорения, которое получает снаряд под действием максимальной управляющей силы к ускорению силы тяжести: чем больше вели­

40

чина яр, тем лучшими маневренными качествами обладает снаряд.

Величина располагаемой перегрузки для УРС находится в преде­ лах 2—5.

У п р а в л я ю щ и й мо ме н т

Получение необходимой величины управляющей силы для из­ менения высоты полета снаряда достигается приданием ему соот­ ветствующего угла атаки аат. Если угол атаки положительный, то при этом возрастают составляющие R y и Г, в положительном на­ правлении, а отрицательная составляющая Gy уменьшается. При отрицательном угле атаки результат будет обратным: сна­ ряд снизится. Для изменения курса снаряду придается угол сколь­ жения р. Физическая картина аналогична вертикальной плоско­ сти.

Для того чтобы угол атаки (скольжения), необходимый для получения управляющей силы, не был скомпенсирован стабилизи­ рующим моментом, нужно снаряд стабилизировать на этих углах до тех пор, пока он не получит требуемого положения. Для стаби­ лизации снаряда на нужном угле атаки (скольжения) к нему при­ кладывается управляющий момент такой величины и направления, чтобы возникающий стабилизирующий момент сравнялся по вели­ чине с управляющим моментом при нужном угле атаки (скольже­ ния). На графике рис. 24 по оси абсцисс отложены углы атаки, по

Рис. 24. Создание управляющего мо­ мента

•оси ординат —управляющий и стабилизирующий моменты. Допу­ стим, что к снаряду приложен управляющий момент величиной Му1, создающий угол атаки. С ростом угла атаки возникает и уве­ личивается стабилизирующий момент (на графике по линии ОМ). При достижении величины Afci, равной Му1, угол атаки переста­ нет возрастать и снаряд стабилизируется на угле атаки аатг

41

Для компенсации постоянно действующей силы веса снаряда, понижающей его траекторию, снаряду придается постоянный управляющий момент Л1У.К, которому соответствует постоянный положительный угол атаки <хат, что вызывает появление постоян­ ной подъемной силы по величине, равной силе тяжести.

Способы создания управляющего момента

Управляющий момент создается с помощью рулей. Аэродина­ мические рули могут располагаться за центром масс снаряда — нормальная или самолетная схема (рис. 25, а), «безхвостка» (рис. 25,6) или впереди него — схема «утка» (рис. 25,в). При по-

а — нормальная аэродинамическая схема; 6 — самолетная схема; в — схема «утка»

вороте рулей набегающий поток воздуха создает на них силу сопротивления Rp, пропорциональную углу поворота рулей 8р. Чтобы определить действие этой силы, необходимо приложить к центру масс две силы R pl и R р2, равные по величине R p, парал-

42