Разоренов Г.Н., Бахрамов Э.А., Титов Ю.Ф. Системы управления летательными аппаратами (2003)

ГКРШОРИиоб, Э.й. БшРаЫбб Ю.Ф. Ьпши СИСП МЫ УПМВЛНПИ ЛБТЛТИЬНЫМИ АППАРАТАМИ РЗЛИСТИЧваИИИЕЫтьжИ Н ЕЕХ ГОЛОВНЬЫЕ ЧАСТЯМИ) Полрспааписььлоксора тсипбьссаьв наук профессора ГН.Разорелова еьояуьцеяо Мияисищхвеаи обрамления.Вссабсиб Феберации и ьнчесамеучебнимь для смуденвоо еысиаьсучебнььс ооеебеииб, обучеюнрхсо по сяеииаяьносмн «Систсиьь уираачения лемавеяьяьаи еннаревнаио непраеяениаиоймноекядиняоиироеаьаме сяецяаьисмоа «Сисаияьь уцраеаеяия йииьчянав и ноеиеацнао УДК 692.7.016 ББК 39.67 Р17 Рецензент: Кафедра системнога анализа и управления полетом МА И Разорвана Г.Н. н др, Р!7 Системы управлении летательными аппаратами (баллистическими ракетамн и нх головными частдмн): Учебник длд вузов / Г.Н. Разоренов, Э.А.

Бахрамов, Ю.Ф. Титов; Под ред. Г.Н. Рвзоренова. Мп Машиностроение, 2003. 584 с.: ил. Изломеиы варев-тчорстнчсские н мегодологвчсскис основы ннеромального управление пактом баллистических ракет (БР) и их головных частей (ГЧ). Рассмотрены обгоне принпнпы управлсинл полетом н построение бортовых систем управление БР н ГЧ, теорстическме основы ннсрпнальной нввигапни и алгоритмы рипсиме наввгапнонной задачи в платформснныхи бссвмтаормсиныхнисрпиавьиых невнгыыонных системах, методы терминального наведение БР. Огранен современный уровень развнтив теории м практики управление баллистическими ракстамн, включал методы управление двнжениен ступеней развсленма элементов боевого оснапгеина БР и методы наведение ГЧ на зыопочитмгьном агапе полста у певи, ББК 39.67 © Г.Н.

Разоренов, ЭА. Бахрамов, Ю.Ф. Титов, 2003. (КВАТ 5-217-03144-1 © Издательство "Машиностроение", 2003. ПРЕДИСЛОВИЕ Современная техника управпсния разпичными обьсктаии и процессами достигла весьма высокого уровня совершенства. Особенно нагдялны достижения в области построения систем управления иодвнжнымн объектаии-летательными аппаратами различных классон и различного назначения, морскими судаьщ, наземными траиспортнымн средствами.

Наряду с этим созданы и оысгро развиваются системы управления сложными многофункциональными объектами большого масштаба, примерами которых могут служить отдепьиые отрасли экоиолшки государств, сдииыг системы энергоснабжения крупных рсп1онов, такие крупномасштабные системы военного назначения, как территориальные системы ПРО и ПВО, системы боевого управления стратегическими ядерными силами и ряд других. Достигнутые успехи являются следствием технологического совершенства и высокого уровня развития элементной базы систем управления.

электроники и средств автоматики, средств пояучения, передачи и переработки информации, цифровых вычислительных средств. а также слелствием того, что к иастояецсму времени создан мощный теоретический фундамент построения систем управления в ниле обшей теории управпсния. Современная теория управления представляет собой совокупность универсальных метолов анализа и синтеза управляемых систем и опирается на хорошо разработанный математический апиврвг, включающий в себя как классические математические дисциплины (теорию дифференциальных уравнений, вариациониое исчисление, общую н чинсйнук алгебру, теорию вероятностей, теорию функций комплексного переменного).так и математические теории, сформйровавшиеся под влиянием задач, выдвинутых практикой в рамках самой теории управления (теорию устойчивости систем и процессов управления, теорию оппояапьиых процессов управления, теорию фильтрации и статистического оцениваиия, теорию игр).

В настоящем учебнике, посвященном вопросам управления полетом баллистических ракет н их головных частей, нс преследуется цель изложения основ общей теории управления, лля ознакомления с которыми следует воспользоваться специальной учебной и монографической литературой, Однако при изложении конкретных вопросов построения систем управления БР и ГЧ мы будем систематически обращаться к общетеоретическии и математическим методам теории управления, а также опираться на те положения этой теории, которые образуют концептуально-теоретический базис решения прикладных задач управления.

К числу таких положений в первую очередь относятся система понятий общей теории управления, общие принципы построения и функционирования систем управления движением, методы и алгоритмы управления подвижными объектами. Область инженерной деятельности. относящаяся к построению систем управления баллистическими ракетами, достаточно специфична. Ее специфика определяется тем обстоятельством.

что баллистическим ракетам как объектаи управления присущи ярко выраженные особенности, отличающие их ат летательных аппаратов лругих классов. Зто определяет целый рял особенностей как применяемых методов управления, так и технического облика и принципов построения самих систем управления. Вместе с теи эта область, как и смежные ааластн, связанные с построением систем управления летательными аппаратами других классов. искллочительно наукоеыка.

Теоретический фундамент данной области инженерной деятельности составляют не толька общая теория автоматического управления, на и богатый арсенал методов, методик, теоретических положений, представляющих собой результатгеоретического осмысления и обобщения практического опыта построения СУ баллистических ракет, накопленного за более чем полувековую историю их развития. Зги обстоятельства позволяют утверждать, что в настоящее время сформировалась и существует как самостоятельный раздел науки об управлении теория рнрпеяения деижениеи йсьтлиетичеелтегракет и их еояоенььт чпетегь иллеющая собственный объект и предмет исследования и обладающая характерными лля иее ллетадалщ решения задач управления. Многие вопросы теории и практики управления движением и построения СУ баллистическими ракетами нашли достаточное отражение в многочисленных публикациях.

Олнако эти публикации имеют разрозненный характер. В связи с этим ощущается потребность в методическом обобщении накопленного практического опыта и в систематизированном изложении основ теории управления движением БР и !'Ч с единых позиций. Именно эту цель преслелуетланный учебник. Заллысел и принцип отбора материала. вошедшего в учебник, требуют пояснений. Вполне понятно, что отразить в одной книге с достаточной полнотой всю проалематику управления движением и построения бортовых СУ летательных аппаратов даже одного отдельного класса практически невозможно. Г!озгану авторы сосредогочилн свое внимание на тех вопросах, которые играют определявшую роль в формировании облика систем управления движением 1Л рассматриваемого класса — баллистическйх ракет, ступеней разведения, боевых блоков.

Такими, па мнению авторов. являются вопросы ирогрозмлироеания ~нлнсвння лзадача наведения) и лафорацпонно.навнвнннпннотоооггн«ч«ння унроатеюлв (задача навигации), Проблема абесисч«ния устойчивости движеиия (задача стабилизации), рассматриваемая в учебнике лишь на кои цеитуадьиом уровне, ие обладает столь ярка выраженной спецификой и решается упнверсальнылш методами теории автоматического регулирования, причеиимылш в равной степени люк к ракстач различных типов (бшьтистические, зенитные, крылатые), так и к самалетали Танцы образоль вопросы построения систем стабидизации движения БР.

методы и оягоритмы управления в системах стабилизации. как и вопросы приаарцо-аппаратуриай реализации аартовых СУ, остаяись вке рамок данного учебника. Материал учебника строится по следующему плацу. В первом раздеде, играющем роль развернутого введения, рассматриваются коицептуадьиые основы теории управдения движсиием БР и ГЧ. Издожеиие качиизегся с анализа общих принципов построения СУ, характерных ддя все~ а класса задач управдеиия жакением объектов раздичиых типов. Предварительно пипл~ание читателя обращается иа ряд исходных понятий теории управления, играющих ключевую роль в формировании ес иаучнага языка и используел~ых при рассмотрении любых вопросов тправления. Затем па о сиовеаиализа особенностей баллистических ракет и ГЧ яак объектов управчеиия рассматриваются частные принципы построения СУ и вытскаюгиие из этих принципов методы и адгоритмы управления движением.

При зтам определяются такие важнейшие функции системьл управления, как навигация, наведение, стабидизация и описываются информационные и управпяюише связи между ее подсистемами. *Последуюилие разделы посвящены детадьиому рассмотрению наведения и навигации применитедьио к управдсцию полетом бадвисти. юских ракет, управдяемых боевых блоков и ступеней разведения. Специальное внимание в книге уделено вопросам терминологии. Это вызвано тем, что, несмотря иа достаточно обширную яитературу справочного и экцикпагедического харалтера, отдедьиые понятия теории управления не имеют общепринятых опредсдеиий, а некоторые термины, применяемые в иижсиериай практике, некорректны и противоречивы.