Системы бортового оборудования и оснащения УР

Системой управления ЗУР называется совокупность устройств, обеспечивающих стабилизацию ракеты в полете, наведение ее на цель и своевременный подрыв боевой части. В состав системы управления входят система стабилизации, система наведения и устройства подрыва боевой части.

Система стабилизации ЗУР, или автопилот, путем отклонения органов управления ракетой сохраняет нужное угловое положение ЗУР в полете при воздействии различных возмущений, а также управляет угловыми движениями ЗУР в соответствии с командами наведения и сигналами стабилизации. Создавая углы атаки и скольжения ракеты или изменяя направление равнодействующей тяги, автопилот обеспечивает формирование управляющих сил, которые искривляют траекторию полета, приводя ее к требуемой.

Вся аппаратура автопилота размещается на борту ракеты. В ее состав входят различного рода чувствительные элементы, промежуточные устройства, исполнительные или силовые механизмы.

Чувствительные элементы обнаруживают и измеряют такие характеристики полета ЗУР, как угловые отклонения осей ракеты, угловые скорости и ускорения, линейные ускорения центра тяжести ракеты, воздушную скорость или скоростной напор, высоту и т. п. В качестве датчиков (датчиком называется устройство, измеряющее какое-либо физическое состояние и преобразовывающее его в электрический сигнал) углового положения, угловых скоростей и ускорений обычно применяются гироскопические приборы. Они основаны на использовании свойств тяжелого волчка, вращающегося с большой скоростью, строго сохранять направление оси своего вращения и сопротивляться внешним силам, которые пытаются изменить положение этой оси. Вращающаяся часть — ротор современного гироскопа приводится в движение электродвигателем или струей сжатого воздуха. Скорость вращения доходит до 30000 об/мин, а иногда и еще более. Ускорения центра тяжести ракеты или перегрузки измеряются датчиками линейных ускорений, в которых используются инерционные свойства свободно подвешенного груза. Т. е. скорость обтекания ракеты окружающим воздухом, определяется манометрическими датчиками, высота полета - барометрическими датчиками или радиовысотомерами.

Промежуточные устройства автопилота служат для формирования управляющих команд, подаваемых в исполнительные механизмы. Для этого осуществляется преобразование сигналов, снимаемых с чувствительных элементов, и команд наведения, их суммирование в требуемой пропорции и усиление. Промежуточные устройства представляют собой различные электронные, полупроводниковые, электромагнитные и электромеханические преобразователи, модуляторы, сумматоры, выпрямители, усилители и т. п.

Исполнительные механизмы осуществляют отклонение органов управления (рулей, элеронов, поворотных крыльев и других) по отношению к корпусу планера. Эти механизмы называются рулевыми машинками. В ракетах используются обычно три вида рулевых машинок – с электрическими, гидравлическими или пневматическими двигателями.

Бортовая система стабилизации представляет собой замкнутую систему регулирования, включающую:

– ЛА, как объект регулирования;

– измерительные устройства – ДУС (датчики углов поворота скоростной СК), ДЛУ (датчики линейных ускорений), образующие обратные связи, и устройства реализации (выполнения) уравнения стабилизации;

– исполнительные устройства (РП и двигатели управления).

Разделение системы управления ЛА на бортовую систему стабилизации и контур управления основано на разделении требований ТЗ, предъявляемых отдельно к каждой из составных частей общей системы управления. При этом не имеет значения, что для большинства современных ракет контур управления в виде соответствующих вычислительных средств, алгоритмов и информационных устройств, реализуется на борту ракеты.

Система стабилизации должна обеспечить:

1 заданную маневренность (располагаемые перегрузки) и время реакции, а также допустимое перерегулирование;

2 заданное движение по крену (угловая или скоростная стабилизация);

3 устойчивость контура упругих изгибных колебаний корпуса ЛА;

4 время и точность углового разворота связанных осей и вектора скорости для ЗУР с вертикальным стартом.

Устройства подрыва боевой части предназначены для приведения ее в действие в момент, соответствующий наибольшему поражению цели. Подрыв боевой части в районе встречи ракеты с целью может осуществляться выдачей соответствующей команды с наземного пункта наведения или с помощью взрывателя, размещаемого на борту ракеты и вырабатывающего такую команду автономно. Взрыватели могут быть контактными (ударными), срабатывающими при соприкосновении с целью, или неконтактными, т. е. подрывающими боевую часть при некотором заданном промахе. Наибольшее применение в ЗУР нашли неконтактные взрыватели (НВ).