Разоренов Г.Н., Бахрамов Э.А., Титов Ю.Ф. Системы управления летательными аппаратами (2003) (1246774), страница 11
Текст из файла (страница 11)
На рис 1.6 привелены графики зависимости лалыюсти полета ГЧ от начальных условий гк. 1:;. и 6„.. полученные по формулам злл<ш гической теории при упрощающем предположении. что точки О, и О„' расположс. им ив одной высоте. Безразл<ерньпй параметр кв приведенной на данном рисунке формуле препставляет собой отношение начальной скорости 1'я ,70 дд уд уй у И7 гИ Рве ьв. днльиостываета ГЧ и так называемой круговой (первой космической) скорости на данной высоте 1'„.. Графики построены для случая, когда радиус точ ки Ок равен й, = 6371 км, при атом Ькр = 7,9 кИс.
Наклонная прямая линия на данном рисунке, соединяющая точки максимума кривых постоянной начальной скорости, соответствует оптимальным углам бросания, обеспечивающим максимум дальности полета при фиксированной начальной скорости. На рис 1.7 и 1.3 приведены аналогичные графические зависимости, позволяющие получить оценки времени полета ГЧ по эллиптической траектории и максимальной высоты полета ГЧ (графики на рис.! .0-1.3 заимствованы из [23)). Использование приведенных зависимостей позволяет опредьтить, что, например, при дал ьносэт< стрельбы! 0 тыс.
км (и = 90'] оптимальный угол бросания равен 22,5', потребная начальная скорость головной части на момент отделения от ракеты составляет 7,! кмlс, время полета ГЧ равно 35 мин, а максимальная высота ее полета равна 1300 км. Ковелер>алиивиые схе.иы баатигпшчесяил рпкегл Констрултивные схемы баллистических ракет отличаются значительнымым многообразием и зависят от ряда факторов, среди которых важнейшими являются: ° дальность действия; тип полезной нагрузки (моноблочная головная часть, содержащая один боевой заряд, или разделяющая ГЧ с несколькими боевыми блоками); ' тип двигательных установок (ЖРД или РДТТ); внд и тип базирования (наземный или морской, стационарный или мобильный).
45 Ряс. ЦТ. арсис есеястс ГЧ Ракеты малой дальности являются одиоступенчатыми, а ракеты средней и большой дальности — многоступенчатьпщ (хвк правило, двухи трехстуиенчатыьттт). Многоступенчатой илн составной ракетой называется ракета, включающая несколько ракетных блоков, каждый из которых снабжен двигательной установкой и имеет запас топлива. Отдельный ракетный блок играет, по существу, роль ускорителя, который в процессе своей работы обеспечивает приращение скорости полезной нагрузке и отделяется в полете после выработки запаса топлива. Под ступенью ракеты понимается та се чисть, которая состоит из иеотделившихся ракетных блоков и остальных злементов конструкции, включая полезную нагрузку. При этом первой ступенью называют саму ракету, второй ступенью — ту ее часть, которая остается после отделения первого отработавшего ракетного блока.
и т.д. И И ЯО тИ е'И т' Ряс.! 3. Ныссте трееюсрся ГЧ кг 1() в 6 2( 2 ыс. Л 0 б' В У0' Уг Рнс. ЬП. Завиенчосеепезлыинтневерпоео~апвпой БР от пиона сеэиенеп и опииительиой пассы полезной ивгртеин Число ступеней ракеты (оио ерз ~е~ ~ совпадает с числом входящих в ее состав ракетных блоков) определяется лальиостью действия, типом применяемых двигательных установок(ЖРЛ. РДТТ), удельной тягой ракет- леФ иы с двигателей (зависящей, прежде всего, от вида ракетного топлива), а такхсе огноси- А[т тельной массой полезной нагрузки «й = еи 0и„представляюшей собой коэффициент, характеризующий отношение массы полезной нагрузки к начальной стартовой массе ракеты.
Данная величшю представляет собой важнейший показатель. определяюший знергол!весовое совершенство ракеты. На рис. (,9 приведены графики, иплюстрируюшие зависимость дальности действия твердотопливной ракеты от числа ступеней и относительной массы полезной нагрузки (заимствованы из книги [4(!). Графики построены для значения удельной тяги ДУ. равной 300 с, что характерно для современных РДТТ. Данные графики гоказывают, что ири указанной величине удельной тяги и при достаточно высоких значениях коэффициента ей (в пределах 0,03-0,04) достижение межконтинентальной дальности порядка (О тыс.
км возъюжно только с помощью трехступенчатых ракет. Приведенные данные поясняют то обстоятельство, что все совреыеееные межконтинентальные баллистические ракеты с двигателями на твердом топливе являются трехступенчатыми. ((звестиые образцы твердотопливных ракет средней дальности являются двухступенчатыми, Парис. ! ЛО показана схема трехступенчатой твердотопливной ракеты США «МХ", а на рис. !.(1 — схема размешения трехступенчатой твердотопливной ракеты "Минитмен" в шахтной пусковой установке.
Ракеты с ЖРД имеют более высокие значения удельной тяеи по сравнению с ракетами на твердом топливе. )(апример, дпп широко известных компонентов топлива, включаюших четырехокись азота (окислитель) и несимметричный дииетилгилразин (горючее). применяемых на ракете СШЛ "Титан-2", а также иа ряде отечественных ракет, удельная тяга двигателей вторых ступеней, работаюших зи пределами Рис.
1.1гс Ра«ега МХ: ! — РДтт ув >Ла головного осы екгвеля (ГО); 3 — ГО: 3— ноевые блоки 11О шт 1; И бпеы ратвгления РГЧ: 1- лаипасгь бло«а ргшелеинк: б — РДТТ ргигонного блока трет«си сгъпеин, à — РДТТ ргпгонного блока второй ступенвкя-екпклываюаегек сопли: в- РДТТ ряхоннсго бяокк первой ступ«ни Рис. 141, !'акела "Миши. неи" в шаьтев ! — БР, '- швяпюе еоорукенис: 3 - подвижная крыша; Л - нню~ныс сооружения, 5 — элекгрпиетгннческнй привол; б - люк оборулования у - внопппированиая плошглка зля оборуаованив, я — кстечинки электропнш- НИЯ и КОНЛКШ1ОНСРЫ: О- аппаратура управление;!нопорное кольио системы выортгпкини: !! — упруыю тлснснты атмосферы.
Достигает величины 34йс. Благодаря зтому обстоятельству, а также тому, что относительная масса конструкции жидкостных двигателей меньиве соответствуюшего показателя твердотопливных двигателей, ракеты с ЖРД, способные достичь больших межконтинентальныхх дальностей (до 13-! 4 тыс. кмй являются двухступенчатыми. Головная часть БР может быть лиоо моноблочной, либо разделяю- шейся(РГЧ).
Разделяювцаяся головная шсть содержит несколько боевых блоков, отделяемых от ракеты одновременно илн последовательно и предназначенных для поражения как одной обшей цели, так и нескольких индивидуальных целей ((7), с. 433). На всех современных БР. независимо от типа головной части, размешаются ложные пели и другие средства преодоления и подавления ПРО, получившие наименование комплекса средств преодоления противоракетной обороны (КПС ПРО). л3ля формирования заданных траекторий полета боевых блоков РГЧ и элементов ЕСП ПРО применяется специальный ракетный блок, называемый ступенью разведения или боевой ступенью (Я, с 57).
Зиигчаииг ио взерззззззозогкче В последующем изложении термин "боевой блок'" (ББ) применяется только в тех случаях, когда необходимо отразить его принадлежность к разделяющсГкя головной части ракеты или подчеркнуть его особые свойства — управляемый боевой блок, к|аневрируюзций боевой блок.
В остальных случаях применяется традиционный термин головная часть (ГЧ). При этом подразумевается, что речь зздет о моноблочной головной части, содержащей боевой заряд. отделяемой от ракеты в конце ЛУТ и совершающей последующий балзшстнческий полет вплоть до момента встречи с целью. !.22. Среда полета, силы и моменты, воздействующие на БР и ГЧ Среда поаеша Под средой полета понимаются окружающие летательный аппарат материальные тела и физические поля. являвшиеся в совокупности источниками силового, теплового и нного воздействия на ЛА.
его системы и аппаратуру, В соответствии с этикз в качестве основных элементов среды полета рассматривают аткзосферу. гравитационное и магнитное поля Земли, гравитационные поля Согшца, Луны и планет, излучения Солнца — световое и корпускуляриое ("солнечный ветер"), электромагнитное и др.
Полнота и степень учета тех или иных факторов среды определяется классом ЛЛ, особ енностяии траекторий их движения, целями и задачами управления полетокь При описании и исследовании условий и закономерностей движения БР и ГЧ в качестве элементов среды полета достаточно расскзатривать атмосферу и гравитационное поле Земли. Атмосфера является источником силового воздействия на ЛЛ в виле аэродинамических сил и моментов, а также источником теплового воздействия (нагрев корпуса БР и ГЧ в процессе их движения, обгар и укос теплоэашитиого покрытия ГЧ). Гравитационное поле Зекпи является источником силового воздействия в виде силы притяжения Земли. Силой притяжения Солнца, Луны и текз более планет при описании движения ракет и ГЧ допустимо нопиосзью пренебречь ввззду их исключительно кзалого воздействия на движение этих объектов относительно Земли.
Г)ричиной этого является относитщзьио небольшое расстояние. иа которое удаляются БР и ГЧ от поверхности Земли, а также сравнительно короткие интервалы времени движения. Другие упомянутые факторы среды таь-,ке ие оказывают сколько-нибудь залзетного влияния на полет БР и ГЧ. В данном разделе нас будет интересовать только силовое воздействие на БР и Г'1. летальный учет которого необходим при формировании математических моделей движения этих объектов. Тепловые режимы являются предметом исследования и учета на этапе проектирования и выбора элементов конструкции.
При управлении полетом какие-либо сложные к<одели тепловых процессов, как правило, не применяются, однако информация о допустимых тепловых режимах, как и допустимых уровнях силового воздействия, при которых гарантируется сохранение работоспособности конструкции летательного аппарата. учитывается в обязательном порядке в виде ограничений на лопусти мыс кинематические параметры движения ЛА в процессе управления. Всю совокупность сил и моментов, воздействующих на БР и ГЧ в полеге, можно в зависимости от их физической природы подраздел«ть иа три группы: ° сила притяжения Земли; ° аэродинамические силы и моменты (включая силы и моменты, создаваемые аэродинамическими органами управления); сила тяги двигательной установки и моменты, создаваемые газодинамическими органами управления, Поскольку силы и моменты, создаваемые органами управления, зависят от конструктивных схеь< этих органов, целесообразно рассмотреть их отдельно (см.
и. !.2,3). Математические зависимости для расчета действующих на ЛА сил и моментов подрооно рассмотрены в литературе по динамике и баллистике ракет, Тем не менее дяя полноты проводимого ниже анал<гза и удобства ссылок далее прнволятся наиболее употребительные формульные выражения для снл н моментов. учитываемых в уравнениях движения БР и ГЧ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
