СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ

Самонаводящиеся системы это системы, в которых управление полетом всегда осущест­вляется с помощью аппаратуры, установленной на борту беспилотного аппарата. Пункт управления в процессе самонаведения участия не принимает или играет вспомогательную роль. Основным элементом бортовой аппаратуры при самонаведении является приемник сигналов, излучаемых целью. Бортовая аппаратура должна определять пеленг на цель, т. е. направление, с которого поступает сигнал и по найденному пеленгу формировать команды управления.

Сигналы, идущие от цели, могут быть акустическими, тепловыми и радиотехническими. Системы самонаведения соответственно также могут быть акустическими, инфракрасными и радиотехническими.

Системы самонаведения можно разделить на 3 вида:

• Активные
• Полуактивные
• Пассивные

Активными будем называть системы, в которых облучатель установлен на борту ракеты, а отраженные от цели сигналы служат для измерения параметров движения цели. При активном самонаведении возможен одновременный пуск любого числа зенитных управляемых ракет (ЗУР) по одной или нескольким целям сразу [1]. Наземный командный пункт решает здесь лишь вспомогательные задачи (выбор цели, подготовку ракет, а также управление стартом). Основными недостатками активных систем самонаведения являются сложность, громоздкость и большой вес бортовой аппаратуры. При полуактивном и пассивном самонаведении бортовая аппаратура несколько проще, но все же значительно сложнее аппаратуры радиолиний телеуправления.

Рисунок 1. Активное самонаведение.

Полуактивное самонаведение это такая система ,в которой цель облучается источником энергии, расположенным на наземном пункте управления.

Рисунок 2. Полуактивное самонаведение.

При пассивном самонаведении для измерения параметров движения цели используется энергия, излучаемая целью. Это может быть тепловая, световая либо радиотепловая энергия.

Рисунок 3. Пассивное самонаведение.

При самонаведении команда управления формируется на борту в результате анализа взаимного движения цели и снаряда без существенного участия пункта управления. Бортовое устройство, анализирующее взаимное движение цели снаряда и образующее команды управления в соответствии с результатами анализа, называется координатором цели.

Основным источником информации о взаимном движении цели и снаряда является вращение линии визирования — прямой, соединяющей снаряд и цель. Поэтому координатор цели чаще всего является угломерным устройством, измеряющим направление на цель, хотя в некоторых случаях требуется измерение дальности до цели или скорости сближения снаряда с целью.

Характеристиками движения цели и снаряда являются значения их нормальных ускорений и модулей векторов скорости. Необходимо, таким образом, установить связь между модулями векторов скорости, нормальными ускорениями цели и снаряда, с одной стороны, и углом визирования  и расстоянием , с другой. Угол  и расстояние  могут быть получены решением системы дифференциальных уравнений:

где ,  – соответственно модули векторов скорости цели и снаряда;

,  – направление векторов скорости цели снаряда в инерциальной системе  координат x, y.

Структурная схема системы самонаведения содержит только одно кинематическое звено, которое отражает взаимное движение цели и снаряда в виде функции изменения угла визирования  и расстояния . Расположение координатора на управляемом снаряде приводит к зависимости входных воздействий, поступающих на радиолинию, от параметров внутреннего контура и корпуса снаряда [2]. Таким образом, в системе самонаведения появляется дополнительный (по сравнению, например, с системой телеуправления) канал обратной связи (рис.4).

Структура канала обратной связи зависит от метода наведения и способа формирования команды управления.

Рисунок 4. Общая структурная схема системы самонаведения.

Максимальная дальность самонаведения

Максимальной дальностью называют начальное расстояние между самонаводящимся снарядом и целью, при котором координатор захватывает цель с заданной вероятностью.

Под захватом цели понимается процесс, включающий в себя следующее:

• Обнаружение полезного сигнала.
• Остановка системы поиска, если обнаружение сигнала производится с поиском.
• Отсутствие срыва слежения в течение некоторого времени, характерного для данной системы.

Обнаружение полезного сигнала и остановка поиска часто жестко связаны, поэтому вероятностью наступления этих событий можно считать вероятность правильного обнаружения . При этих условиях вероятность захвата записывается в виде

где  – вероятность срыва самонаведения за время , которое, например, можно считать временем переходного процесса в системе самонаведения.

Анализ процессов обнаружения сигналов и срыва самонаведения (при следящих координаторах оно эквивалентно срыву слежения) позволяет по заданной вероятности захвата найти требуемое отношение .

Список литературы:

1. Вейцель В. А. Радиосистемы управления: учеб. для вузов. М.: Дрофа, 2005.— 416 с.
2. Гуткин Л. С. Принципы радиоуправления беспилотными объектами. М.: Советское радио, 1959. —384 с.