CC BY
87
В заключение можно сделать вывод, что амортизация приклада и цевья позволяет стрелку испытывать меньшие усилия отдачи, а это, в свою очередь, приводит к более кучной стрельбе очередями. Но эти испытания проведены на небольшой группе стрелков и на неоптимальных параметрах амортизирующих устройств.
Дальнейшие исследования в этой области могут повысить эффективность старого образца автомата Калашникова.
V.A. Vlasov, N. W. Linkow, O.N. Dworyankin
THE CLOSE PATTERN OF SHOOTING BY AK- 74U
The factors that effects on shooting accuracy, and construction of shock absorbing device, simulator for experimental detection of recoil momentum influence on shooter are investigated.
Key words: assault rifle; close pattern of shooting; butt; forearm, recoil.
Получено 17.10.12
УДК 629.7.025.32
В.В. Морозов, канд. техн. наук, доц, (4872) 33-22-10, holod-0@yandex. Ru (Россия, Тула, ТулГУ),
М.В. Курчанов, асп., (4872) 23-24-50, maxkurchanov@mail .ш (Россия, Тула, ТулГУ)
ПРИМЕНЕНИЕ ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО КАНАЛА В КОНТУРЕ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕНИТНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ РАКЕТ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ВЕРОЯТНОСТИ ПОРАЖЕНИЯ ЦЕЛИ
Рассмотрены преимущества применения дополнительного канала в контуре управления летательного аппарата за счет регулирования подъемной силы, возникающей при отклонении аэродинамических рулей. Введен новый термин «адаптивные органы управления», рассмотрен их принцип работы, а также выявлены достоинства и недостатки предлагаемого схемного решения.
Ключевые слова: система наведения, адаптивные органы управления, пьезо-элемент, расчетная траектория, располагаемая перегрузка.
Современные реалии ведения боевых действий предполагают использование комплексов высокоточного оружия (ВТО) для выполнения поставленной задачи в вооруженных конфликтах и столкновениях. Большинство комплексов ВТО предполагает использование беспилотных летательных аппаратов (ЛА) (ракет) различных типов и классов, применяющихся в зависимости от поражаемой цели.
Для поражения таких целей, как бронированная техника, укрепленные наземные огневые точки, автотранспорт, артиллерийские орудия и боевые расчеты, дистанционно пилотируемые летательные аппараты, вертолетная техника, самолеты на высотах до 10.. .15 км, применяются ракеты, в которых управляющая сила при наведении ЛА на цель создается аэ-
родинамическим способом. В большинстве случаев управляющая сила или управляющий момент при указанном способе управления создается при помощи поворотных аэродинамических поверхностей (рулей), отклоняемых на определенный угол в зависимости от команд, полученных от системы управления. В редких случаях вместо рулей используются интерцеп-торы (прерыватели потока) [1,2].
Для наведения ракеты на цель используются различные системы наведения, выбор которой зависит от аппаратуры, расположенной на пусковой установке, а также непосредственно на борту ракеты. От аппаратуры, входящей в состав комплекса ВТО, напрямую зависит его стоимость. Системы наведения могут быть командными с наведением ракеты по лучу или с самонаведением.
Главными задачами любой системы наведения являются: расчет траектории движении ракеты с учетом движения цели и выработка команд на органы управления для удержания ракеты на траектории полета к цели. В настоящее время при существующем развитии науки и техники движение ракеты строго по заданной системой управления траектории невозможно, ракета постоянно совершает колебания с различной амплитудой вокруг расчетной траектории (рис. 1).
Рис. 1. Траектория полета и расчетная траектория ракеты к цели
Это объясняется многими причинами: несовпадением расчетной модели планера ЛА с реальной его конструкцией [3], наличием задержки при выработке и передаче команды на органы управления, погрешностью отклонения аэродинамических рулей, превышением или недостатком управляющей силы, возникающей при работе органов управления (избыточная или недостаточная маневренность).
Необходимым условием возможности поражения цели является превышение располагаемой перегрузки ЛА над потребными перегрузками предписанные траекторией движения, т.е.
п > п + Ап ,1расп. — ,1потр.. 1
где Ап - запас по перегрузке.
Колебание ракеты вокруг расчетной траектории характерно при условии
п >> п + Ап "расп. ^^ "потр.. ^
Колебания ракеты вокруг расчетной траектории носят возрастающий характер (рис. 2). При малых размерах цели в конечной точке траектории амплитуда колебаний может превышать габариты цели, что приводит к промаху ракеты. В таком случае вероятность поражения цели зависит от положения ракеты относительно расчетной траектории в конечный момент времени (находится на траектории или же отклонилась в крайнее положение равное амплитуде колебаний), что резко снижает вероятность поражения цели.
Рис. 2. График колебания ракеты от линии визирования в зависимости от времени N - средняя перегрузка за время полета, кинематическая потребная перегрузка равна нулю - цель неподвижна)
Анализ полетов управляемых ракет показывает, что причинами начала колебаний является превышение управляющей силы, возникающей при отклонении органов управления, над силой, необходимой для выхода на расчетную траекторию, а также инерционность ЛА. Первая причина обусловлена невозможностью отклонения аэродинамических поверхностей на малые углы с высокой степенью точности, а вторая следует из первого закона Ньютона.
Для минимизации расхождения значений расчетной управляющей силы и силы, возникающей при работе аэродинамических рулей, возможно применение адаптивных органов управления. Главной задачей последних является регулирование подъемной силы, вызванной при отклонении рулей. Вариант конструкции адаптивных органов управления представлен на рис. 3.
Аэродинамический руль (рис. 3) выполнен в виде поворотной профильной полой консоли со стреловидными передней и задней кромками и
пазами 3, распределенными по поверхности руля. В полости руля расположена пластина 2, на которой имеются пазы такой же формы и размеров, как и на поверхности руля, и пьезоэлементы 1. При подаче напряжения на пьезоэлементы они, меняя свои характерные размеры, приводят в движение пластину, совмещая и разсовмещая пазы на ней с пазами на поверхности руля. Таким образом, достигается регулирование подъемной силы на поверхности руля при его отклонении, что повышает точность стрельбы управляемым снарядом или ракетой, а также снижение аэродинамического шарнирного момента.
а б
Рис. 3. Конструкция адаптивных органов управления: а - общий вид; 1 - аэродинамическая поверхность; 2 - корпус; 3 - пазы; б - вид с разрезом; 1 - пьезоэлементы; 2- пластина; 3 - пазы
В начальный момент времени отверстия, расположенные на поверхности руля (рис. 3, а) не совпадают с отверстием на пластине, находящейся внутри руля (рис. 3, б). В таком положении обтекание аэродинамического руля потоком воздуха происходит в нормальном режиме и подъемная сила, полученная при отклонении рулей на угол атаки равна расчетному значению. При команде на органы управления, необходимой для выхода на расчетную траекторию, происходит отклонение органов управления из нулевого положения, при этом в момент, когда потребные углы отклонения рулей достаточно малы (ракета находится близко к расчетной траектории), подается сигнал на бортовую аппаратуру ракеты, которая подает напряжение на пьезоэлементы 1 (рис. 3, б). За счет того, что пьезо-элементы в зависимости от подаваемого на них напряжения могут менять свои характерные размеры, отверстия на пластине и руле совмещаются, при этом начинается перетекание воздуха с одной кромки руля на другую, и разница давлений на верхней и нижней кромках падает. Это приводит к снижению подъемной силы до требуемого значения и в итоге к снижению колебаний ракеты вокруг расчетной траектории.
Второе назначение адаптивных органов управления является увеличением располагаемой перегрузки ЛА в случае, когда ПрЯСП < пПОП1р + Ли,
т.е. ракета не может осуществить маневр, предписанный системой наведения.
В отличие от первого случая в такой ситуации рули с открытыми отверстиями отклоняются на большие углы атаки (до 40.. .45°), при этом за счет перетекания газа с одной кромки руля на другую перестает проявляться срыв потока, характерный для больших углов атаки, и вследствие этого зависимость подъемной силы от угла атаки даже при углах 40.45° имеет практически линейный характер (рис. 4).
1 >
ч2
0 5 10 15 20 25 30 35 40 4
угол атаки, град.
Рис. 4. Зависимость подъемной силы на аэродинамическом руле от угла атаки при дозвуковых скоростях полета ЛА (скорость потока 100 м/с):
1 - руль с закрытыми отверстиями;
2 - руль с открытыми отверстиями
На рис. 4 видно, что руль с открытыми отверстиями при больших углах атаки имеет большую подъемную силу, чем руль с закрытыми отверстиями, как при малых углах атаки, так и при больших.
Стоит отметить, что адаптивные органы управления являются перспективным направлением по увеличению вероятности поражения цели как зенитных, так и противотанковых комплексов ВТО. Они имеют достоинства по сравнению с обычными аэродинамическими органами управления, таких, как возможность регулирования подъемной силы, быстродействие регулирования подъемной силы за счет применения пьезоэлементов, а также работа в широком диапазоне углов атаки. В свою очередь, можно отметить и недостатки: сложность изготовления и низкая прочность по сравнению с обычными рулями.
Применение адаптивных органов управления совместно с современными системами наведения, а также с новейшей расчетно-вычислительной аппаратурой резко повышает вероятность поражения цели до нового уровня, а, следовательно, увеличивает эффективность и стоимость комплекса ВТО.
Список литературы
1. Голубев И.С., Самарин А.В. Проектирование конструкций летательных аппаратов: учебник для студентов втузов. М.: Машиностроение,
1991. 512 с.
2. Новиков В.Н., Авхимович Б.М., Вейтин В.Е. Основы устройства и конструирования летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1991. 368 с.
3. Лебедев А.А., Чернобровкин Л.С. Динамика полёта беспилотных ЛА. М.: Машиностроение, 1973. 616 с.
V.V. Morozov, M. V. Kurchanov.
APPLICATION ADDITIONAL CHANNEL IN THE CONTROL LOOP ANTIAIRCRAFT GUIDED MISSILES TO INCREASE TARGET DESTRUCTION PROBABILITY
The advantages of an additional channel in the control loop of the aircraft by adjusting the lift force caused by a deviation of aerodynamic handlebars are described. A new term adaptive controls, considered their operating principles, and identified advantages and disadvantages of circuit design.
Key words: guidance system, adaptive controls, piezoelement, the calculated trajectory, the available overload.
Получено 17.10.12
УДК 623.55.025
П.Н. Мельников, канд. техн. наук, ведущий науч. сотр., (8499) 720-89-04, peter@olvs .miee.ru (Россия, Москва, МИЭТ)
РАЗРАБОТКА ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО РОБОТИЗИРОВАННОГО ЗЕНИТНОГО КОМПЛЕКСА БЛИЖАЙШЕГО РУБЕЖА ОБОРОНЫ. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
Рассматриваются вопросы повышения эффективности зенитной стрельбы за счет всесторонней автоматизации (роботизации) процесса управления оружием. По результатам проведенного анализа сформулированы основные принципы построения вычислительной системы роботизированного зенитного комплекса ближайшего рубежа обороны.
Ключевые слова: зенитный комплекс, вычислительная система.
Достигнутый уровень автоматизации работы зенитного комплекса ближайшего рубежа обороны не исключает полностью человека из сфер управления вооружением и его технического обслуживания [1]. Номер расчета участвует в техническом обслуживании комплекса, в подготовке комплекса к боевой работе, в контуре измерения координат воздушного объекта, в выборе средств поражения, в принятии решения на открытие огня и в тактике его ведения. Решать эти задачи с требуемым качеством человеку становится все труднее. Причина накопления трудностей заключается в том, что средства воздушного нападения непрерывно совершенствуются и в настоящее время обладают следующими характеристиками: высокими скоростями перемещения, что приводит к сокращению времени
