Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 11
Текст из файла (страница 11)
В отличие от метода, определяющего теоретическую основу или путь математического решения (исследования) задачи, способ 48 навигации характеризует уже конкретное техническое решение поставленной задачи. Естественно, один и тот же метод может иметь множество различных технических решений, т.е. может быть реализован с помощью различных способов. Понятие способа, таким образом, неразрывно связано с определением конкретного типа систем, используемых для обеспечения навигации ЛА по выбранному методу. Навигационные системы, реализующие названные методы, конструктивно отличаются друг от друга в зависимости от того, какие физические принципы положены в основу их работы.
В силу методического единства обсуждаемых проблем баллистико-навигационного обеспечения рассматриваемого класса ЛА, излагаемые общетеоретические результаты в той или иной степени распространимы на всю совокупность возможных видов РК: от тактического до стратегического назначений. Вместе с тем отличия их конструктивного исполнения и в большей мере условия боевого применения приводят к наличию особенностей, целесообразность учета которых обычно признается уместной при подходе, предполагающем все же более высокий уровень детализации конструкций отдельных систем и всего комплекса в целом, нежели это принято в настоящем пособии. Имея это в виду, тем не менее подчеркнем, что при достаточно высоком уровне универсализации содержательная сторона обсуждаемых проблем ориентирована в большей степени (по крайней мере в количественном отношении) на РК стратегического назначения. Там, где учет указанных особенностей существен, вид РК оговаривается специально.
РАЗДЕЛ 1 ВНЕШНИЕ УСЛОВИЯ ПОЛЕТА РАКЕТ Выбор траектории ЛА, его динамических характеристик, а также решение всей совокупности задач баллистического и навигационного обеспечения в значительной степени зависят от физических условий полета. Движение ракет осуществляется в поле тяготения Земли, которое, с одной стороны, оказывает определяющее воздействие на формирование траектории, с другой — является объектом получения информации при синтезе навигационных систем. При разработке навигационных систем используется информация не только о гравитационном поле. Создание комплексных систем требует в ряде случаев знания характеристик магнитного поля Земли (МПЗ).
Характер и интенсивность взаимодействия ЛА с воздушной средой определяются такими ее параметрами, как состав, плотность, давление, температура, скорость распространения возмущений (скорость звука) и т. п. Эти параметры атмосферы прежде всего являются функциями высоты над поверхностью Мирового океана. На них оказывают воздействие сезонные и суточные вариации, геофизические факторы и многое другое. Значительное влияние на распределение параметров атмосферы оказывает перемещение воздушных масс— ветры.
Ветры, кроме того, приводят к отклонению истинного значения воздушной скорости полета от значений скорости движения, обеспечиваемой за счет работы двигательной установки. В совокупности все эти факторы обусловливают возмущенное движение ЛА, сушественно отличающееся от номинального (опорного), определяемого для нормальных условий полета, т. е. условий, не учитываюших фактические отклонения физических условий полета от расчетных значений.
Этн отклонения надо уметь учитывать при подготовке данных для пуска ракет и определении текущего местоположения ЛА и решения иных баллистических и навигационных задач. 50 Гл а на 1. ФИГУРА И ГРАВИТАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ 1.1. Фигура Земли и ее модели Проблема определения фактических размеров и формы Земли до настоящего времени остается одной нз важнейших в перечне факторов, определяющих создание высокоточного навигационного обеспечения полета БР. Особенно актуальна эта задача для МБР, дальность действия которых составляет примерно 10000...
12000 км, а требуемый уровень точности полета моноблочной неуправляемой ГЧ должен иметь уровень порядка 300 м (по предельному отклонению). При таких дальностях от точки старта до точки цели трудность их топопривязки будет определяться уже тем, что до сих пор отсутствуют возможности абсолютно точной относительной привязки континентов на поверхности земного шара. Другая трудность связана с необходимостью вычисления на борту БР для решения задачи инерциальной навигации максимально точного (по возможности) значения гравитационного ускорения, определяемого на основе принятой к рассмотрению модели гравитационного поля Земли (ГПЗ).
Последняя, вычисляемая через константы, хранящиеся в БЦВМ, будет зависеть от достоверности и точности знаний, определяемых теорией фигуры Земли. Необходимость аппроксимации реальных фигуры и гравитационного поля Земли их математическими аналогами объективно приводит к возникновению погрешностей гравиметрической и геодезической подготовки, выражающихся через ошибки: ° обусловленные погрешностями задания параметров фигуры Земли; ° вызванные неточностью знания ГПЗ; ° геодезической привязки точек старта и цели. Перечисленные типы ошибок проявляются в суммарном отклонении возмущенного движения ЛА от цели вследствие погрешностей определения начальных условий и неточности расчета попадающей траектории. Отметим важное обстоятельство, заключающееся в том, что ошибки гравиметрической и геодезической подготовки вызывают неустранимую погрешность вычисления исходных баллистических параиетрон (в частности, азимута прицеливания и времени окончания активного участка траектории в методах управления, 51 предусматривающих «отсечку тяги») для предпусковой настройки элементов СУ БР.
Данный тип ошибок будет характеризовать (см. гл. 17) нижнюю границу теоретически возможных отклонений, определяющих точность полета управляемой с использованием ИНС ракеты. Основоположником теории фигуры Земли, очевидно, следует считать И. Ньютона, сформулировавшего закон всемирного тяготения и показавшего, что Земля, если предположить, что она состоит из однородной идеальной жидкости, свободно перетекающей под воздействием соответствующих сил, должна принимать форму эллипсоида вращения. Исследования Р.
Клеро, опубликованные в 1743 г., позволили создать вполне корректную картину взаимосвязи гравитационного поля и уровенных поверхностей, которые образует жидкая однородная или состоящая из однородных концентрических слоев масса планеты. Р. Клеро удалось распространить на физическую модель, более приближенную к фигуре Земли, доказательство И.
Ньютона, что фигура равновесия вращающейся однородной идеальной жидкости представляет собой эллипсоид вращения малого сжатия. Он показал, что такую же геометрическую поверхность будет иметь Земля, состоящая из неоднородных масс, плотность которых изменяется по радиусу. Г. Стоке еще более расширил рамки ограничений и создал в достаточной степени обобщенную теорию фигуры Земли, не ограниченную условием распределения масс. В 1873 г. немецкий геодезист Е. Листинг предложил рассматривать в качестве фигуры Земли уроненную поверхность, совпадающую на океанах с невозмущенной поверхностью воды и продолженную под континентами по закону образования уровенных поверхностей, т.
е. ортогонально направлению полного вектора напряженности гравитационного поля. Такая поверхность получила название геоида. Строго говоря, фигура с таким названием, означающим еподобная Земле», не может быть определена геометрически, поскольку в геометрии отсутствует соответствующая поверхность и нет формул для ее вычисления. Дальнейшие исследования, тем не менее, позволили установить, что геоид близок к эллипсоиду со сжатием 1/298,28 (где под сжатием понимается отношение разности его наибольшей и наименьшей осей к наибольшей) и большой полуосью, равной 6378 160 м.
Далее всего он отстоит от эллипсоида в области Тихого океана северо-восточнее Австралии (! 40 — ! 60' в. д.) и в Атлантике, 52 над Срединным Атлантическим хребтом, в области 1Π— 15' з. д. Это в свое время дало основание принять, что в качестве более точной аппроксимации геоида следует считать, трехосный земной эллипсоид, у которого болыпая экваториальная ось проходит в области указанных выше значений восточной и западной долготы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
