Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 55
Текст из файла (страница 55)
Для расчета вектора гравитационного ускорения и в рассматриваемом методе следует использовать наиболее полную модель ГПЗ, 306 доступную для хранения в памяти бортовой СУ и приемлемую по быстродействию БЦВМ. При этом основная часть ГПЗ задается моделью номинального гравитационного поля, а поле аномалий моделируется системой точечных масс. В уравнениях движения ГЧ на атмосферной части ПУТ не требуется столь высокая точность расчета вектора к, и в качестве модели ГПЗ можно использовать модель нормального гравитационного поля. Однако при этом применяют довольно точную модель параметров атмосферы, погрешности которой существенно увеличивают погрешности расчета движения ГЧ на атмосферной части ПУТ. С этой целью используют модели «локальной» и «сезонной» атмосферы (целесообразность чего уже отмечалась выше), отражающие отличия среднестатистических значений параметров атмосферы в районе точки цели (плотности, давления, скорости звука и скорости ветра) от их средних значений, задаваемых моделью стандартной атмосферы.
Для уменьшения ошибок вычислений интегрирование уравнений движения должно вестись достаточно точным методом, например методом Рунге — Кутта четвертого порядка. В качестве третьего дополнительного терминального условия наведения, задание которого необходимо для однозначного определения конечной требуемой скорости, могут быть использованы 1111] такие параметры, как полное время полета ГЧ, угол входа ГЧ в плотные слои атмосферы и др. Выбор того или иного параметра зависит от требований, предъявляемых к траекториям ГЧ в конкретной задаче наведения. Далее в качестве дополнительного условия наведения задают тангенс угла наклона траектории на момент („ отделения ГЧ от носителя: (7.156) Задание условия наведения (7.156) преследует ту же цель, что и стабилизация угла входа ГЧ в атмосферу — уменьшение атмосферного рассеивания точек падения ГЧ путем сужения трубки возму- шенных траекторий движения в атмосфере.
Преимущество условия наведения (7.156) по сравнению с условием заданности угла входа ГЧ в атмосферу заключается в упрощении выражений для частных производных, используемых в алгоритме коррекции конечной скорости. 307 Невязка, соответствующая условию наведения (7.15б), определяется на момент окончания АУТ по компонентам вектора скорости У,: Лтк Е, = — '" — !8Е'„"'. ОбЪЕдИНЕНИЕ ВЕЛИЧИН ЛЛ, ЛВ И Лтй й„даЕт ВЕКтОр невязок терминальных условий наведения А = ( ЛТ,, ЛВ, Л тй й„) '.
(7.157) Для расчета корректирующей поправки Л'Ч„в конечную кажущуюся скорость остается решить так называемое уравнение коррекиии, которое в рассматриваемой задаче имеет вид А+ — АЧ„= 0. дЯ д'Ч, (7.!58) д(4 Здесь — матрица частных производных компонент векторного К функционала Я = (Ь, В, т8 О,), характеризующего регулируемые терминальные параметры (дальность, боковое отклонение, угол наклона) по компонентам вектора скорости У, в конце АУТ.
Обозначим элементы этой матрицы следующим образом: Ьи, Ьи„Т,и, Ви. Ви„В~; (т80,),, (т8в,),; (!8е„),, дЯ д'Ч, (7.159) 308 Элементы последней строки этой матрицы вычисляют аналитически с помощью простых выражений, приведенных ранее. В контуре наведения должен проводиться расчет программных значений углов тангажа и рыскания для ориентации вектора требуемого приращения кажущейся скорости Л Й7„' !1) и определяться момент отсечки тяги ДУ по признаку малости модуля вектора ЛЮ„'(1) в этот момент времени.
Здесь и далее под ! понимается текущее время полета БР на АУТ. Поскольку ЛЖ„' представляет собой кажущуюся скорость, которую остается набрать до момента окончания АУТ, обозначим эту величину ЛЖ„,!1). Полагая, что продольная ось БР совпадает с направлением вектора тяги, запишем следующие выра- жения для программных углов тангажа и рыскания: (7.161) Здесь Ж~'„".,"' — значение вектора Ж„,(т), зафиксированное в БЦВМ при первом нарушении условия т„„) г,*„, где 1,*„— малая окрестность момента 1„. По своей структуре функция Ф принимает нулевое значение, когда вектор ттг„,(г) становится равным нулю (что соответствует отсутствию динамической ошибки наведения, связанной с выдачей команды на отсечку тяги), либо, когда модуль этого вектора становится минимальным (что соответствует минимальной ошибке наведения, обусловленной «перекосом» тяги ДУ).
Время 1 „остающееся до указанного момента отсечки тяги, определяют по формуле (7.162) ссст— Ф в которой оценку Ф скорости изменения функции окончания наведе- ния вычисляют по алгоритму Ф; — Ф, Т (7.163) где Фь Ф, 1 — два смежных по времени значения функции Ф; Т— период ее вычисления в БЦВМ. 309 1о [т'тГаст) Х )о ~рт;~(г) = — агоний [Ж„„)х сов д",г(1)+[Ж„,)г в1п д",~(г) (7.160) В этих формулах фигурируют компоненты орта вектора скорости ЛИ'„,(1). Выдача команды на отсечку тяги ДУ может производиться, как уже отмечалось, по признаку малости модуля скорости ЛЖ„(т). Однако для минимизации динамической ошибки наведения, вызванной эффектом «перекоса» тяги ДУ на момент отделения ГЧ, выдачу данной команды целесообразнее производить [111) в момент обнуления следующей функции окончания наведения: Далее оценка [7.162) преобразуется к виду, удобному для реализации в таймере БЦВМ, Здесь Л, — дискретность таймера; еп1 — операция вычисления целой части.
Параметр [~,„.,] «заряжается» в таймер, который отсчитывает целое число [1„,] временных интервалов с шагом Л,, по окончании чего выдает разовую команду на исполнительное устройство отсечки тяги. В завершение подведем итоги и сформулируем, следуя [98], общие свойства метода наведения по конечной требуемой скорости. 1.
По своей сущности методы наведения по текущей и конечной требуемой скорости родственны и являются вариантами одного и того же метода. Поэтому все характерные свойства метода текущей требуемой скорости, перечисленные ранее, присущи в равной мере и методу конечной требуемой скорости. Однако алгоритмическое содержание обоих методов существенно различно. 2.
Бортовые алгоритмы метода конечной требуемой скорости достаточно трудоемки, поскольку предусматривают периодический прогноз точки падения ГЧ и решение КБЗ в целях коррекции конечной требуемой скорости. Для решения задачи прогноза точки падения ГЧ необходима информация о действительных текущих параметрах движения БР на АУТ, что в свою очередь требует решения навигационной задачи с интегрированием основного уравнения инерциальной навигации. Таким образом, реализация алгоритмов метода наведения возможна только с применением высокопроизводительной бортовой ЦВМ. 3.
Методические ошибки метода конечной требуемой скорости зависят главным образом от погрешностей модели ГПЗ на различных участках полета, погрешностей модели движения ГЧ на атмосферном участке траектории, а также от длительности интервала коррекции конечной требуемой скорости. Для уменьшения этой части методической ошибки наведения следует снижать длительность интервала коррекции, что требует соответствующего повышения быстродействия БЦВМ.
310 4. Высокая трудоемкость бортовых алгоритмов метода конечной требуемой скорости может рассматриваться как недостаток этого метода по сравнению с методом текущей скорости в варианте Я-системы. Однако этот недостаток компенсируется относительной простотой расчета ПЗ. Действительно, в данном случае основной задачей при расчете ПЗ является определение значения конечной требуемой скорости на расчетный момент отделения ГЧ и азимута пуска.
По своему содержанию эта задача близка к решаемой в функциональном методе наведения при расчете установочного значения функционала управления дальностью и также азимута пуска. Хотя в обоих случаях приходится решать КБЗ, трудоемкость ее существенно меньше, чем задачи расчета и аппроксимации элементов матрицы (4. Следует также учесть, что если в функциональном методе наведения требуется высокая точность расчета установочного значения функционала управления дальностью, то установочное значение конечной требуемой скорости достаточно определить приближенно, так как это значение будет уточнено и скорректировано в рамках самою алгоритма наведения.
Таким образом, трудоемкость подготовки данных ПЗ в методе конечной требуемой скорости меньше, чем в функциональном методе наведения, что делает этот метод достаточно эффективным при использовании на ракетных комплексах мобильного базирования.
1 л а в а 8. УПРАВЛЕНИЕ ПОЛЕТОМ СТУПЕНИ РАЗВЕДЕНИЯ ПРИ ПОСТРОЕНИИ БОЕВЫХ ПОРЯДКОВ ЭЛЕМЕНТОВ БОЕВОГО ОСНАЩЕНИЯ 8.1. Боевое оснащение МБР Боевое оснащение МБР определяется числом и тротиловым эквивалентом моноблочной ГЧ и (или) боеголовок РГЧ, а также комплексом средств преодоления (КСП) ПРО, которыми оснащается ракета [114!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
