Радиоуправление летательными аппаратами (стр. 5 из 6)

Автопилот, состоящий из усилителя-преобразователя УП, исполнительного механизма (рулевых машин) ИМ и датчиков обратных связей Д 1 и Д 2,

вырабатывает требуемые отклонения δ рулевых органов на основе

поступающих на входы усилителя-преобразователя данных u1 , u2, u3 и u4 .

Здесь u1 — совокупность данных, поступающих от программного механизма и задающих требуемый закон движения аппарата.

u2 — совокупность данных, определяющих фактический закон движения центра масс (координаты, скорость, ускорение) аппарата. Устройство, вырабатывающее эти данные, называется координатором.

u3 — совокупность данных о поворотах корпуса аппарата вокруг его центра масс (углах поворота и их производных). Эти данные вырабатываются датчиками Д 1 угловых поворотов корпуса аппарата—свободными и прецессионными гироскопами.

u4 —совокупность данных о движении рулевых органов (например, об углах поворота рулей и производных этих углов), вырабатываемых датчиками Д₂.

В ряде случаев в усилитель-преобразователь вводятся также данные о текущем времени, скоростном напоре и др. В усилителе-преобразователе входные данные усиливаются и преобразуются в команды управления таким образом, чтобы обеспечить достаточный запас устойчивости и высокое качество регулирования. Закон преобразования данных может быть достаточно сложным и требовать применения в блоке УП электронной вычислительной машины.

В зависимости от типа координатора автономные системы управления делятся на инерциальные, астронавигационные, радиотехнические и другие.

В инерциальных системах данные о законе движения центра масс аппарата

получают путем измерения и интегрирования ускорения W, осуществляемого акселерометрами (измерителями ускорений) и интеграторами ускорений.

Астронавигационные системы основаны на определении положения центра масс аппарата с помощью пеленгации излучения небесных тел, осуществляемой специальными приборами-секстантами, установленными на борту аппарата.

Координаторы радиотехнических автономных систем весьма разнообразны и обычно основаны на применении радиовысотомеров и допплеровских измерителей путевой скорости или на приеме на борту управляемого аппарата радиоизлучения различных ориентиров, расположенных вне КП и цели (пункта назначения). При этом ориентирами могут служить в принципе любые источники достаточно интенсивного радиоизлучения, положение и параметры движения которых в фиксированной системе координат (например, в географической, геоцентрической или гелиоцентрической) известны априори с достаточной точностью и могут поэтому вводиться в автопилот непосредственно, т. е. без применения дополнительных измерителей. В частности, может использоваться радиоизлучение Солнца и некоторых «радиозвезд» или излучение радиопередающих устройств, установленных на ИСЗ или на Земле. При этом, если радиопередающие устройства устанавливаются специально для управления (навигации), а не для решения других задач, то система управления, оставаясь автономной в информационном отношении, теряет свою аппаратурную автономность. Для повышения точности автономных систем часто применяется комбинирование (комплексирование) различных типов координаторов. Например, в астроинерциальных системах инерциальные координаторы комплексируются с астронавигационными, а в радиоинерциальных — с радиотехническими.

Самонаведением называется наведение аппарата на цель (пункт назначения) на основе приема энергии, излучаемой или отражаемой целью.

В зависимости от характера используемой энергии самонаведение может быть радиотехническим, тепловым, световым, акустическим. Возможно также применение комбинированных систем самонаведения, использующих, например, комбинацию радиотехнических и тепловых координаторов.

В зависимости от места расположения первичного источника энергии системы самонаведения могут быть активными, полуактивными или пассивными. В активных системах источник первичной энергии устанавливается на борту летательного аппарата, а в полуактивных — вне борта аппарата (например, на КП). В пассивных системах используется излученная или отраженная энергия естественных источников (Солнца, Луны и т. п.) или энергия источников, созданных человеком, но не для обеспечения самонаведения, а для других задач. Поэтому к пассивным относят и радиотехнические головки самонаведения, устанавливаемые на снарядах, уничтожающих радиолокаторы противника и принимающие излучение этих радиолокаторов.

Очевидно, активные системы самонаведения являются в аппаратурном отношении автономными. Однако в информационном отношении они не автономны и в этом заключается их принципиальное отличие от автономных систем управления. Действительно, энергия, идущая от цели (пункта назначения), используется в системах самонаведения для получения в процессе полета информации о положении и характере движения аппарата относительно цели и учета этой информации при образовании команд управления. Благодаря наличию такого информационного канала — канала контроля цели— самонаведение имеет по сравнению с автономным управлением как весьма важное преимущество, так и серьезный недостаток. Преимуществом является возможность наведения аппарата на цели, положение или параметры движения которых априори известны с недостаточной точностью, например на самолеты противника. Недостаток состоит в возможности создания противником эффективных помех, действующих на канал контроля цели.

Функциональная схема активной или пассивной системы самонаведения приведена на рис. 1.11,а, соответствующая ей структурная схема — на рис. 1.11,6.

В этой схеме РГС — радиотехническая головка самонаведения (координатор), измеряющая параметр рассогласования ,характеризующий величину и направление отклонения аппарата (ракеты) от правильного полета на цель Ц.

Таким параметром может служить, например, производная ε=dθ/dt, где θ —угол

отклонения направления ракета — цель r в стабилизированной (невращающейся) системе координат x y z. Кинематическое звено учитывает

кинематические соотношения, связывающие параметр рассогласования ε с

координатами центров масс Aц(t) и Ap(t) цели и ракеты, а динамическое звено—

связь координат центра масс аппарата (ракеты) Ap(t) с отклонением рулей

δ(t). Из рисунка видно, что в системе самонаведения радиосредства (РГС) играют роль измерительного элемента (координатора) исходят в состав замкнутого контура управления в качестве одного из его звеньев, называемого радиозвеном.

Телеуправлением называется управление, при котором с командного пункта можно изменить траекторию управляемого аппарата.

В зависимости от способа образования команд различают командное, телеуправление и телеуправление по радиозоне. В первом случае команды формируются на КП и передаются на борт аппарата по радиолинии, называемой командной радиолинией. Во втором случае на КП формируется соответствующей аппаратурой специальная управляющая радиозона — равносигнальная зона, вдоль которой должен лететь управляемый аппарат. При этом отклонение аппарата от равносигнальной зоны обнаруживается приборами, установленными на борту этого аппарата, и сводится к нулю путем соответствующего воздействия на его рулевые органы. В большинстве случаев требуемая равносигнальная зона имеет вид прямой или плоскости, т. е. является равносигнальной осью или плоскостью. В тех случаях, когда требуемая равно-сигнальная зона имеет вид прямой, радиозону называют радиолучом, а соответствующий вид телеуправления — лучевым.