Радиоуправление летательными аппаратами (стр. 2 из 6)

По характеру протекания процессов в контуре управления (рис. 1.1) управление может быть непрерывным, квазинепрерывным, импульсным и импульсно-корректирующим. При непрерывном управлении процессы во всех звеньях контура управления являются непрерывными функциями времени. При квазинепрерывном управлении процессы в некоторых звеньях (обычно в измерительных) имеют импульсный характер, но импульсы следуют столь

часто, что выходной вектор, ξвых(t) (рис. 1.1) изменяется во времени практически так же, как при непрерывном управлении.

Если импульсный характер процессов, протекающих в отдельных звеньях контура управления, необходимо учитывать яри рассмотрении действия не только отдельных звеньев, но и системы в целом, управление называется импульсным или импульсно-корректирующим. При этом отличие импульсного управления от импульсно-корректирующего состоит в том, что в первом случае импульсы в различных частях системы следуют синхронно и с постоянным периодом повторения (или несколькими, но кратными периодами повторения). Во втором случае (при импульсно-корректирующем управлении) управление сводится к выработке и исполнению сравнительно небольшого числа корректирующих импульсов, и синхронизация следования импульсов в различных звеньях системы может отсутствовать.

В состав системы радиоуправления кроме радиосредств может входить большое количество другой аппаратуры — управляемый объект (аппарат), управляющее устройство (включая исполнительные механизмы), различные нерадиотехиические датчики, программно-временные устройства и т. п. При этом в ряде случаев радиосредства по своему весу, габаритам и стоимости могут составлять лишь небольшую долю всей системы управления. Но даже в таких случаях радиоинженерам, разрабатывающим и эксплуатирующим радиосредства, обычно необходимо учитывать в той или иной степени связи между радиосредствами и остальными частями системы управления. Эти связи можно подразделить на функциональные, конструктивные и динамические.

Функциональные связи обусловлены тем, что все устройства, входящие в систему, предназначены для выполнения общей задачи. При этом обычно выполнение этой общей задачи может быть достигнуто при различных вариантах распределения требований между отдельными устройствами. Например, одна и та же вероятность поражения цели управляемым снарядом может быть достигнута при меньших требованиях точности наведения снаряда, если повысить требования к эффективности боевого заряда; в ряде случаев можно обеспечить ту же помехоустойчивость системы при меньшей мощности радиопередающего устройства, если повысить требования к радиоприемному устройству и т. д.

Конструктивные связи обусловлены тем, что обычно по условиям задачи система в целом или ее отдельные крупные части должны представлять в конструктивном отношении единое целое, например размещаться внутри корпуса управляемого снаряда.

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).