Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Таким образом, сближение есть этап управления между концом старта и началом конечного этапа. К о н е ч н ы й э т а п. Конечный этап есть участок между концом сближения и накрытием цели (прямое попадание или разрыв вблизи' цели). 1.13. Физические принципы управления снарядами Выше было отмечено, что имеются два главных класса целей— подвижные и неподвижные. Из рассмотрения общих свойств различных классов управляемых снарядов и целей для них мы з аем, что все системы управления снарядами, предназначен ые для поражения подвижных целей, должны обладать некоторым органом, ощущающим цель или следящим за нею Мы отмечали также, что место, зв ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ СНАРЯДАМИ 1гл.
1 в котором расположен этот орган, может быть различным — около стартовой площадки или в некоторой точке вдоль траектории полета снаряда. Кроме того, этот орган может быть расположен и на самом снаряде. Наблюдать или следить за целью и таким путем узнать ее характеристики и намерения можно многими путями. Цель может быть видима или слышима. Цель, подобная самолету, является источником инфракрасного излучения 1двигатели), которое можно принять, используя соответствующую аппаратуру. В этих случаях средства наблюдения называются пассивными: они только воспринимают энергию, излученную самой целью. Поскольку цели не подчиняются нашему выбору, обычно мы вынуждены быть более активными.
Например, самолет, летящий ночью, при помощи прожектора может быть сделан видимым. Но вообще такой способ недостаточен, так как самолет может скрыться в облаках или тумане или просто оказаться плохо видимым на фоне неба. Однако можно использовать энергию всего спектра электромагнитных колебаний, начиная с рентгеновых лучей и кончая длинными волнами, чтобы наблюдать за целью при помощи отражения этих излучений от нее. С практической точки зрения выбор той части спектра, которой надлежит воспользоваться, определяется прежде всего проницающей способностью излучения в нужной нам среде. Если среда сильно поглощает выбранную нами часть спектра, дальность действия будет невелика; если выбранная нами часть спектра подвержена существенным аномалиям, она может оказаться вообще непригодной; например, если фон, окружающий цель, излучает или отражает ту же самую полосу частот, цель станет неотличимой от фона, и мы не получим о ней никаких полезных сведений.
После того как мы рассмотрели весь спектр электромагнитных излучений и определили полосу частот, пригодную для использования 1включая сюда и анаяиз поглощения излучения средой и возможные помехи для работы на данной полосе), мы можем выбрать способы излучения энергии и приема отражения от цели. При этом простого приема недостаточно, поскольку нам необходимо знать движение цели; прием должен быть дополнен средствами добывания сведений о движении цели, работающими с достаточной быстротой для того, чтобы управлять снарядом в полете.
Выше мы указывали также, что возможно использование и других форм энергии, например звуковых волн в воде и воздухе. Обнаружение 'цели и наблюдение за ней при помощи звука может быть применено как в пассивной, так и в активной форме. Однако этот метод для управления снарядами сравнительно мало пригоден вследствие небольшой скорости распространения звука. Когда мы рассматриваем стационарные цели, обнаруживается совсем другой аспект проблемы, управления снарядами. Если цель ПИ1 ЕИЗИЧВСКИВ ПРИНЦИПЫ УПРАВЛИНИЯ СНАРЯДАМИ находится на малом расстоянии и возможно обычное .наблюдение за ней, то надобность в управляемых снарядах не очевидна, поскольку в большинстве случаев для поражения цели можно ограничиться обычным артиллерийским огнем.
Правда, в случае некоторых особенных целей, когда траектория обычного снаряда невыгодна, а его разрушительная сила недостаточна, следует ожидать использования управляемых снарядов. Однако вообще использование управляемых снарядов по стационарным целям оправдано только для дальних целей, начиная от предельной дальности артиллерийского огня до межконтинентальных дальностей порядка тысяч миль.
При дальности порядка нескольких сот миль для управления снарядом применима радиосвязь или радионавигация, так что здесь играет роль само распространение электромагнитных волн. Когда дальность действия возрастает настолько, что эти методы становятся непригодными, разумно применять или астрономическую навигацию, или какой-либо физический ориентир, связанный с Землей, например магнитное поле Земли, поле тяготения и т.
п. Таким образом, для снаряда очень большой дальности проблема управления оказывается прежде всего зависящей от небесных светил или от некоторого физического ориентира, связанного с Землей. Но зато такая система дает возможность вычислять элементы движения снаряда и направлять его на цель независимо от какого бы то ии было искусственного излучения. Хотя, как мы видим, система управления может быть построена либо при помощи искусственного излучения, либо без него, не исключено, что оба метода окажутся необходимыми в течение одного и того же полета снаряда. Введем понятие следящей системы.
Следящая система с замкнутым циклом есть система автоматического управления, построенная так, что выход системы повторяет или следит за входной командой. Если мы вспомним определение системы управления (система управления есть совокупность устройств, которые определяют относительное положение снаряда и цели и вводят необходимые поправки в траекторию полета снаряда), то станет очевидным, что система управления снарядом есть в своей основе следящая система, в которой входом является информация, получаемая снарядом о положении цели, а выходом — положение снаряда. Эти два положения сравниваются между собой при помощи вычислений или каким-либо другим способом.
Поэтому для исследования систем управления применимы те же математические' приемы, что и для следящих систем, и нх теория может быть развита в терминах, обычных для последних. ГЛАВА 2 НЕКОТОРЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Существуют четыре отрасли техники, которые вместе составляют ббльшую часть технической базы для проектирования систем управления снарядами. Во-первых,— это приборы управления обычными средствами вооружения, такими, как пушки, ракеты и бомбы. Артиллерийские системы подобного типа решают тактические задачи, сходные С задачами управляемых снарядов, и являются их соперниками.
Во-вторых,— это уже осуществленные или существовавшие раньше системы управления снарядами, в-третьих — воздушная навигация и в особенности автоматические и п, луавтоматические способы навигации, в-четвертых — автопилоты. Мы сделаем краткий обзор этих четыр х отраслей техники, не имея в виду привести полный перечень различных систем и методов, а стремясь указать только то, что полезно для систем управления снарядами.
Мы предполагаем, что читатель сам займется этими вопросами более подробно. 2Л. Обычное вооружение Обычное вооружение, с которым управляемый снаряд должен соперничать и которое он должен дополнить или заменить, — это пушки, ракеты и бомбы. Обычное оружие уже применяется много лет, и очень вероятно, что, несмотря на появление управляемых снарядов, будет применяться еще долгое время. Против чрезмерно быстрого введения новой техники говорит, например, громадная трудность проблемы подготовки обслуживающего персонала. По многим соображениям, например экономическим, некоторые части обычных артиллерийских систем следует применять и в комплексах управляемых снарядов.
В системах обычного вооружения сведения о цели получаются путем непосредственного наблюдения. Эти сведения используются для прицеливания, после чего производится выстрел. С того момента, как пуля или ракета выпущена или бомба сброшена, их— траектория необходимым образом подчинена действию тяжести, ветра и баллистических свойств самого снаряда.
Встреча с целью 41 тпгавлвниа эвнитным огнам происходит через некоторое время после выстрела. Этот промежуток времени называется полным временем полета снаряда. Система управления снарядом аналогична системе управления огнем, но с той разницей, что в течение полета снаряда прицеливание как бы непрерывно продолжается до тех пор, пока полное время полета не становится равным нулю; методы наблюдения за целью в системах управления огнем и в системах управления снарядами мало отличаются друг от друга.
Однако снаряжение, частью которого являются системы управления огнем, является продукцией тяжелой промышленности; управляемые снаряды большей частью являются продукцией авиационной промышленности. Когда одна отрасль' промышленности перекрывается другой, как имеет место в данном случае, часто забывают о таком почти полном тождестве. 2.2. Управление зенитным огнем Система управления зенитным огнем обычно состоит из системы сопровождения цели, счетно-решающего устройства и орудийной установки, как показано на рис.,2.! . ч,.Система сопровождения гла ВОЗОООООНИЯ лгли Рнс. 2.1.
Система управления зенитным огнем. может быть самой разнообразной — от управляемого вручную оптического визира до автоматически следящего локатора. Независимо от типа задача системы сопровождения состоит в том, чтобы непрерывно следить за целью и тем самым определять ее положение и элементы движения относительно некоторой системы отсчета. 42 [гл. 2 некотоРые системы упРАВления Эти данные передаются счетно-решающему устройству, непрерывно вычисляющему будущее (упрежденное) положение цели, в котором она окажется через промежуток времени, равный полному времени полета снаряда, и вырабатывает команды, которые заставляют орудие занять положение, соответствующее необходимому направлению линии бросания. Некоторые части такой системы управления огнем и систем управления снарядами класса поверхность †возд являются общими.