Меркулов В.И., Дрогалин В.В. Авиационные системы радиоуправления. Том 1 (2003) (1151997), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Отсюда следует необходимость системного рассмотрения РЭСУ, основанного на едином подходе ко всем ее составным частям с учетом их взаимного влияния друг на друга и на систему в целом. Необходимость системного подхода требует знания всех сложных научнотехнических направлений, положенных в основу функционирования ИВС, УС и ЛА. В дальнейшем вопросы, не относящиеся к радиоэлектронике, будут освещаться с максимально возможными упрощениями с тем, чтобы, не искажая принципиальной стороны, сделать их доступными для радиоспециалистов. РЭСУ является энергоемкой системой с высоким уровнем интеграции и автоматизации на всех уровнях иерархической структуры. В связи с этим ниже будет уделено достаточно большое внимание особенностям функционирования комплексных (комбинированных) систем и освоению алгоритмов оптимизации РЭСУ на основе сложных показателей эффективности, учитывающих наряду с другими и требования экономичности.
Специфическая особенность РЭСУ вЂ” высокая степень неопределенности условий функционирования, обусловленная сложными законами перемещения целей, большим разбросом высот, дальностей и скоростей применения, большим числом разнообразных по своей природе возмущений, включая и преднамеренные радиопомехи. Наличие такой высокой неопределенности предопределяет необходимость изучения чувствительности РЭСУ к условиям применения. Несомненными достоинствами РЭСУ являются; возможность выполнения своих функций в любое время года и суток, при любых метеоусловиях; большая дальность действия и высокая точность. Существенный недостаток РЭСУ вЂ” низкая помехозащищенность, обусловленная использованием радиоканалов.
В заключение отметим, что в некоторых типах самолетных РЭСУ ИВС называют спстелюй упрааеепоя вооружением и обороной (СУВО). Иногда для ИВС используют термин — прицельная либо обзорно-прицельная система (ОПС), а совокупность ИВС и САУ часто именуют прицельно-навигационным комплексом (ПНК) или прицеяьпо-павигациоппой сисп~емой (11НС). 14 ГЛАВА 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АВИАЦИОННЫХ РЭСУ 1.1. КЛАССИФИКАЦИЯ АВИАЦИОННЫХ РЭСУ Классификация РЭСУ как сложных систем может быть проведена по очень большому количеству признаков. Будем классифицировать их по наиболее характерным признакам ЛА, УС и ИВС, имеюшим принципиальное значение для всей РЭСУ, По виду летательного аппарата — ностпеля различают РЭСУ истребителей, бомбардировшиков, ракет «воздух-воздух» [«в-в») и «воздух-поверхность» («в-п»), дистанционно пилотируемых летательных аппаратов [ДПЛА) и воздушных мишеней.
Из них наибольшее внимание будет уделено системам радиоуправления истребителями и ракетами «в-в», поскольку именно для них характерны наиболее сложные траектории целей и ОУ и именно к их массогабаритным показателям предъявляются наиболее жесткие требования. Следует подчеркнуть, что в последнее время все большее распространение получают РЭСУ многофункциональных самолетов [7], которые способны выполнять и функции истребителя и штурмовика и бомбардировшика.
По степени авпгоматизации процесса управления (режимам работы УС) и участия в нем летчика [оператора) различают РЭСУ с ручным, полуавтоматическим [директорным) и автоматическим управлением. При этом в РЭСУ пилотируемыми самолетами могут использоваться все три режима работы, По способалг и источникат получения ггггг)>орлгации РЭСУ подразделяются на неавтономные, автономные и комбинированные, К неавтономным относятся РЭСУ, в которых хотя бы часть информации, необходимой для формирования параметров рассогласования„извлекается из радиосигналов, поступающих от цели или пункта управления либо одновременно и от цели, и от пункта управления. В автономных системах параметры рассогласования формируются на основе информации о собственном движении, получаемой от своих датчиков без контакта с целью или пунктом управления.
Комбинированные РЭСУ представляют совокупность автономных и неавтономных систем. 1.1.1. Нклвтономнык РЭСУ Среди неавтонолщых РЭСУ выделяют системы самонаведения (ССН), системьв командного радиоуправяения (СКРУ), систены управлении по радиозоне (СУРЗ), именуемые также систелшми управления по радиолучу, и смешанные систеиы. В радиоэлектронных ССН информация о фазовых координатах относительного движения, необходимая для формирования параметров рассогласования, извлекается из радиосигналов, поступающих от цели.
При самонаведении самолетов и ракет эти сигналы обрабатываются соответственно бортовой радиолокационной станцией (БРЛС) и РГС, входящими в состав ИВС РЭСУ, В свою очередь, радиоэлектронные ССН подразделяются на активные, полуактивные и пассивные. В активных ССН передатчик (источник СПЦ) н приемник размещаются на ОУ, в то время как в полуактивных системах передатчик размещается на пункте управления (ПУ), а приемник — на наводимом ЛА.
Например, передатчик СПЦ может размещаться на истребителе, а приемник — на ракете «в — в», наводимой на цель. В пассивных ССН источником радиосигналов являются РЭС, расположенные на самой цели. В связи с этим на ОУ размещается только приемник. Достоинством радиоэлектронных ССН является высокая точность наведения как на подвижные, так и на неподвилсные цели. Поэтому такие системы широко применяют для наведения самолетов и ракет как на наземные (надводные), так и на воздушные, в том числе и высокоманевренные, цели.
Общий недоститок радиоэлектронньт ССН вЂ” низкая помехозащищенность. В СКРУ для наведения используют команды, передаваел(ые на борт ОУ с ПУ специаяьнььми радиосигналалш по командной радиолинии управления (КРУ). Эти радиосигналы содержат информацию либо непосредственно о параметрах рассогласования, либо о требуемых значениях фазовых координат, используемых при вычислении параметров рассогласования. Пункт управления может размещаться как на земле, так и на самолете. При этом измерители (датчики информации) могут полностью размещаться на ПУ (СКРУ первого види) либо частично на ПУ, частично на борту ОУ (СКРУ второго вида). Первый случай чаще используется для вывода истребителей в район воздушных целей, а второй — для наведения ракет «в — п» на наземные цели, обладающие малой радиолокационной и тепловой контрастностью. В СУРЗ требуемая траектория задается радиосредствами пункта управления.
Параметры рассогласования формируются на борту ОУ по несоответствию его текущего положения требуемым значениям. 16 Чаще всего требуемая траектория задается в пространстве в виде равно- сигнальной зоны (направления). Поэтому СУРЗ иногда называют системами управления по радиолучу. В качестве примера такой системы можно привести существующие курсоглиссадные системы посадки [1). К сл>е>иакиыж неавтонолщыи висте»>ох> относя>пс» различные комбинации ССН: системы, обеспечивающие командное радиоуправление на начальном участке траектории и самонаведение на конечном; системы, использующие вначале управление по радиозоне, а затем самонаведение. Среди смешанных ССН наиболее употребительны полуактивно-активные, активно-пассивные, полуактивно-активно-пассивные и полуакгивнопассивные.
Использование смешанных систем позволяет в общем случае увеличить дальность действия, помехозащищенность, точность наведения и надежность функционирования РЭСУ в целом. 1.1.2. Автономнык РЭСУ Функциоиировокие ав>поиолшых светел> иоведеиич основано иа текущей ииг>орх>алии только о собс>лвеикол> двиэ>сенин .>7А. В связи с этим такие системы используются, в основном, дпя наведения самолетов-бомбардировщиков (ракетоносцев) и ракет «в — п» на наземные неподвижные цели. В зависимости от физической природы датчиков информации различают; инерциальные системы, использующие показания акселерометров, датчиков воздушной скорости (ДВС) и гироскопов; доплеровские системы на основе радиолокационных ДИСС; радиолокационные системы предупреждения столкновения с землей (обхода и облета препятствий); корреляционно-экстремальные системы (КЭС) и смешанные автономные системы.
В инерциольиых и допхеровских вист«мох параметр рассогласования формируется путем сравнения программных (требуемых) и постоянно вычисляемых (счисляемых) текущих координат местоположения ЛА. При известных координатах точек старта и цели счисление пути базируется на двойном интегрировании составляющих ускорений, измеряемых акселерометрами, либо интегрировании составляющих скорости, измеряемых ДВС или ДИСС. В систоел>ох предулрезкдеиия столкиовеиий с зелмей параметр рассогласования вычисляется путем сравнения заданной (требуемой) высоты полета с ее текущим значением в упремсденной точке, удаленной от ЛА на заданное расстояние в направлении полета. Упрежденная высота определяется в результате измерений дальностей и угловых положений упрежденных точек (участков траекторий) при условии, что будет сохранен режим полета„имевший место на момент измерения.
17 В КЭС параметры рассогласования вычисляются путем сравнения введенной заранее эталонной и текущей, снимаемой в полете, карт распределения тех или иных физических полей Земли по маршруту полета. Под физическими полями понимаются собственные радиолокационное, тепловое, радиационное и магнитное излучения Земли, жестко коррелированные с конкретными участками земной поверхности. В качестве таких полей также используют распределение высот рельефа по маршруту полета. Поскольку распределения физических полей по маршруту полета — случайные процессы, то местоположение определяется путем поиска экстремума корреляционной функции эталонного, заранее снятого, и текущего, снимаемого в процессе полета, распределений поля.