Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 113
Текст из файла (страница 113)
Этот способ пояснен на рис. 16.2. Система с полуактивным самонаведением состоит из приемника, установленного на снаряде и обнаруживающего присутствие цели, счетно-решающего устройства (также на снаряде), вычисляющего будущее положение цели, органов управления, направляющих снаряд вдоль желаемой траектории вплоть до накрытия цели, и, наконец, передатчика, облучающего цель и установленного вне снаряда. Этот передатчик может быть расположен около стартовой установки или где-нибудь в другом месте; он может быть установлен как на поверхности Земли, как показано на рис.
16.2, так и на самолете. Подобно случаю активного самонаведения, он может иалучать энергию а форме радио-, световых, тепловых или звуковых волн. Принципиальное различие между активной и полуактивной системами состоит в том, что последняя уже не является независимой от внешних источников. Теперь управляющая информация вырабатывается при помощи энергии, переданной из точки, находящейся вне снаряда. Соображения, по которым делается выбор 585 16 и21 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ С САМОНАВЕДЕНИЕМ Общее устройство системы управления с самона- в е д е н и е м. Прежде чем изучать отдельные типы систем с самонаведением, целесообразно рассмотреть те устройства, которые Рнс. 1б.б.
Пассивное самонаведение являются общими и необходимыми для удовлетворительной работы любой системы с самонаведением. Блок-схема таких общих устройств системы управления с самонаведением показана на рис. 16.4 ~Уп геатель ~ пи~пенны Угтть.е Лооррииаты иглаете пели Еоор0гнаты Углооые Лоориииаты птпгнны пели /ооголттиыеь 1 ! ! ! ! Углы тангоМи ~ ирььеронип Уапраглеиие отноеи- тельио оитгниы игиол гопяооооггйе- тт пели и ,Уаль- иогть Уиетио- ретотти поиьгор та %7 иьггяия ойлотиоя ьгягь рттааилил руиотьт гигиол Лорпуг гиоряуа и аетолилоо, траейтории гнаряуи ьио~яьг ' рель Рис. 16.4.
Общее устройство систем с самонаведением. В основном все системы с самонаведением сходны между собой. Информация об относительном расположении снаряда и цели и их движении собирается внутри снаряда и на основании этой информации вырабатывается желаемая траектория снаряда.
Пусть, например, [гл. 16 586 систвмы гпзлвлвния снАРядАми для системы, изображенной на рис. 16.4, чувствительным элементом является антенна радиолокатора, следящая аа целью. Углы, определяющие положение антенны, подводятся к счетно-решающему устройству. В зависимости от типа последнего для решения задачи могут быть использованы как углы, так и угловые скорости. Эта информация может быть получена или из непосредственного определения положения антенны и его изменений, или путем использования выхода радиолокационного приемника. Информация об углах используется в счетно-решающем приборе таким образом, чтобы получить команды для осуществления желаемой траектории.
Вычислительные операции булут неодинаковыми для различных систем в зависимости от желаемой траектории и тактического назначения снаряда. Выходы счетно-решающего прибора подводятся к автопилоту в качестве сигнала, управляющего направлением вектора скорости снаряда. Когда снаряд меняет свою ориентацию в пространстве под действием автопилота, антенна должна отработать это изменение, повернувшись в противоположную сторону, так что она остается непрерывно направленной на цель, несмотря на движение снаряда. Изменения в направлении движения снаряда могут появиться также и вследствие внешних причин, таких, как воздушные течения или болтанка. Поправки, вносимые в этом случае чувствительными элементами снаряда, носят название стабилизации.
Стабилизирующая информация может быть получена от антенны радиолокатора (путем измерения ее положения относительно неподвижной системы отсчета) или путем измерения ориентации снаряда (автопилотные прецессионные гироскопы). Стабилизирующая команда сравнивается с положением оси снаряда. Их разность сравнивается с сигналом автосопровождения цели. При этом предполагается, что снаряд стабилизирован по крену. Если это не имеет места, необходимо введение поправки на угол крена.
Таким образом, независимо от маневрирования снаряда, намеренного или ненамеренного, антенна продолжает быть направленной на цель. Изменения направления в пространстве линии снаряд — цель учитываются при помощи кинематической обратной связи. Сигнал этой обратной связи сравнивается с движением цели, чтобы получить углы, определяющие положение цели в пространстве. Для этого необходимы два похожих друг на друга канала, один для угла тангажа и один для угла рысканья. На многих снарядах необходимо предусматривать специальные защитные устройства для приемников энергии. Эти аащитные устройства называются обтекателями ').
Влияние обтекателя на Г) В оригинале дза различных термина: габоме для обтекателей антенн ралиолокатороз и 1гбоше для обтекателей приемников инфракрасного излучения. (Прим. перев.) 16.21 системы тпгавлвния с самонаввдвнивм 587 распространение энергии рассмотрено в главе 4.
Обтекатель может внести ошибку в управляющий сигнал, вызванную прохождением энергии через вещество обтекателя. Эта ошибка, как видно из рис. 16.4, может сдвинуть относительное положение цели. На быстро летящем снаряде необходим вытянутый обтекатель (см. рис. 4.15, б). Поэтому ошибка, вызываемая обтекателем, будет зависеть от углов, которые составляет ось антенны с осью симметрии обтекателя.
В результате получится, что наблюденная угловая скорость линии снаряд в цель будет отличаться от истинной. Обтекатель должен быть сконструирован с таким расчетом, чтобы эта ошибка не выходила из пределов, допустимых для данной системы. Необходимо учитывать и другие тонкоСти. Например, вследствие интерференции и других явлений могут существовать периоды замирания цели (уменьшение или пропадание сигнала). Следящая система должна иметь контуры, которые заставляли бы антенну в течение замирания продолжать двигаться с той угловой скоростью, которая имелась в начале замирания. Такое устройство называют памятьа. Необходимо исследовать все входы системы управления и все ее внутренние контуры.
Как и при проектировании обыкновенных приемников, желательно, чтобы каждый контур имел минимально возможную полосу пропускания, совместимую с требованиями точности, так как в этом случае уменьшается влияние шумов. Изучению требуемой полосы пропускания будут посвящены главы 17 и 18. Выбор частоты электромагнитных колебаний для систем с самонаведением. Для самонаведения может быть использован спектр от радиэчастот до ультрафиолетового света.
Рассмотрим распространение волн этих частот через атмосферу. Из рис. 5.12 (гл. 5) мы видим, что в ультрафиолетовой области (); ( 0,41ь) имеется сильное ослабление. Пригодные для использования «окна» имеются в видимой и инфракрасной частях спектра. На рис. 4.13 (гл. 4) показано ослабление на радиочастотах; из него видно, что существуют широкие полосы пригодных частот. Таким образом, для самонаведения в качестве переносчика информации можно использовать как видимый и инфракрасный свет, так и обычные радиочастоты.
В дополнение к условиям распространения для какой-нибудь конкретной частоты необходимо рассмотреть помехи (шумы) от фона. Если фон, на котором находится цель„ иалучает независимо или отражает энергию на рабочей полосе системы, то цель может оказаться не отличимой от фона, и, таким образом,' никакой ценной информации о цели мы не получим. Поскольку управляющая аппаратура систем с самонаведением устанавливается на снаряде, всегда очень остро стоит вопрос о габаритах. Необходимо также добиваться минимального веса. Как общее правило, габариты и вес получающей информацию аппаратуры тем больше, чем больше используемая ею длина волны.
Отсюда следует, [гл. ! 6 688 СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СНАРЯДАМИ что для самонаведения желательными являются высокие радиочастоты или частоты из видимого и инфракрасного спектра, Когда конструктор снаряда выбирает тип электромагнитной энер- гии для использования в системе с самонаведением, он должен принимать во внимание сложность системы. Например, в активных и полуактивных системах передатчик может быть чрезвычайно сложен для одних частот и относительно прост для других. Основные типы радиолокаторов, применяемые в системах с самонаведением.
Вопросы проектирования радиолокаторов, испольаующих измерение скорости (Допплер) или измерение дальности, рассматривались в главе 10. В системах управления снарядами, использующих радиолокатор для обнаруже- ния присутствия цели, выбор типа радиолокатора зависит от такти- ческой обстановки, в которой предполагается использовать снаряд. Некоторые из факторов, определяющих этот выбор, таковы: число и расположение целей в пространстве, поведение цели и ее кон- трастность, шумы, габарит и сложность аппаратуры.
Часто тип радиолокатора, используемого в самонаведении, опре- деляется исключительно требованиями к габаритам и простоте обо- рудования. Например, радиолокатор с непрерывным излучением требует разрешения проблемы о том, чтобы на приемник попадала не излучаемая энергия, а лишь отраженная от цели. По принципу действия такой установки приемник и передатчик должны работать в одно и то же время. Это означает, что передающая и приемная антенны должны быть разделены либо механически, либо электри- чески. Идеальная система с непрерывным излучением должна иметь передающую и приемную антенны разделенными механически, путем разнесения их друг от друга на достаточно большое расстояние.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
