Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 147
Текст из файла (страница 147)
Следует отметить, что магнитн я запись вообще непригодна для систем с фИМ-АМ вследствие того, что для записи узких импульсов, применяемых в этих системах, необходима широкая полоса пропускания. В ы в о д ы. Некоторые типы телеметрических систем могут быть использвваны конструктором системы управления снарядами. Вообще главным признаком, по которому следует определить, какую именно из существующих систем следует применить, является пропускная способность, необходимая в данном частном случае. Метод реги.
страции зависит в первую очередь от характеристик измеряемык величин и окончательного назначения записей. Радиотелеметрия является наиболее удобным средством получения данных при летных испытаниях самих управляемых снарядов, их частей и системы управления. Она является незаменимым инструментом при исследованиях верхней атмосферы.
По своей компактности, прочностн, надежности, тойнор7и и большой пропускно[[ 19.8] моделивовлнив елспвоствлниния влдиоволн 75! способности современная радиотелеметрия является также очень удобным и важным средством в случае летных доводочных испытаний системы управления снарядами при моделированных внешних условиях. 19.8. Моделирование распространения радиоволн') Системы управления снарядами требуют создания направленных антенн, таких, что фаза излучения остается постоянной или изменяется заданным образом. Часто представляет интерес изучение влияния различных положений излучателя на наклон луча и отклонение фронта волны от плоскости.
Точно так же бывает желательно знать, как влияет изменение возбуждающей частоты на фронт излучения и форму луча. Аэродинамические соображения обычно ограничивают размеры антенны, которую можно установить на управляемом снаряде, и ставят трудные условия для конструктора обтекателя. Поскольку теоретическое или экспериментальное определение формы фронта иалучения и диаграммы направленности антенны есть обычно трудная, утомительная и дорогая операция, существует потребность в простой моделирующей установке, на которой можно было бы проследить зависимости между многими сюда входящими факторами. Для демонстрации интересных свойств волнового движения уже давно используются волновые бассейны.
Главным элементом волнового бассейна является неглубокий бак со стеклянным дном, наполненный водой. При помощи каких-либо средств на поверхности воды генерируются невысокие волны, так называемая зыбь, которая затем при помощи проходящего света проектируется на экран. Получающаяся при этом двумерная картина иллюстрирует многие теории, относящиеся к электромагнитному излучению, включая лучи Рентгена, видимый свет, инфракрасное и радиоизлучение.
Особый интерес представляют радиоволны, используемые в радиолокации. Чтобы радиоинженер мог грамотно испольэовать волновой бассейн, необходимо иметь некоторые сведения об втой установке и границах ее применения. Обычно сначала неприятно порал!ает тот факт, что скоро-ть распространения волн на поверхности воды зависит от длины волны, что не имеет места в случае электромагнитных волн. Теоретическая скорость зыби о в см/сек может быть вычислена по формуле (19.56) !) Этот параграф написали главным образом Н.
1.. цга!Ьг!аде, Н. М. яви!г, йг. апд 1 А. гуоодмагб, Епй!пеег!пд Ехрегппеп! Э!а!!оп, 1!п!тегз!гу о1 Чети!оп! апй Эгаге Адпсинпга! Со!!еяе. 732 модвлиаовлнив, вычислитвльныв машины и твлвматгня 1гл. 19 где Т вЂ” поверхностое натяжение !в динах на сантиметр), и — плотность воды (а(сма), л — ускорение силы тяжести (слю/сека), А — длина волны (см). В большинстве случаев двумерного моделирования антенны зависимость скорости от длины волны оказывается несуществ.иной, поскольку основное соотношение, которое необходимо выдержать при моделировании, есть (19.57) где !7 и !7 — соответственные размеры модели и антенны, а ) и ).„— длины волн для модели и действительной антенны.
Поскольку бойльшая часть работы в каждом опыте протекает прн какой-нибудь одной частоте, действительное значение скорости распространения волны не играет роли, если выдерживается соотношение (!9.57). Все измерения следует производить, используя длину волны, а не частоту. Интересно отметить, что скорость распространения зыби меньше скорости электромагнитных воли приблизительно в 10э раз. Скули' ) в 1949 г.
описал подобную моделирующую установку.. созданную в Морской исследовательской лаборатории (г1КЬ) и предназначавшуюся для того, чтобы сделать видимым фронт излучения. Предполагалось, что подобная установка может быть использована не только для демонстрационных целей, но и для точного измерения излучения некоторых источников и отражателей. Когда лучи света проходят вертикально вверх через поверхность воды, они в каждой точке поверхности волны преломляются неодинаково, как показано на рис. 19.34. Каждый элемент поверхности волны действует, как линза со своим собственным фокусным расстоянием и дает изображение, подобное изображению точечного источника; эти изображения известным образом распределяются в пространстве над поверхностью воды.
Рассматривая совпадение двух изображений, происшедших от соответствующих участков двух различных волн, можно получить очень удобное уравнение, связывающее амплитуду с длиной волны и с расстоянием точки совпадения от поверхности воды. На рис. 19.34 изображено положение преломленных лучей, вычисленное для случая слегка затухающих волн; из рисунка видно. что точки совпадения, такие, как а, все более удаляются от поверхности воды.
На практике эти точки совпадения наблюдают в виде изображения на экране из матового стекла, передвигая его вдоль двухметровой оптической скамьи и используя вспомогательную линзу. Ценность описываемого метода состоит в четкости этих изображений и их чувствительности к малым перемещениям экрана.
Вспомогательная !) 8 си о о! е у А. Н., Зир!. В!ес!гоп!сз О!ч!а!оп, !ЧЙЬ; !ЧКЬ неро!! га 3559. См. также Ргосеед!пяз о! !ле Ханова! й!ес!гоп!с Соп!егепсе, 1950. 19 81 моделиРОВлнив РАОПРООТРАнвння Радиоволн 753 линза может поворачиваться, что облегчает вычерчивание поля и повышает точность при малых амалитудах. На оптической скамье нанесена прямо шкала амплитуд, вычисленная для одной фиксированной частоты, так что амплитуду можно отсчитывать непосредственно по положению точки совпадения. Этот метод имеет точность в 1о/ при наибольшей измеряемой амплитуде порядка 0,050 лам. Амплитуды порядка 0,001 мм можно измерять с точностью в 5о/ .Можно еше заметить существование волн с амплитудой 0,0002 млт при длине волны порядка 11 млт.
160' 360' 040 7Л" 000' 1000' !2б0' 1т40 Рис. 19.34. Преломление световых лучей в затухающей зыби. Для получения указанной точности необходимо, чтобы источник света был стробирован синхронно с волнами, излучаемыми вибратором. Это выполняется при помощи главного генератора, вырабатывающего сигналы, подводимые ко всем магнитным вибраторам системы, два из которых приводят в действие стробоскоп. Стробоскоп состоит из экрана с очень маленьким отверстием, которое пропускает луч света дважды за период. другой подобный же стробоскоп предназначен для окрашиваиия изображений, полученных от различных волн, что при сложных диаграммах очень полезно для удобства наблюдения фазовых соотношений. Подобным же образом возбуждаются стержни, на которых расположены измерявшие 754 модвлиговлнив, вычислитвльныв машины и тклвмвтгия 1гл.
19 точки; эти стержни тщательно настраиваются в резонанс с используемой частотой. Для эксперимента была выбрана частота в 20 нгц, что давало длину волны приблизительно в 11 мм; это поаволило построить детали установки с таким расчетом, чтобы с достаточной точностью вести измерения непосредственно в длинах волн. Устройство всей системы показано на рис. 19.35. Сигнал главного генератора, имеющий желаемый уровень мощности, распределяется по различным вибраторам, причем для двух из иих сигнал Рис. 19.35.
Волновой бассейн с оборудованием: а — генератор, настроенный иа 20 гвй б — фазосдвигатели и усилители; в — стробоскоп; г — дуговой источник света (1,5 мм); д — стеклянные зеркала с передней отражающей поверхностью; е — матовый экран; лев волновой бассейн, слой воды в 1 дюйм; з — стержни, установленные иа компараторе. проходит сначала через фазосдвигатель.
Фааа стробоскопов подбирается таким образом, чтобы во время измерения вершина волны находилась под линзой; кроме того, можно измерять вариации фазы вдоль круга с центром в источнике волн. Фазосдвигатель необходим для зонда М 2, если между различными частями модели антенны желательно установить некоторый сдвиг фазы. Детали устройства самого волнового бассейна показаны на рис. 19.36; После исследования различных жидкостей было установлено, что наилучшей средой для образования поверхностных волн является дистиллированная вода. Единственным удовлетворительным средством для управления отражениями от стенок бассейна оказались 19.81 модвливовлнив вдсп»оствлнвния глдиоволи 755 «берега» из чистого матового стекла.
С этой целью использовались полоски матового стекла шириной около дюйма, помещенные у поверхности воды под очень малым углом к ией; такие пластинки Кришйа лг пиРои г»игала Рис. 19.36. Разрез волнового бассейна, показывающий поглощение воли «берегами» (длина волны 11,30 мм, амплитуда 0,02 лог). практически полностью иоглошали энергию набегающих на них малых волн. Если «берега» бывали неправильно устазовлены и ие смочеиы, немедленно обнаруживал сь присутствие мешающих отражений; при Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
