RU2205360C2 - Способ управления ракетой - Google Patents

Способ управления ракетой Download PDF

Info

Publication number
RU2205360C2
RU2205360C2 RU2001101567/02A RU2001101567A RU2205360C2 RU 2205360 C2 RU2205360 C2 RU 2205360C2 RU 2001101567/02 A RU2001101567/02 A RU 2001101567/02A RU 2001101567 A RU2001101567 A RU 2001101567A RU 2205360 C2 RU2205360 C2 RU 2205360C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rocket
missile
photodetector
engine
output signal
Prior art date
Application number
RU2001101567/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001101567A (ru
Inventor
В.В. Петрушин
А.И. Комиссаренко
В.М. Кузнецов
Original Assignee
Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" filed Critical Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения"
Priority to RU2001101567/02A priority Critical patent/RU2205360C2/ru
Publication of RU2001101567A publication Critical patent/RU2001101567A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2205360C2 publication Critical patent/RU2205360C2/ru

Links

Images

Landscapes

  • Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)

Abstract

Изобретение относится к ракетной технике и может использоваться в комплексах вооружения телеуправляемых ракет. Технический результат - исключение затенения оптической линии связи "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела собственного разгонного двигателя ракеты за счет использования в зависимости от сложившихся реальных условий наведения коррекции программной команды управления при выводе ракеты на линию визирования цели. Способ управления ракетой включает запуск ракеты под углом к линии визирования цели, разгон ракеты с помощью стартового двигателя, пеленгацию ракеты по факелу двигателя, формирование программной команды управления на участке траектории полета ракеты с работающим двигателем и передачу программной команды управления на ракету для вывода ее на линию визирования цели. Новым в способе управления является то, что измеряют текущий выходной сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты, сравнивают полученный сигнал с опорным сигналом и в случае, если выходной сигнал фотоприемного устройства меньше опорного, то программную команду управления формируют равной максимально возможной команде управления, а если выходной сигнал фотоприемного устройства больше опорного, то программную команду управления корректируют обратно пропорционально величине текущего выходного сигнала фотоприемного устройства пеленгатора ракеты. 2 ил.

Description

Изобретение относится к ракетной технике и может быть использовано в комплексах вооружения телеуправляемых ракет.
Известны способы управления ракетой на участке вывода ее на линию визирования цели (ЛВЦ), включающие запуск ракеты, разгон ракеты с помощью стартового двигателя, определение отклонения ракеты от расчетной траектории полета, формирование команды управления, пропорциональной отклонению ракеты от требуемой траектории, и передачу команд управления на ракету для вывода ее на линию визирования цели ([1], стр. 327-330).
Управление ракетами сопровождается дымообразованием собственного двигателя на разгонном участке, что в случае использования системы теленаведения с визированием цели и (или) ракеты оптическими и оптико-электронными пеленгаторами на этапе наведения, связанном с выводом ракеты на ЛВЦ ([2], стр. 29-31), затрудняет слежение за целью, ослабляет сигналы по линии связи "носитель - ракета", снижает помехоустойчивость оптико-электронной системы управления и может привести к срыву наведения ракеты.
Известные способы управления ракетой, позволяющие повысить помехоустойчивость оптических линий связи (ОЛС) в условиях дымообразования собственных двигателей, основываются на разнесении траектории активного участка полета ракеты с ЛВЦ.
Наиболее близким к предлагаемому способу является способ управления ракетой, включающий запуск ракеты под углом к ЛВЦ, разгон ракеты с помощью стартового двигателя, пеленгацию ракеты по факелу двигателя, формирование программной команды управления на участке траектории полета ракеты с работающим двигателем и передачу программной команды управления на ракету для вывода ее на линию визирования цели ([3], стр. 509-513, [4], стр. 28-29).
Известный способ управления вследствие использования на участке полета ракеты с работающим двигателем заранее назначенной программной команды управления, которая в силу этого не учитывает разброс времени работы двигателя в диапазоне температур ее боевого применения, уход параметров ракеты и системы управления в условиях эксплуатации, случайные возмущения, действующие на ракету и приводящие к эволюциям ее траектории вывода, скорость перемещения ЛВЦ и т.д., ограничен применением в комплексах вооружения, так как указанные факторы могут приводить к срыву наведения из-за возможного в условиях реального полета перекрывания ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом собственного двигателя ракеты, геометрически совпадающего в пространстве с линией визирования ракеты.
Схема, поясняющая условие перекрывания ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела двигателя ракеты, приведена на фиг.1, где обозначено:
φ - угол линии визирования ракеты относительно ЛВЦ;
r - дальность до ракеты;
V - скорость ракеты;
α - угол атаки;
ϑ - угол наклона продольной оси ракеты относительно ЛВЦ;
θ - угол наклона траектории ракеты относительно ЛВЦ;
χ - угловой размер дымового шлейфа факела двигателя ракеты относительно его продольной оси;
ζ - угол между продольной осью дымового шлейфа и линией визирования ракеты.
Из фиг. 1 видно, что отсутствие перекрывания ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела собственного двигателя ракеты имеет место при выполнении условия
χ<ζ. (1)
Угол запуска ракеты относительно ЛВЦ и программная команда выбираются с таким расчетом, чтобы в процессе вывода ракеты обеспечить превышение угла ζ над угловым размером дымового шлейфа факела двигателя χ. Так как стрельба управляемыми ракетами сопровождается рассеиванием траектории, связанным с действием случайных факторов, то в процессе наведения может оказаться, что условие (1) не выполняется. В этом случае ОЛС "носитель - ракета" будет перекрыта дымовым шлейфом факела двигателя, а наведение ракеты - сорвано. С другой стороны, в условиях реального полета величина априори назначенной программной команды управления может оказаться избыточно завышенной с точки зрения выполнения соотношения (1) и в то же время ее располагаемая величина вызовет колебательность переходного процесса вывода ракеты на ЛВЦ и увеличение мертвой зоны поражения.
Задачей предлагаемого изобретения является предотвращение перекрывания ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела двигателя ракеты, срыва наведения ракеты и уменьшение дальности ее вывода на ЛВЦ.
Поставленная задача достигается за счет того, что в способе управления ракетой, включающем запуск ракеты под углом к ЛВЦ, разгон ракеты с помощью стартового двигателя, пеленгацию ракеты по факелу двигателя, формирование программной команды управления на участке траектории полета ракеты с работающим двигателем и передачу программной команды управления на ракету для вывода ее на линию визирования цели, измеряют текущий выходной сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты, сравнивают полученный сигнал с опорным сигналом, формируемым пропорционально ожидаемому выходному сигналу фотоприемного устройства от фонового излучения, и в случае, если выходной сигнал фотоприемного устройства меньше опорного, то программную команду управления формируют равной максимально возможной команде управления, а если выходной сигнал фотоприемного устройства больше опорного, то программную команду управления корректируют обратно пропорционально величине текущего выходного сигнала фотоприемного устройства пеленгатора ракеты.
В данном способе управления решение задачи основывается на сочетании операций программного телеуправления ракетой и дополнительных операций, корректирующих команду управления в соответствии с измеренным текущим уровнем оптического сигнала, принимаемого пеленгатором от ракеты, который определяется реальной угловой ориентацией ракеты и ее дымового шлейфа относительно ЛВЦ, а также и условиями своего прохождения по ОЛС. Наличие коррекции программной команды в зависимости от сложившегося реального уровня оптического сигнала от ракеты, который определяет возможность ее индикации, позволяет обеспечить выполнение условия (1) и исключить перекрывание ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела двигателя ракеты.
Сравнение заявляемого технического решения с известными позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "изобретательский уровень".
Управление ракетой осуществляется следующим образом. На ракету, запущенную под углом к ЛВЦ, передается программная команда управления δ0, равная максимальной команде управления для данной ракеты. Ракета, отрабатывая команду δ0, разворачивается с установившимися угловой скоростью тангажа
Figure 00000002
(продольной оси ракеты и дымового шлейфа, связанного с ней) и угловой скоростью касательной к траектории
Figure 00000003
(вектора скорости ракеты), определяемыми соотношением ([1], стр. 105)
Figure 00000004

где К - известный передаточный коэффициент ракеты.
Углы ориентации ракеты ϑ,θ относительно ЛВЦ определяются (с точностью до угла атаки α, который обеспечивается используемым методом наведения) соотношением ([1], стр. 345-346)
Figure 00000005

Угол ζ, определяющий угловую ориентацию дымового шлейфа факела двигателя ракеты относительно ее линии визирования, равен (фиг.1)
ζ = ϑ-φ. (4)
Таким образом, соотношения (2), (3), (4) и (1) связывают для известной ракеты текущее угловое положение продольной оси дымового шлейфа факела двигателя ракеты относительно ее линии визирования с командой управления δ0 и условием незатенения ОЛС "носитель - ракета". Если условие (1) не выполняется, то ОЛС попадает в зону затенения дымовым шлейфом, при этом оптический сигнал от факела ракеты ослабляется, определяя тем самым уровень электрического сигнала U (например, фототока) на выходе фотоприемного устройства пеленгатора ракеты ([6], стр. 100-101, 106)
Figure 00000006

где kфп - крутизна преобразования сигнала;
Е(х, у) - облученность фотоприемника в точке с координатами (х, у);
S - площадь засвеченной области фотоприемника.
Если на выходе фотоприемного устройства сигнал по уровню меньше порогового значения U≤Uп, то на ракету продолжает подаваться программная команда δ0. Ракета под воздействием команды разворачивается относительно ЛВЦ, увеличивая угол ориентации дымового шлейфа ζ, при этом затенение ОЛС уменьшается, а сигнал фотоприемного устройства увеличивается до уровня, достаточного для надежного формирования пеленгатором координат ракеты.
Пороговое значение выходного сигнала фотоприемного устройства пеленгатора Uп определяет уровень сигнала, при котором пеленгатор надежно выделяет сигнал и формирует координаты ракеты по оптическому излучению факела разгонного двигателя. В качестве порогового значения сигнала Uп может быть принят уровень сигнала, равный трем уровням излучения от окружающего фона Uп=3Uф, где Uф - уровень фонового излучения.
Наличие на выходе фотоприемного устройства сигнала больше порогового значения означает, что затенение ОЛС не превышает допустимого с точки зрения ослабления оптического сигнала от ракеты. Поэтому команда управления уменьшается обратно пропорционально уровню электрического сигнала фотоприемного устройства, соотнесенного к пороговому значению сигнала, например, в соответствии с соотношением
Figure 00000007

где kз - коэффициент пропорциональности, определяемый потребным запасом по уровню сигнала (kз=l...3).
При этом скорость разворота ракеты относительно ЛВЦ
Figure 00000008
уменьшается, сохраняя угол ориентации дымового шлейфа ζ достаточным для незатенения ОЛС и выполнения соотношения (1). Одновременно уменьшается по сравнению с использованием постоянной команды управления δ0 угол подхода ракеты к ЛВЦ θ, что благоприятно сказывается на уменьшении колебательности вывода и уменьшении мертвой зоны вывода ракеты.
При изменении условий вывода, приводящих к уменьшению угла ориентации дымового шлейфа факела двигателя ζ и увеличению затенения ОЛС, при которых ослабление оптического сигнала от ракеты увеличивается, а выходной сигнал U фотоприемного устройства пеленгатора ракеты уменьшается, команда управления корректируется в сторону увеличения обратно пропорционально величине сигнала фотоприемного устройства, поддерживая тем самым необходимый с точки зрения обеспечения прохождения оптического сигнала от ракеты угол ориентации ракеты и дымового шлейфа относительно ЛВЦ.
Таким образом, управление ракетой с учетом скорректированной команды позволяет обеспечить выполнение условия по незатенению ОЛС "носитель - ракета", что исключает перекрывание ее дымовым шлейфом факела собственного разгонного двигателя ракеты и срыв наведения ракеты в условиях реального управляемого полета.
Функциональная схема системы управления, реализующей предлагаемый способ управления ракетой, приведена на фиг.2.
Система управления ракетой состоит из пеленгатора цели 1 и контура управления ракетой, включающего в каждом канале тангажа и курса последовательно соединенные пеленгатор ракеты 2, блок формирования команды управления, пропорциональной угловому рассогласованию между ракетой и ЛВЦ 3, второй вход которого соединен с соответствующим выходом пеленгатора цели 1, сумматор 4, устройство передачи команд управления 5 и ракету 6, а также из порогового устройства 7, первый вход которого подключен к второму выходу пеленгатора ракеты 2, а второй вход - к источнику опорного сигнала, последовательно соединенных блока формирования программной команды 8, схемы деления 9, второй вход которой подключен к второму выходу пеленгатора ракеты 2, третий вход - к источнику опорного сигнала, и управляемого коммутатора 10, второй вход которого подключен к выходу блока формирования программной команды 8, командный вход - к выходу порогового устройства 7, а выход соединен с вторым входом сумматора 4.
Составляющие элементы системы - пеленгатор цели 1, пеленгаторы ракеты 2, блок формирования команды управления, пропорциональной угловому рассогласованию между ракетой и ЛВЦ 3, устройство передачи команд управления 5 и блок формирования программной команды 8 представляют собой известные штатные элементы системы управления ракетой ([3], [4]) или могут быть выполнены:
пеленгатор цели, устройство передачи команд управления - ([5], стр. 335);
пеленгатор ракеты - ([6], стр. 20-22);
блок формирования команды управления, пропорциональной угловому рассогласованию между ракетой и ЛВЦ, и блок формирования программной команды на счетно-решающих элементах - ([1], стр. 371).
Элементы - сумматор 4, пороговое устройство 7 и схема деления 9, управляемый коммутатор 10 могут быть выполнены, например, на базе операционных усилителей ([7], соответственно стр. 43, 232, 125, 236).
Опорный сигнал может задаваться, например, отмасштабированным операционным усилителем напряжением с блока питания.
Система управления ракетой работает следующим образом. Пеленгатор цели 1 осуществляет сопровождение цели и измерение ее угловых координат. До запуска ракеты 6 пеленгатор 2 направляется в ожидаемую относительно ЛВД точку появления ракеты. Далее при наличии индикации ракеты осуществляет ее захват, сопровождение и формирование угловых координат по измеренному оптическому сигналу своего фотоприемного устройства. Измеренные угловые координаты ракеты и цели поступают соответственно на первый и второй входы блока формирования команды управления 3, где формируется команда управления, пропорциональная угловому рассогласованию между ЛВЦ и ракетой ([1], стр. 370-371). Сформированная команда с выхода блока 3 поступает на первый вход сумматора 4, где суммируется с программной командой управления, поступающей на его второй вход с выхода управляемого коммутатора 10, и далее устройством передачи команд управления 5 передается на ракету 6. Ракета под действием суммарной команды управления осуществляет движение относительно ЛВЦ.
Программная команда управления δ0, сформированная в блоке 8, поступает на второй вход управляемого коммутатора 10, связанного с его нормально замкнутыми контактами, и на первый вход схемы деления 9. Далее программная команда с выхода коммутатора 10 поступает на соответствующий вход сумматора 4. В процессе управления ракетой сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты 2 с его второго выхода поступает на первый вход порогового устройства 7, второй вход которого подключен к задатчику опорного сигнала, и на второй вход схемы деления 9. В устройстве 9, на третий вход которого поступает сигнал с задатчика опорного сигнала, формируется в соответствии с соотношением (5) скорректированная программная команда управления, которая поступает на первый вход управляемого коммутатора 10, связанного с его нормально разомкнутыми контактами.
Если измеренный сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты 2 по уровню не превышает опорный сигнал, то с порогового устройства 7 на командный вход управляемого коммутатора 10 поступает запирающий сигнал и тогда через нормально замкнутые контакты управляемого коммутатора 10 и далее с его выхода программная команда управления ракетой поступает на второй вход сумматора 4 и далее на ракету.
Если измеренный сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты 2 по уровню превышает опорный сигнал, то сигнал на выходе порогового устройства 7 меняет свое состояние, которое, управляя командным входом управляемого коммутатора 10, размыкает его нормально замкнутые контакты и замыкает нормально разомкнутые. При этом через замкнутые контакты коммутатора и далее с его выхода скорректированная программная команда управления (5) поступает на второй вход сумматора 4 и далее на ракету. Ракета, отрабатывая команду управления, изменяет угловую ориентацию дымового шлейфа собственного двигателя, при которой обеспечивается незатенение ОЛС.
Таким образом, решение поставленной задачи в предлагаемом способе управления ракетой позволяет предотвратить перекрывание ОЛС "носитель - ракета" дымовым шлейфом факела собственного двигателя ракеты и срыв наведения ракеты.
Предлагаемый способ управления ракетой позволяет повысить помехоустойчивость ОЛС "носитель - ракета" и эффективность комплексов вооружения телеуправляемых ракет, что выгодно отличает его от известных.
Источники информации
1. А.А. Лебедев, В.А. Карабанов. Динамика систем управления беспилотными летательными аппаратами. - М.: Машиностроение, 1965.
2. Ф.К. Heупокоев. Стрельба зенитными ракетами. - М.: Военное издательство, 1991.
3. International Defense Review, 1972, v. 5,015.
4. Aircraft, 1972, v. 5, N12.
5. Под ред. В.В. Григорина-Рябова. Радиолокационные устройства. - М.: Советское радио, 1970.
6. Ю.М. Астапов, Д.В. Васильев, Ю.И. Заложнев. Теория оптико-электронных следящих систем. - М.: Наука, 1988.
7. И.М. Тетельбаум, Ю.Р. Шнейдер. Практика аналогового моделирования динамических систем. М.: Энергоатомиздат, 1987.

Claims (1)

  1. Способ управления ракетой, включающий запуск ракеты под углом к линии визирования цели, разгон ракеты с помощью стартового двигателя, пеленгацию ракеты по факелу двигателя, формирование программной команды управления на участке траектории полета ракеты с работающим двигателем и передачу программной команды управления на ракету для вывода ее на линию визирования цели, отличающийся тем, что измеряют текущий выходной сигнал фотоприемного устройства пеленгатора ракеты, сравнивают полученный сигнал с опорным сигналом, формируемым пропорционально ожидаемому выходному сигналу фотоприемного устройства от фонового излучения, и в случае, если выходной сигнал фотоприемного устройства меньше опорного, то программную команду управления формируют равной максимально возможной команде управления, а если выходной сигнал фотоприемного устройства больше опорного, то программную команду управления корректируют обратно пропорционально величине текущего выходного сигнала фотоприемного устройства пеленгатора ракеты.
RU2001101567/02A 2001-01-16 2001-01-16 Способ управления ракетой RU2205360C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101567/02A RU2205360C2 (ru) 2001-01-16 2001-01-16 Способ управления ракетой

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101567/02A RU2205360C2 (ru) 2001-01-16 2001-01-16 Способ управления ракетой

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001101567A RU2001101567A (ru) 2002-12-20
RU2205360C2 true RU2205360C2 (ru) 2003-05-27

Family

ID=20244971

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101567/02A RU2205360C2 (ru) 2001-01-16 2001-01-16 Способ управления ракетой

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2205360C2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537124C1 (ru) * 2013-07-11 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Способ телеуправления ракетой

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
International Defense Review, 1972, v. 5, p. 509-513. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2537124C1 (ru) * 2013-07-11 2014-12-27 Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро приборостроения им. академика А.Г. Шипунова" Способ телеуправления ракетой

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8450668B2 (en) Optically guided munition control system and method
US4611771A (en) Fiber optic track/reaim system
US5465212A (en) Helicopter integrated fire and flight control having a pre-launch and post-launch maneuver director
EP2843355B1 (en) Semi-active laser seeker synchronization
US4198015A (en) Ideal trajectory shaping for anti-armor missiles via time optimal controller autopilot
US4383662A (en) Ideal trajectory shaping for anti-armor missiles via gimbal angle controller autopilot
US5310135A (en) Helicopter integrated fire and flight control having coordinated area bombing control
US4705237A (en) Launcher for an optically guided, wire-controlled missile with improved electronic circuitry
RU2205360C2 (ru) Способ управления ракетой
RU2390721C1 (ru) Способ защиты объекта от управляемых ракет
RU2406067C1 (ru) Способ управления ракетой
RU2722711C1 (ru) Способ наведения управляемого боеприпаса и устройство для его осуществления
RU2192605C2 (ru) Способ наведения телеуправляемой ракеты и система наведения для его реализации
Palumbo Guest editor’s introduction: homing missile guidance and control
RU2613016C1 (ru) Способ вывода ракеты в зону захвата цели головкой самонаведения и устройство для его осуществления
USH796H (en) Open loop seeker aiming guiding system
RU2297588C1 (ru) Способ наведения телеуправляемой ракеты с раскрываемыми после пуска рулями
RU2234041C2 (ru) Способ наведения телеуправляемой ракеты
RU2122700C1 (ru) Способ наведения телеуправляемой ракеты
RU2263874C1 (ru) Способ управления ракетой
RU2292005C1 (ru) Установка для стрельбы по скоростным низколетящим целям
RU2213318C1 (ru) Способ наведения управляемой ракеты
RU2188381C2 (ru) Способ командного телеуправления ракетой
RU2219483C2 (ru) Способ стрельбы управляемым снарядом и система наведения управляемого снаряда
RU2106597C1 (ru) Способ наведения телеуправляемой ракеты и система наведения для его реализации

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080117