Спосіб пропорційного наведення ракет на наземні цілі

Запропонований винахід відноситься до галузі ракетної техніки, зокрема до двоточкових способів наведення ракет і може бути використаний для наведення на наземні цілі ракет класу «повітря-поверхня» та ракет класу «поверхня-поверхня» на кінцевій ділянці траєкторії їх польоту. Відомий «Спосіб наведення ракет по кривій погоні» [1, 2], що включає безперервний вимір кутів нахилу вектора швидкості ракети й лінії візування до площини місцевого обрію та безперервну зміну кута нахилу вектора швидкості ракети до площини місцевого обрію таким чином, щоб він в кожний момент часу дорівнював куту нахилу лінії візування до площини місцевого обрію. Рівняння ідеального зв'язку цього способу записується в вигляді: (1) q=e де q - кут на хилу вектора швидкості ракети до площини місцевого обрію; e - кут нахилу лінії візування до площини місцевого обрію. Даний спосіб нечутливий до початкових похибок наведення й для забезпечення високої точності процесу наведення на початковій ділянці траєкторії наведення він потребує мінімальних потрібних нормальних перевантажень, необхідних для управління ракетою. Недоліком цього способу при наведенні ракет на наземні цілі є те, що внаслідок впливу вітр у необхідні для управління ракетою потрібні нормальні перевантаження по мірі наближення ракети до цілі значно зростають, що суттєво знижує точність процесу наведення та економічність процесу управління ракетою на кінцевій ділянці траєкторії наведення, а в окремих випадках може привести до повного зриву процесу наведення, коли потрібні нормальні перевантаження будуть перевищувати максимально допустимі [3]. Відомий також «Спосіб паралельного зближення» [1, 2], що включає безперервний вимір кутової швидкості обертання лінії візування та безперервну зміну кутової швидкості обертання лінії візування таким чином, щоб вона в кожний момент часу дорівнювала нулю. Рівняння ідеального зв'язку цього способу записується в вигляді: & (2) e=0 & e - кутова швидкість обертання лінії візування. де Даний спосіб забезпечує високу точність процесу наведення, яка характеризується величиною поточного промаху [3] й описується рівнянням: & D2e (3) Vзб де hпот - поточний промах; D - дальність до цілі; & e - кутова швидкість обертання лінії візування; Vзб - вектор швидкості зближення ракети з ціллю. Із рівняння 3 випливає, що якщо кутова швидкість обертання лінії візування прямує до нуля, то поточний промах теж прямує до нуля. Недоліком цього способу при наведенні ракет на наземні цілі є те, що внаслідок впливу вітру та при наявності початкових похибок наведення, на початковій ділянці траєкторії наведення він потребує значних потрібних нормальних перевантажень, необхідних для управління ракетою, що суттєво знижує економічність процесу управління [3]. Найбільш близьким до запропонованого технічним рішенням, обраним як прототип, є «Спосіб пропорційного зближення» [1, 2], що включає безперервний вимір кутових швидкостей обертання вектора швидкості ракети й лінії візування та безперервну зміну кутової швидкості обертання вектора швидкості ракети прямо пропорційно кутовій швидкості обертання лінії візування. Рівняння ідеального зв'язку цього способу записується в вигляді: & & q = к прe (4) ; к пр=const & де q - кутова швидкість обертання вектора швидкості ракети; к пр - постійний коефіцієнт пропорційності (навігаційна постійна); & e - кутова швидкість обертання лінії візування. В початковий момент процесу наведення постійний коефіцієнт пропорційності (навігаційну постійну) встановлюють рівним декількам одиницям й далі в процесі наведення не змінюють . Для досягнення мінімальних потрібних нормальних перевантажень та мінімального поточного промаху на кінцевій ділянці траєкторії наведення необхідно збільшува ти значення навігаційній постійній. Однак при цьому значно зростають потрібні нормальні перевантаження на початковій ділянці траєкторії наведення, тому, в залежності від умов застосування, навігаційну постійну обирають в межах від чотирьох до шести [4]. В зв'язку з цим при наведенні ракет на наземні цілі даний спосіб розглядається в [3] як компромісний по точності та економічності між способом наведення ракет по кривій погоні та способом паралельного зближення. Недоліком способу-прототипу при наведенні ракет на наземні цілі є відносно низька економічність процесу управління на початковій ділянці траєкторії наведення та недостатньо висока точність процесу наведення на кінцевій ділянці траєкторії наведення, внаслідок впливу вітр у та при наявності початкових похибок наведення [3, 4]. В основу винаходу поставлена задача створити спосіб пропорційного наведення ракет на наземні цілі, який шляхом безперервної зміни на протязі всього процесу наведення коефіцієнта пропорційності між кутовою швидкістю обертання лінії візування та кутовою швидкістю обертання вектора швидкості ракети в способі пропорційного зближення в межах від одиниці до нескінченності зміг би одночасно забезпечити як високу точність процесу наведення, так і високу економічність процесу управління ракетою на всій ділянці траєкторії наведення при наявності початкових похибок наведення та впливі на ракету вітру. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що в способі пропорційного зближення, що включає безперервний вимір кутових швидкостей обертання вектора швидкості ракети й лінії візування та hпот = безперервну зміну кутової швидкості обертання вектора швидкості ракети прямо пропорційно кутовій швидкості обертання лінії візування (4), в процесі наведення додатково безперервно вимірюють вектор швидкості ракети, дальність до цілі, кути нахилу вектора швидкості ракети й лінії візування до площини місцевого обрію, а коефіцієнт пропорційності між кутовою швидкістю обертання лінії візування та кутовою швидкістю обертання вектора швидкості ракети одночасно з вимірами безперервно змінюють прямо пропорційно добутку вектора швидкості ракети на косинус різниці кутів нахилу лінії візування і вектора швидкості ракети до площини місцевого обрію і зворотно пропорційно дальності до цілі в межах від одиниці до нескінченності. Рівняння ідеального зв'язку запропонованого способу записується в вигляді: & & q = к прe (5) ; к прÎ[1, +¥[ & де q - кутова швидкість обертання вектора швидкості ракети; к пр - перемінний коефіцієнт пропорційності; & e - кутова швидкість обертання лінії візування. Рівняння перемінного коефіцієнта пропорційності між кутовою швидкістю обертання лінії візування та кутовою швидкістю обертання вектора швидкості ракети запропонованого способу записується в вигляді: Vпр cos(e - q) (6) к пр = N D де N - постійна наведення; Vр - вектор швидкості ракети; e - кут нахилу лінії віз ування до площини місцевого обрію; q - кут нахилу вектора швидкості ракети до площини місцевого обрію; D - дальність до цілі. В початковий момент процесу наведення постійну наведення N встановлюють таким чином, щоб перемінний коефіцієнт пропорційності к пр дорівнював одиниці, й далі в процесі наведення не змінюють. Технічний результат, який може бути отриманий при здійсненні винаходу, полягає в можливості забезпечення високої точності процесу наведення ракет на наземні цілі при одночасному забезпеченні високої економічності процесу управління на всій ділянці траєкторії наведення, при наявності початкових похибок наведення та впливі на ракету вітр у. Сутність запропонованого способу полягає в наступному. В початковий момент процесу наведення вимірюють початкові значення Vр, D, q, e й встановлюють постійну наведення рівною: D N= (7) Vp cos(e - q ) Таким чином на момент початку процесу наведення коефіцієнт пропорційності к пр буде дорівнювати одиниці. При к пр=1 рівняння ідеального зв'язку запропонованого способу (5) переходить [1, 2] в рівняння ідеального зв'язку способу наведення ракет по кривій погоні (1). Цим забезпечується висока точність наведення та економічність процесу управління на початковій ділянці траєкторії наведення. Як слідує із рівняння 6, по мірі наближення ракети до цілі значення к пр буде зростати зворотно пропорційно дальності до цілі в межах від одиниці до нескінченності. Відомо [1], що вже при к пр>4 нормальні потрібні перевантаження ракети прямують до нуля незалежно від початкових умов її руху на початковій ділянці траєкторії наведення, що забезпечує економічність процесу управління. Із рівняння 6 слідує, що коли дальність до цілі D прямує до нуля, то перемінний коефіцієнт пропорційності к пр прямує до нескінченності. При к пр=¥ рівняння Ідеального зв'язку запропонованого способу (5) переходить [1, 2] в рівняння ідеального зв'язку способу паралельного зближення (2). Цим забезпечується висока точність наведення та економічність процесу управління на кінцевій ділянці траєкторії наведення. Таким чином, при наведенні ракет на наземні цілі, запропонований спосіб одночасно забезпечує як високу точність процесу наведення так і високу економічність процесу управління ракетою на всій ділянці траєкторії наведення при наявності початкових похибок наведення та впливі на ракету вітру. Запропонований спосіб може бути реалізований із застосуванням штатних бортової інерційної навігаційної системи та бортової цифрової обчислювальної машини ракети без застосування будь яких інших вимірювачів. ДЖЕРЕЛА ІНФОРМАЦІЇ 1. Демидов В.П., Кутыев Н.Ш. Управление зенитными ракетами. - Μ.: Воениздат, 1989. - с. 21-31. 2. Справочник офицера противовоздушной обороны / Под ред. Г.В. Зимина. - М.: Воениздат, 1981. - с. 149154. 3. Максимов М.В., Горгонов Г.И. Радиоэлектронные системы самонаведения. - М.: Радио и связь, 1982.- с. 47-74. 4. Лазарев Л.П. Оптико-электронные приборы наведения летательных аппаратов: Учебник для технических вузов. М.: Машиностроение, 1984. - с. 128-157.