Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика и наведение летательных аппаратов (3-е изд., 2015) (1246992), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Так, использование воздушных подшипников для гироскопов исключаетошибки, связанные с наличием трения в обычных гироскопических приборах.Возможно появление принципиально новых приборных решений, как например,применение в системах управления ракет «Трайдент-2» и М-Х инерциальногоизмерительного блока, в котором одна плавающая сферическая стабиплата служитдля измерения инерциальных сил по трем осям.Геофизическое обеспечение. Большое значение имеет уменьшение ошибок, обусловленных неточной геодезической привязкой и недостаточным знанием гравитационного поля Земли. Исследования в области геофизики и геодезии, проводимыев том числе и с помощью военных геодезических спутников, позволили уточнитьмодель гравитационного поля, что способствовало существенному уменьшениюКВО ракет.Датчики. Использование малогабаритных радиолокационных и других датчиков, которые способны обнаружить заданную цель, в сочетании с микроминиатюризацией БЦВМ делает возможным самонаведение ГЧ на конечном участкеи получение практически «нулевого» КВО.Материалы.
Некоторые работы в области материалов непосредственно способствовали повышению точности стрельбы. Так, если раньше для изготовлениябаллистических наконечников ГЧ использовались эпоксидные смолы, то сейчасприменяются композиционные материалы с металлической матрицей и эрозионностойкие марки материала «углерод-углерод». Рассматривается возможность добавки карбида металла к современным материалам «углерод-углерод». Исследуетсяконструкция баллистического наконечника, центральной частью которого служитнаправленный вдоль оси пучок графитовых жгутов.
Все перечисленные покрытияГЧ нацелены на обеспечение высокой эффективности стрельбы в любых метеорологических условиях [3.8–3.11].Проблема достижения высокой точности стрельбы тесным образом переплетается с проблемой маневрирования ГЧ в целях повышения эффективностистрельбы. Как известно, ГЧ может быть моноблочной, либо состоять из несколькихбоеголовок. ГЧ с несколькими боеголовками часто называют «кассетной» или «разделяющейся». Рассмотрим управление разделяющейся ГЧ на пассивном участке,а затем — при входе в атмосферу.3.4.1.
Управление полетом ГЧ на внеатмосферном участке. Кассетные головные части с управлением боеголовками на пассивном участке подразделяются надва основных типа в зависимости от совершаемого маневра.ГЧ типа MRV (Multiple Reentry Vehicle) оснащается несколькими боеголовками,предназначенными для поражения одной цели.
После отделения боеголовки следуют к цели по близким траекториям. За счет разнесения отдельных боеголовок в пространстве исключается возможность их перехвата с помощью одной антиракеты.144Глава 3. Баллистика головной частиРазведение боеголовок по индивидуальным траекториям может осуществлятьсяпутем использования последней ступени ракеты или применения специальногоблока маневрирования, который включается после отделения ГЧ от ракеты. Достаточно каждой боеголовке (БГ) сообщить импульс скорости порядка несколькихметров в секунду, чтобы расстояние между отдельными боеголовками при входев атмосферу достигало нескольких километров.
Понятно, что для исключениявлияния импульса скорости на дальность стрельбы он должен прикладыватьсяв некотором направлении, которое ортогонально градиенту дальности по скорости.При сообщении БГ малого импульса скорости в указанном направлении дальностьне меняется в линейном приближении, хотя сама траектория будет отличаться отисходной.ГЧ типа MRV с тремя боеголовками применялись на некоторых ракетах«Поларис А-3» [3.8].Дальнейшее совершенствование управления боеголовками на пассивном участке привело к созданию головных частей типа MIRV (Multiple Independentlytargetable Reentry Vehicle).
ГЧ типа MIRV оснащается несколькими боеголовками,каждая из которых может быть использована для стрельбы по индивидуальнойцели. После отделения от ГЧ боеголовки следуют к целям по траекториям,разнесенным на 60 ÷ 160 км и более [3.8].Как правило, ГЧ типа MIRV имеет специальный блок маневрирования послеокончания основного активного участка. Этот блок включает в себя инерциальнуюсистему управления и двигательную установку, которые обеспечивают коррекциютраектории и требуемые маневры ГЧ, с тем чтобы последовательно отделяющиесябоеголовки могли достичь заданных целей. После отделения каждой БГ с помощьюблока маневрирования изменяется направление и скорость полета ГЧ.
Использование головных частей типа MIRV позволяет наводить на одну и ту же цельбоеголовки различных головных частей (перекрестная стрельба) или одной и тойже ГЧ (последовательная стрельба) [3.8]. Следовательно, головные части типаMIRV в качестве частного случая могут решать такую же задачу стрельбы, длякоторой прежде предназначались головные части типа MRV.Потребные для разведения боеголовок приращения скорости и направления,в которых они прикладываются, можно определить с помощью производных дальности и бокового отклонения по начальным параметрам движения (см.
п. 3.3.2).Пусть, например, первая БГ следует к своей цели по номинальной траектории,сформированной активным участком ракеты, а для второй БГ цель находится нарасстоянии ΔL в продольном направлении и ΔB в боковом. С помощью частных∂L∂Bпроизводных для номинальной траектории ∂V, ∂Vможно вычислить потребные0B0приращения скорости соответственно в продольном и боковом направлениях:ΔLΔBΔV = ∂L , ΔVB 0 = ∂B .∂V0∂VB 0Эти величины можно рассматривать как составляющие суммарного прираще для одновременного маневра второй БГ в продольном и боковомния скорости ΔVнаправлениях: | = ΔV 2 + ΔV 2 .|ΔVB03.4. Способы уменьшения рассеивания145Направление корректирующего импульса относительно исходной плоскости движения задается угломΔVB 0β = arctg.ΔVЗатем решается задача наведения на цель третьей БГ и т.
д.Обычно разведение боеголовок осуществляется на восходящей ветви траектории, причем оно начинается сразу после окончания активного участка, а заканчивается до достижения апогея на внеатмосферном участке полета [3.12].Использование специального блока маневрирования позволяет, в принципе, исключить ошибки, накопленные в процессе полета на активном участке и отделенияГЧ от последней ступени ракеты.
Однако даже при идеальном проведении маневрана пассивном участке и точном выдерживании условий входа в атмосферу точкападения ГЧ может отличаться от заданной из-за возмущения траектории при полетев атмосфере. Рассмотрим способы борьбы с этими возмущениями.3.4.2. Управления полетом ГЧ в атмосфере. Обсудим несколько подробнеефизические условия полета ГЧ (или БГ) в атмосфере [3.5].Внешняя конфигурация БГ обычно представляет собой сочетание конических, цилиндрических и сферических поверхностей. От формы наконечника БГсущественно зависит характер аэродинамического обтекания.
Если наконечникимеет притупленную форму (большой радиус притупления), то при полете сосверхзвуковыми скоростями перед БГ образуется мощный отсоединенный скачокуплотнения, близкий к прямому, в котором значительная часть энергии набегающего потока воздуха преобразуется в тепло. Поэтому за скачком уплотнениятемпература и плотность воздуха повышаются, а скорость понижается. В случаезаостренного наконечника (малый радиус притупления) образуется косой скачокменьшей интенсивности, в результате чего плотность и скорость воздуха за скачкомизменяются в меньшей степени.Поступление тепла от пограничного слоя к поверхности БГ определяетсяплотностью и скоростью обтекающего воздушного потока, следовательно, при одинаковой скорости и высоте полета количество поступающего тепла к поверхностиБГ с притупленным наконечником меньше, чем к поверхности БГ с заостреннымнаконечником.
Вместе с тем, притупленная БГ больше тормозится в атмосфереи имеет соответственно меньшую скорость подхода к цели, чем заостренная БГ.Поэтому форма наконечника и конфигурация БГ в целом, материал и структуратеплозащитного покрытия (однородная или многослойная) выбираются из условияминимума массы теплозащиты при одновременном обеспечении устойчивостидвижения БГ в атмосфере и высокой скорости подхода к цели [3.5]. Последнеетребование в общем случае способствует уменьшению величины промаха (из-засокращения времени полета в атмосфере) и затрудняет перехват.Типичная современная БГ имеет острый наконечник с радиусом притупления 2.5 ÷ 5.0 см при общей длине 1.8 м и диаметре основания 0.6 м (масса200 кг).
Наконечник изготовляется из композиционного материала «углерод-углерод», а остальная теплозащита — из фенольной смолы, армированной угольнымволокном. Несущая конструкции выполняется из алюминиевого сплава [3.11].146Глава 3. Баллистика головной частиКак уже отмечалось, колебания БГ относительно центра масс при движениив атмосфере способствуют появлению ненулевых углов атаки, которые, в своюочередь, вызывают переменные тепловые потоки, существенно превосходящиете, которые возникают при стабилизированном полете БГ с нулевым угломатаки.Проблема сохранения аэродинамической формы и характеристик устойчивостипри полете в атмосфере управляемой БГ имеет более важное значение, чемдля неуправляемой БГ, из-за высоких требований по точности стрельбы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
