135522 (722179), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Динамические связи проявляются в том, что процессы, протекающие в различных частях системы управления во время ее работы, взаимосвязаны. В разомкнутых системах управления эти связи проявляются в том, что выходная реакция каждого предыдущего блока является входным воздействием для последующего; кроме того, часто приходится учитывать входное сопротивление по­следующего блока. В замкнутых системах управления, кроме того, обязательно существует зависимость про­цессов на входе системы от процессов на ее выходе.

Общая характеристика радиоуправления летательными аппаратами

Из всего многообразия летательных аппаратов мы выделим лишь следующие их виды, наиболее характерные с точки зрения применяемых ме­тодов и средств управления:

1) Реактивные снаряды (ракеты) ближнего дей­ствия — ракеты «Земля — Воздух» (зенитные), «Воз­дух — Воздух», «Воздух — Земля» (или Воздух—Море) и «Земля — Земля».

2) Баллистические ракеты дальнего действия и раке­ты-носители космических аппаратов.

3) Космические аппараты (КА) — искусственные спутники Земли (ИСЗ), космические корабли, межпла­нетные автоматические станции и т. д.

4) Самолеты и вертолеты.

Ракеты (реактивные снаряды) ближнего дей­ствия являются средствами поражения целей. При этом процесс радиоуправления состоит из трех основных этапов:

1. Управление пуском ракеты.

2. Управление полетом ракеты.

3. Управление подрывом боевого заряда ракеты.

Управление пуском должно обеспечить пуск ракеты в наивы­годнейший момент времени. Если пуск ракеты производится с пово­ротного наклонного лафета, то управление пуском должно обеспе­чить и необходимую ориентацию лафета. Управление пуском осу­ществляется на КП (командном пункте) с помощью радиолокацион­ных устройств, расположенных на КП, и предварительных данных о координатах цели и параметрах ее движения, поступающих по линиям связи с центра обработки данных радиолокационного поля (т. е. совокупности радиолокационных средств некоторого района). Управление полетом обеспечивает наведение ракеты на цель с точ­ностью, достаточной для надежного поражения цели. Оно осуще­ствляется обычно с помощью радиосредств, расположенных как на КП, так и на борту ракеты, и включает радиолокационные устрой­ства и радиолинии передачи информации с КП на ракету и (или) с ракеты на КП. Управление подрывом боевого заряда ракеты должно обеспечить подрыв в наивыгоднейший момент времени и осуществляется обычно радиовзрывателем, расположенным на бор­ту ракеты.

Баллистические ракеты дальнего действия (БР) предназначены для поражения неподвижных целей, удален­ных от КП на несколько тысяч или более километров. При управ­лении такими ракетами момент пуска обычно не играет суще­ственного значения, но зато весьма важно обеспечить выключение двигателя ракеты в момент, обеспечивающий попадание в цель.

Ракеты-носители космических аппаратов пред­назначены для вывода на заданную орбиту искусственных спутни­ков Земли, космических кораблей и других космических аппаратов. Ракеты-носители КА, как и баллистические ракеты дальнего дей­ствия, обычно делаются многоступенчатыми (обычно двух- или трехступенчатыми). Управление ракетами-носителями КА имеет много общего с управлением баллистическими ракетами дальнего действия, так как в обоих случаях основной задачей управления является выключение в наивыгоднейший момент времени двига­теля последней ступени ракеты. В момент выключения двигателя соотношение между координатами и составляющими вектора ско­рости ракеты должно быть таким, чтобы обеспечить попадание ракеты в цель (в случае баллистической ракеты) или вывод кос­мического аппарата на заданную орбиту (в случае запуска КА).

Космические аппараты в зависимости от степени уда­ления их от Земли делят на аппараты ближнего космоса (около­земные), «среднего космоса» (лунные) и дальнего космоса (межпла­нетные). Основными типами околоземных КА являются ИСЗ (связ­ные, навигационные, исследовательские и др.) и околоземные кос­мические корабля. При управлении некоторыми видами ИСЗ тре­буется весьма высокая точность вывода их на заданную орбиту и удержания на этой орбите в течение длительного времени. Кроме того, как уже отмечалось выше, часто требуется производить со­гласованное управление совокупностью из нескольких спутников. При управлении космическими кораблями необходимо производить не только вывод корабля на орбиту, но и его посадку на Землю. В ряде случаев требуется, кроме того, производить автоматическую или полуавтоматическую стыковку на орбите двух или более кос­мических аппаратов и осуществлять различные их маневры.

Еще более сложны и разнообразны задачи управления лунными и межпланетными КА. Например, при осуществлении полета косми­ческого корабля на Луну и обратно может потребоваться после­довательное выполнение следующих основных операций: запуск корабля с несколькими космонавтами на околоземную орбиту и корректировка этой орбиты; выход с околоземной орбиты на орбиту, обеспечивающую сближение с Луной; переход с этой орбиты на окололунную орбиту; разделение корабля на два отсека — лунный и основной; спуск лунного отсека на поверхность Луны; обратный старт лунного отсека с поверхности Луны и стыковка его с вращаю­щимся на окололунной орбите основным отсеком; выход космиче­ского корабля с окололунной орбиты на орбиту, обеспечивающую сближение с Землей; переход с этой орбиты на околоземную орби­ту; спуск с околоземной орбиты и посадка на поверхность Земли.

При управлении самолетами, особенно военного на­значения, также приходится решать целый комплекс разнообразных задач — взлет, выведение в район цели, пуск против цели управляе­мого снаряда (ракеты) и управление этим снарядом, предотвращение столкновений с другими самолётами, возвращение на аэродром, посадку и другие. При управлении летательными аппаратами часто приходится, кроме того, решать задачи радиопротиводействия (со­здания помех радиосредствам противника) и огневого противодей­ствия (например,

уничтожения радиолокаторов противника снаря­дами с пассивными головками самонаведения).

Из приведенного выше краткого обзора следует, что характер задач радиоуправления в большой мере зави­сит от вида управляемого аппарата и его назначения. Так, например, при управлении аппаратами невоенного назначения отпадают задачи радиопротиводействия и подрыва боевой части; при управлении снарядами отсут­ствует задача посадки летательного аппарата и т. п. Однако для большинства управляемых летательных аппаратов характерно наличие управления их движени­ем. Это управление в общем случае заключается в управ­лении перемещениями центра масс аппарата и его пово­ротами вокруг центра масс, т. е. в управлении полетом и ориентацией. При этом управление ориентацией аппа­рата может требоваться как для обеспечения надлежа­щего управления его полетом, так и иметь самостоятель­ное значение (например, при необходимости обеспечить определенное положение корпуса летательного аппарата относительно Земли).

Радиоуправление движением летательных аппаратов и морских судов часто называют также радионавигацией.

Термин навигация возник впервые применительно к морским судам и под радионавигацией понималось вначале вождение с помощью радиосредств морских су­дов. С появлением самолетов термины «навигация» и «радионавигация» были распространены и на вождение самолетов. В связи с появлением космических кораблей эти термины были распро­странены и на вождение космических кораблей. Поэтому в настоящее время под радионавигацией понимают обыч­но вождение с помощью радиосредств морских, воздуш­ных и космических кораблей. Для всех этих управляе­мых объектов характерно наличие на борту объекта человека (пилота), который может принимать непосред­ственное участие в управлении.

Термин радиоуправление, наоборот, начал впервые широко использоваться лишь применительно к управле­нию по радио беспилотными объектами — снарядами. В дальнейшем, в соответствии с развитием техники управления и кибернетики, существенно расширившей понятие «управление», термин радиоуправление начал применяться не только к беспилотным, но и к пилотируе­мым аппаратам.

Следует отметить, что в последние годы развитие техники управ­ления движением летательных аппаратов привело к тому, что оба термина — радиоуправление и радионавигация в значительной мере утратили свой четкий смысл. Действительно, еще сравнительно не­давно все системы управления и навигации можно было достаточно четко разделить на два класса — такие, в которых радиосредства не применяются для управления, и такие, в которых эти средства применяются. При этом, как правило, в тех системах управления, в которых радиосредства применялись, они играли доминирующую роль.

Для повышения качества управления применяется комбинация (комплексирование) радиосредств с други­ми, например инерциальными приборами управления. При этом классы систем, в которых радиосредства совершенно не применяют­ся или, наоборот, являются доминирующими, постепенно сужаются. Особенно это относится к управлению пилотируемыми аппаратами, т. е. к навигации. Поэтому в настоящее время более правильно го­ворить не о радионавигации, а просто о навигации и под радиона­вигационными приборами (средствами) понимать не приборы для радионавигации, а радиоприборы для навигации. Соответственно в общем случае следует говорить не о средствах радиоуправления, а о радиосредствах (и других средствах) управления.

Для управления ориентацией летательных аппаратов радиосредства применяются в значительно меньшей ме­ре, чем для управления их полетом.

Краткая характеристика способов управления полетом

Принципы рулевого управления

Управление полетом аппарата осуществляется изменением его

скорости V т. е. сообщением аппарату ускорения W (рис. 1.4).

При этом изменение модуля скорости V осуществляется созданием

касательного ускорения W_z , а измене­ние направления вектора скорости

созданием поперечного ускорения W_п. Поперечное ускоре­ние в декартовой

системе координат определяется своими составляющими W_x и W_y, а в полярной

системе координат модулем W_п и полярным углом θ. Управление величиной и

направлением ускорения W осуществляется при помощи рулевых органов. Так

к ак

W=F / m ,

г де F — результирующая си­ла, приложенная к аппарату, имеющему массу m, то

управ­ление ускорением W дости­гается изменением результирующей силы F.

Изменение силы F осуществляется путем изменения силы тяги Т (создавае­мой реактивным или каким-либо иным двигателем) и (или) результирующей

аэродинамической силы R (создаваемой воздушным потоком, обтекающим

а ппарат). Рулевые органы, управляющие силой R, называются воздушными рулями и позволяют получить эффективное управление лишь при полете с достаточной скоростью в достаточно плотных слоях атмосферы.

В некоторых случаях управление величиной скорости аппарата на основном участке его траектории не тре­буется и осуществляется управление лишь направлением полета. При этом достаточно иметь рулевые органы,

у правляющие лишь поперечным ускорением W_п.

Рулевое управление может быть декартовым, полярным или смешанным. При декартовом управлении рули высоты, поворота и "разгона — торможения"

Характеристики

Список файлов реферата