Локк А.С. Управление снарядами (1957) (1242424), страница 94
Текст из файла (страница 94)
На рис. 11.2 приведено семейство кривых, определяющих положение точек равновесия (т. е. е = О) в зависимости от разности фаз и отношения амплитуд а. Если а есть линейная функция времени, что имеет место при постоянной скорости изменения относительного расстояния, то а-лУ вместо а можно написать ым1 и рис. 11.2 можно рассматривать как график измеренного угла в функции времени; в этом случае он повторяется периодически. Координаты цели не изменялись, и поэтому описанное явление есть вызываемый целью шум, который ~~ ал ------------------й для краткости называют «углоа Й~ вым шумом».
Ясно, что для цели, состоящей из многих элементов у „и перемещающейся случайным образом, угловой шум будет случайной функцией, как это и наблюдается на опыте. Из этого элементарного рас- суждения мы видим, что угловой шум есть результат существования многих когерентных волн, суммирующихся в пространстве и принимаемых фазочувствительной системой. Если бы сигнал был совершенно некогерентным, таким, как инфракрасный или видимый свет, эффект шума не появлялся бы. Важно отметить, что шум, выраженный в угловых единицах, зависит от углов, которыми определяется относительное положение отражающих элементов.
Если их относительное положение неизменно, то шум будет обратно пропорционален дальности и становится пренебрежимо малым На очень больших дальностях. На малых дальностях этот шум уже может ограничивать точность сопровождения. Однако нужно соблюдать осторожность при распространении этих выводов на очень малые дальности, поскольку все наши рас-. суждения относились к области, достаточно удаленной от антенны. 481 11.9! влияния Амплитудных ФлюктуАций 11.9. Влияние амплитудных флюктуаций Основной метод углового сопровождения был описан в $1!.4. Было покааано, что информация об угловой ошибке цели наложена на частоту переключения как на поднесущую.
Вследствие этого всякая модуляция сигнала на этой частоте представляет для радиолокатора сигнал ошибки. Флюктуации амплитуды, происходящие от сложной цели, могут иметь составляющие этой частоты, вследствие чего в системе сопровождения появляется добавочный шум. Поскольку величина этого явления связана с глубиной модуляции, она не зависит от дальности цели, чем и отличается от углового шума, который обратно пропорционален дальности. Эти два шума не коррелированы между собой, так что они суммируются как независимые случайные ве- уели0лй шим личины. На рис.
11.3 показаны графики обоих шумов и их суммы. ф 00шийшум цели Величина «амплитудного шума» вообще зависит от типа цели, но отчасти на нее может влиять илллип~у1иыи' и проектировщик. В обычных ,м антеннах угол, соответствующий заданной глубине модуляции, йалилиелаь цели прямо пропорционален ширине Рис. 11.3. Шум цели в зависимости луча; поэтому предпочтительны от ее дальности !дальность в лога- узкие лучи. Другой фактор, на- рифмическом масштабе). ходящийся в руках проектировщика, есть частота переключения.
Следует выбрать, если это возможно, такую ч стоту, на которой амплитудный шум имеет наименьшую величину. Обычные рассуждения показывают, что это происходит большей частью на больших частотах переключения, однако не всегда. Импульсная система имеет верхний предел частоты переключения, равный одной четверти частоты повгорения потому что в каждом квадранте должен существовать, по крайней мере, один импульс. Такая частота может быть трудно достижимой при помощи механических средств. Самолеты с винтомоторными установками дают спектральные пики на частоте появления лопастей и на соответствующих гармониках, которые следует обходить.
Поэтому окончательный выбор частоты предполагает знание ожидаемого спектра. Даже если не считаться с тем, что шумы, вызываемые целью, остаются нам неизвестными, необходимо отметить, что имеется предел точности сопровождения, существующий независимо от совершенства производства. Это должны помнить кзк проектировщики, так и составители требований. 31 Зак. 2222. А. С.
Локк 4йй 1гл. 11 о свойствах цяли 11.1О. Сопровождение больших целей Все предыдущие рассуждения относились к целям, которые видны от антенны под углом, малым по сравнению с шириной луча. Если это не имеет места, проблема становится значительно более трудной. Аналитические методы становятся невыносимо сложными как вследствие необходимости учитывать кривизну диаграммы, так и вследствие тенденции системы становиться неустойчивой. Возможно, что в этом случае более выгодно пользоваться быстро сканирующими устройствами, чем методом последовательного переключения лепестков.
То же самое, по-видимому, относится к изолированным целям на фоне местных предметов, хотя экспериментальные доказательства этого ие являются убедительными. 11.11. Сопровождение целей при малом угле места Задача сопровождения цели при малом угле места во многом сходна с задачей двухэлементиой цели. Если цель и ее отраженное изображение в земной поверхности в системе ие отселектированы, сопровождающий радиолокатор подвержен действию очень сильного шума в канале угла места. Используя некоторые средства, можно уменьшить этот шум, даже если действительное положение цели не отселектироваио. Во-первых, известно, что цель находится между нулем и примерно половиной ширины луча, так что можно с успехом применить метод ограничения.
Во-вторых, маневренная способность цели имеет определенный максимум, так что всякое указание радиолокатора иа более быструю потерю или набор высоты является ошибочным. Поэтому уменьшение полосы системы сопровождения по углу места дает возможность уменьшить шумы. Эти методы достаточно эффективно уменьшают шум, ио не обязательно обеспечивают надежные данные о действительном угле места цели.
Однако для наступательных операций с помощью ствольной артиллерии или управляемых снарядов эти методы полезны. Наилучшее решение задачи состоит, если это возможно, в таком изменении тактики, чтобы малые углы места вовсе не встречались. ГЛАВА 12 ТРАЕКТОРИЯ ПОЛЕТА СНАРЯДА ОБОЗНАЧЕНИЯ а — постоянная в методе пропорционального сближе- ния Ам в нормальное или попереч- ное ускорение снаряда с =- — постоянная, Д(1+ т) ша определяющаятраекторию при сближении по лучу и†ускорение силы тяжести, 32,2 фула/сека Ф.= рй — постоянный коэф- фициент т †танге начального угла наклона траектории при сближении по лучу р = — — отношение скорости (~т снаряда к скорости цели г — наклонная дальность (от управляющей станции до снаряда); расстояние между снаря- дом и целью га†начальнаянаклоннаядальность снаряда г — наклонная дальность сна- ряда в момент попадания Й вЂ” высота цели (постоянная) г †дли дуги траектории 1 †вре полета снаряда 1/м †скорос снаряда Чт †скорос цели х, у †декарто координаты г, у — полярные координаты 31а 0 в постоянный угол упреждения или угол между направлением полета и лучом аз = те+ р, — постоянный на- чальный угол Т вЂ” угол между направлением скорости снаряда и на- правлением снаряд в цель — постоянный угол между направлением скорости снаряда и направлением снаряд в цель — постоянный угол между направлением скорости цели и линией снаряд— цель 0 — угол места снаряда, изме ряемый от управляющей станции Ое — угол, под которым сна- ряд стартует Ог — угол места снаряда в мо- мент попадания ~у — угол между направлением скорости цели и лучом; угол наклона траектории ~уе†начальное значение у е — угол наклона траектории М снаряда к горизонту е„ вЂ конечн значение е в мо- мент попадания ы — угловая скорость О (м) — спектр частот 1гл.
12 484 ТРАектОРия полетА снАРядА В настоящей главе рассматриваются характеристики траекторий снаряда, получающихся при различных методах управления. Среди главных факторов, определяющих проект комплекса управления снарядом, кроме самой траектории, нужно упомянуть время полета снаряда, максимальную угловую скорость, максимальное нормальное ускорение и полосу частот, необходимую для управления.
Время полета играет роль при проектировании счетно-решающих приборов и при установлении тактических требований. Максимальная угловая скорость и максимальное нормальное ускорение важны при выборе типа управления, пригодного для заданной тактической обстановки. Перечисленные три фактора являются также очень важными при проектировании самого снаряда и его рулей. Наконец, проектирование следящих систем и свяаанных с ними цепей начинается с выяснения частотных требований, предъявляемых методом управления.
Чтобы пояснить на примере приемы исследования траекторий снаряда, мы подробно покажем, как определяются перечисленные выше важные характеристики траектории в случае сближения по лучу. Следуя тем же приемам, мы рассмотрим более широкий круг методов сближения с целью: чистое преследование, преследование с упреждением, параллельное сближение, пропорциональное сближение. Эти методы сближения, конечно, предназначены специально для самонаводящихся снарядов. 12.1. Сближение по лучу Сближение по лучу состоит в том, что снаряд принужден оста- ваться на прямой, соединяющей цель и точку, из которой ведется управление.
Определим траекторию полета снаряда в этом случае. Дифференциальное уравнение траектории. Для упрощения выкладок мы введем следующие предположения: а) цель движется по прямой, не совершая никаких маневров '); б) скорости снаряда и цепи постоянны; в) точка, иэ которой ведется управление, неподвижна; г) рассматривается только движение в плоскости, проходящей через вектор скорости цели и точку, нэ которой ведется управле- ние а). Геометрические соотношения для сближения по лучу показаны на рис. 12.1. Будем использовать следующие обозначения: в †дли дуги траектории, г — наклонная дальность снаряда от управляющей точки, ') Это предположение не является существенным и введено лишь для большей наглядности рассужденийт в) В дальнейшем зта точка будет называться управляющей точкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
