Лысенко Л.Н. Наведение и навигация баллистических ракет (2007) (1242426), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Сущность данной задачи излагается здесь в постановочном плане по материалам работы ~98]. Предположим, что за некоторой ракетой, оснащенной РГЧ с и боевыми блоками, закрепляется группа из и целей, расположенных в некотором районе земной поверхности, не выходящем за пределы области досягаемости данной ракеты. Предположим также, что конструктивная схема ступени разведения позволяет осуществить последовательное отделение боевых блоков, при этом порядок отделения ББ от ступени разведения задан. Возможная последовательность направления отделяемых ББ на индивидуальные цели показана на рис. 8,5, где первый отделяемый ББ направляется на цель Цп второй — на цель Цэ и т.
д. Стрелки, соединяющие пары целей, показывают последовательность направления отделяемых ББ на индивидуальные цели. Таким образом, ломаная на рис. 8.5 представляет собой графическое изображение этой последовательности. Эта последовательность называется маршруглом обхода Лезей, или,иаршрутам разведения. Термины «обход», «маршрут обхода» заимствованы из теории решения 33! так называемых задач о коммивояжере. Применительно к рассматриваемой задаче ломаную на рис. 8.5 можно трактовать как условное изображение маршрута движения ступени разведения, состоящего из ряда последовательных участков, каждый из которых заканчивается отделением очередного ББ, направляемого на з-ю цель. Очевидно, что при заданной последовательно- А сти отделения ББ от ступени разведения существуют различные варианты целераспределения ББ, т. е.
различные варианты закрепления за каждым ББ индивидуальной цели. Соответственно существуют различные маршруты обхода целей. Нетрудно определить, что общее количество различных маршрутов разведения при направлении п боевых блоков на индивидуальные цели равно и! Действительно, если для первого отделяемого от ступени разведения возможны и вариантов закрепления его за и целями, то для второго возможны и — 1 вариантов закрепления за оставшимися после Рис.
8.5. Последователь- первого и — 1 целями, для третьего ББ возможны ность разведения ББ и — 2 вариантов закрепления за и — 2 целями, оставшимися после первых двух ББ, и т.д., чем и определяется общее число различных вариантов: и! = п(п — 1ип — 2)...2 1. (8.18) Среди возможных вариантов следует выбрать единственный маршрут, лучший в смысле некоторого критерия оптимальности. Этот лучший маршрут и подлежит реализации в ходе планируемого пуска ракеты. На практике возможно применение двух основных критериев оптимальности — минимума времени разведения (быстродействия) и минимума расхода массы (запаса топлива) ступени разведения. Последний критерий называется также энергетическим.
Рассмотрим [98) практические ситуации, когда целесообразно применение одного из названных критериев оптимальности. Оптимизация маршрута обхода цезей по критерию быстродейстеия. Критериальной функцией в данном случае является интервал времени между моментом отделения ступени разведения от ракеты-носителя и моментом отделения последнего ББ от ступени разведения. Этим интервалом времени определяется время развеления. Выбор маршрута разведения по критерию быстродействия целесообразен в тех случаях, когда существует опасность поражения ступени разведения средствами дальнего перехвата системы ПРО непосредственно в процессе построения боевых порядков.
В этих условиях желательно сократить время разведения до минимально достижимого уровня, уменьшив тем самым вероятность уничтожения ступени разведения с неотделившимися ББ средствами ПРО. Оптииизация маршрута обхода цезей по эяергетическаиу критерию. Задача оптимизации маршрута обхода целей по энергетическому критерию обладает по своему содержанию существенной особенностью по сравнению с задачей оптимизации по критерию быстродействия: целью решения задачи является не нахождение маршрута, строго оптимального по энергетике, а лишь маршрута, реахизуеиого по 332 энергетике.
При этом найденный маршрут может и не быть оптимальным. Поясним указанное обстоятельство. Выбор маршрута разведения по энергетическому критерию осуществляется для решения задачи досягаеностлп. Названная задача заключается в том, чтобы найти такой маршрут разведения, при котором гарантировалась бы досягаемость целей, назначенных для поражения данной ракетой. Условием досягаемости является достаточность имеющегося запаса топлива ступени разведения для данного маршрута. Маршрут разведения считается реализуемым по энергетике, если требующийся расход топлива ступени разведения не превышает имеющегося на ступени разведения запаса топлива.
Задача досягаемости полагается решенной, если найден некоторый маршрут, реализуемый по энергетике. При этом совершенно не обязательно, чтобы найденный маршрут был строго оптимален по энергетике, т. е. требовал для своей реализации минимального расхода топлива в данных условиях разведения, поскольку сама по себе экономия топлива ступени разведения в процессе пуска ракеты не имеет практического смысла. Однако на практике возможны ситуации, когда условию реализуемости удовлетворяют лишь маршруты, весьма близкие по требуемому расходу топлива к оптимальному, либо лишь единственный маршрут, строго оптимальный по расходу топлива.
Поскольку заранее невозможно определить, каким окажется решение конкретной задачи досягаемости и будет ли найденный маршрут строго оптимальным по энергетике или он будет неоптимальным, но реализуемым, задача определения маршрута обхода по энергетическому критерию ставится в любом случае и решается как оптимизационная задача.
Если при решении задачи досягаемости выяснится, что оптимальный маршрут нереализуем (т.е. требует большего суммарного расхода, чем имеющийся запас топлива ступени разведения), то рассматриваемая совокупность целей считается недосягаемой и пуск данной ракеты по этой группе целей невозможным.
В этих условиях, очевидно, потребуется изменить конфигурацию целей, назначенных для поражения данной ракетой. В этой связи обычно отмечают ~98] следующие обстоятельства. Е Энергетический критерий и критерий быстродействия в общем случае ие эквивалентны, и оптимизация маршрутов разведения по этим двум критериям приводит к различным результатам, т. е. маршрут, оптимальный по энергетике, может не быть оптимальным по быстродействию и наоборот. Неэквивалентность данных критериев определяется многими факторами: переменностью тяги ДУ ступени разведения; изменением массово-инерционных характеристик ступени разведения в процессе построения боевых порядков как из-за выработки топлива, так и вследствие отделения ББ; переменностью поля баллистических производных и др. 2.
При решении практических задач выбора маршрутов разведения энергетический критерий имеет приоритет перед критерием быстродействия, так как выбираемый маршрут должен быть безусловно реализуем по энергетике. Поэтому маршрут, оптимальный по быстродействию, выбирают из числа реализуемых.
Таким образом, задача выбора маршрутов разведения должна решаться в два этапа: сначала по энергетическому критерию, а затем по критерию быстродействия. 3. Досягаемость или недосягаемость группы назначенных целей определяется двумя основными факторами — энергетикой ступени разведения и качеством реализуемых алгоритмов управления, оцениваемым также по энергетическому критерию.
Поэтому алгоритмы управления вращательно-поступательным движением 333 ступени разведения должны быть оптимальными по энергетическому критерию либо близкими к оптимальным. 4. На практике выбор совокупности целей, назначаемых для поражения данной ракетой, осуществляют не произвольно, а из усдовия их принадлежности некоторому ограниченному району, не выходящему за пределы так называемого располагаемого прямоугольника разведения ББ данной ракеты.
Располагаемый прямоугольник разведения определяется при проектировании ракеты и ступени разведения для некоторых типовых условий пуска БР (дальность, азимут) и типовых конфигураций целей. Однако в реальных условиях возможны конфигурации, отличные от типовых, которые, хотя и принадлежат располагаемому прямоугольнику разведения, могут быть недосягаемыми при некоторых маршрутах. Таким образом, маршрут, удовлетворяющий условию досягаемости совокупностей целей, имеющих нетиповые конфигурации, может быть найден только в процессе решения задачи оптимизации разведения по энергетическому критерию.
Более подробно проанализируем содержание задачи оптимизации маршрутов разведения н охаракгеризуем возможные пути ее решения. Заданы конструктивные и энергетические характеристики ракеты и ступени разведения, а также; ° алгоритмы управления движением ступени разведения на всех этапах маневрирования при построении боевых порядков; ° координаты точки пуска БР и точек целей, число которых полагается равным числу боевых блоков РГЧ; ° критерий оптимизации (энергетический критерий или критерий быстродействия).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
