Особенности работы системы регулирования кажущейся скорости баллистической ракеты



В статье рассматриваются особенности работы системы управления траекторией летательного аппарата в качестве баллистической ракеты и системы регулирования ее кажущейся скорости. Перечислены функции системы, алгоритм ее работы и формулы для расчета. Приведены две существующие системы управления полетом баллистической ракеты и их принципиальное отличие. Описан способ влияния системы регулирования кажущейся скорости на траекторию полета баллистической ракеты.

Ключевые слова: система управления полетом баллистической ракеты, контроль траектории полета, кажущиеся скорость и ускорение, сравнивающее устройство, автоматическое регулирование, ракетно-космическая техника.

Введение. Внастоящее время существуют две системы управления полетом баллистической ракеты в случае отсутствия средств наведения на головной части ракеты. Управление по «жесткой» траектории заключается в наличии опорной траектории, которой система управления старается следовать, то есть по заранее рассчитанной номинальной траектории. Управление по «гибкой» траектории заключается в том, что при отклонении от опорной траектории система пытается создать новую траекторию, которая также приведет к попаданию в цель [1].

Система регулирования кажущейся скорости баллистической ракеты является одной из важных систем, обеспечивающих управление по «жесткой» траектории. В начале 1950-х годов еще не существовало аналогов систем регулирования кажущейся скорости [2].

Постановка цели и задач. Таким образом, цель данной работы заключается в анализе особенностей работы системы регулирования кажущейся скорости баллистической ракеты. Для достижения цели были поставлены следующие задачи :

— изучить две существующие системы управления полетом баллистических ракет и определить их принципиальную разницу;

— проанализировать функции системы, описать алгоритм работы и привести формулы для расчета;

— выявить способы влияния системы регулирования на изменение траектории полета баллистической ракеты.

Основная часть.

Система регулирования кажущейся скорости — это автоматическая система регулирования, сравнивающая значение кажущейся скорости с программным значением и изменяющая тягу при их несовпадении.

Для определения кажущейся скорости необходимо знать значение кажущегося ускорения, поскольку значение кажущегося ускорения проще измерить. Для его измерения используется акселерометр, установленный в баллистической ракете [3, 4].

Кажущееся ускорение — это величина ускорения баллистической ракеты, отличающееся от значения действительного ускорения на проекцию ускорения земного притяжения на ось ракеты:

Рис. 1. Схема баллистической ракеты [1]

Зная значение кажущегося ускорения, можно определить значение кажущейся скорости по формуле:

Данные, полученные акселерометром, обрабатываются и полученное значение кажущейся скорости сравнивается аналоговым сравнивающим устройством с заданным заранее программным значением скорости баллистической ракеты. При несовпадении значений срабатывает команда на изменение тяги двигательной установки для минимизации расхождения этих значений. В конце активного участка траектории отличие координат будет минимальным в случае, если на протяжении всего активного участка траектории корректно поддерживалось равенство значений скорости с номинальным [1].

Заключение. Таким образом, в результате работы были проанализированы особенности работы системы регулирования кажущейся скорости баллистической ракеты. Описаны функции системы, приведен алгоритм ее работы и представлены формулы. Система РКС является важной системой управления траекторией баллистической ракеты во время ее полета. Благодаря ей, баллистическая ракета достигает заданную цель с минимальным отклонением. Система РКС и другие важные системы были использованы для создания бортового комплекса систем управления ракеты Р-7 — первой в мире межконтинентальной баллистической ракеты, которая обеспечила многие достижения отечественной космонавтики [5].

Литература:

1. Ковалев, Б. К. Развитие ракетно-космических систем выведения / Б. К. Ковалев. — Москва: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2014. — С. 95–96, 103–106 — Текст: непосредственный.
2. Портнов-Соколов, Ю. П., Присс, Г. М. Предыстория бортового комплекса систем управления ракеты Р-7 / Автоматика и телемеханика. — Москва, 1999. — № 6, С. 36–37.
3. Шевяков, А. А., Калнин, В. М., Науменкова, Н. В. Теория автоматического управления ракетными двигателями. М.: Машиностроение, 1978. 288 с.
4. Бабкин, А. И., Белов, С. И., Рутовский, Я. Б. Основы теории автоматического управления ракетными двигательными установками. М.: Машиностроение, 1978. 328 с.
5. Кравченко, Д. Г., Анискевич, Ю. В., Лабанова, А. М. Устройство двигателя РД-107; Балт. гос.техн. ун-т. — СПб., 2018. — 27 с.