Зенитные ракетные комплексы - Николай Василии

Достоинства данной системы определяются возможностью применения пассивного способа самонаведения. Ее существенный недостаток - сильная зависимость дальности действия от метеорологических условий. При хороших метеорологических условиях световое самонаведение невозможно также в направлениях, где в поле зрения угломера системы попадает свет Солнца и Луны.

Под комбинированным управлением понимается сочетание различных систем управления при наведении ракеты на цель. В зенитных ракетных комплексах оно применяется при стрельбе на большие дальности для получения требуемой точности наведения ракеты на цель при допустимых массовых значениях ЗУР. Возможны такие последовательные комбинации систем управления: телеуправление первого вида и самонаведение, телеуправление первого и второго вида, автономная система и самонаведение.

Применение комбинированного управления обуславливает необходимость решения таких задач, как сопряжение траекторий при переходе с одного способа управления на другой, обеспечение захвата цели головкой самонаведения ракеты в полете, использование одних и тех же устройств бортовой аппаратуры на различных этапах управления и др.

В момент перехода на самонаведение (телеуправление второго вида) цель должна находиться в пределах диаграммы направленности приемной антенны ГСН, ширина которой обычно не превосходит 5-10°. Кроме того, должно быть осуществлено наведение следящих систем: ГСН по дальности, по скорости или по дальности и скорости, если предусмотрена селекция цели по данным координатам для повышения разрешающей способности и помехозащищенности системы управления.

Наведение ГСН на цель может производиться следующими способами: по командам, передаваемым на борт ракеты с пункта наведения; включением автономного автоматического поиска цели ГСН по угловым координатам, дальности и частоте; сочетанием предварительного командного наведения ГСН на цель с последующим поиском цели.

Каждый из первых двух способов имеет свои преимущества и существенные недостатки. Задача обеспечения надежного наведения ГСН на цель в процессе полета ракеты к цели является достаточно сложной и может потребовать применения третьего способа. Предварительное наведение ГСН позволяет сузить диапазон поиска цели.

При комбинации систем телеуправления первого и второго вида после начала функционирования бортового радиопеленгатора в устройство выработки команд наземного пункта наведения может поступать информация одновременно от двух источников: станции слежения за целью и ракетой и бортового радиопеленгатора. На основе сравнения сформированных команд по данным каждого источника представляется возможным решить задачу сопряжения траекторий, а также повысить точность наведения ракеты на цель (снизить случайные составляющие ошибок путем выбора источника, взвешиванием дисперсий сформированных команд). Такой способ комбинации систем управления получил название бинарного управления.

Комбинированное управление применяется в случаях, когда требуемые характеристики ЗРК не могут быть достигнуты применением только одной системы управления.

Автономными системами управления называются такие, в которых сигналы управления полетом вырабатываются на борту ракеты в соответствии с предварительно (до старта) заданной программой. При полете ракеты автономная система управления не получает какой-либо информации от цели и пункта управления. Такая система в ряде случаев используется на начальном участке траектории полета ракеты для вывода ее в заданную область пространства.

Элементы систем управления ракетами

Управляемая ракета - беспилотный ЛА с реактивным двигателем, предназначенный для поражения воздушных целей. Все бортовые устройства размещены на планере ракеты.

Планер - несущая конструкция ракеты, которая состоит из корпуса, неподвижных и подвижных аэродинамических поверхностей. Корпус планера обычно цилиндрической формы с конической (сферической, оживальной) головной частью.

Аэродинамические поверхности планера служат для создания подъемной и управляющих сил. К ним относятся крылья, стабилизаторы (неподвижные поверхности), рули. По взаимному расположению рулей и неподвижных аэродинамических поверхностей различают следующие аэродинамические схемы ракет: нормальная, «бесхвостка», «утка», «поворотное крыло».

Рис. б. Схема компоновки гипотетической управляемом ракеты:

1 - корпус ракеты; 2 - неконтактный взрыватель; 3 - рули; 4 - боевая часть; 5 - баки для компонентов топлива; б - автопилот; 7 - аппаратура управления; 8 - крылья; 9 - источники бортового электропитания; 10 - ракетный двигатель маршевой ступени; 11 - ракетный двигатель стартовой ступени; 12 - стабилизаторы.

Рис. 7. Аэродинамические схемы управляемых ракет:

1 - нормальная; 2 - «бесхвостка»; 3 - «утка»; 4 - «поворотное крыло».

Двигатели управляемых ракет делятся на две группы: ракетные и воздушно-реактивные.

Ракетным называется двигатель, который использует топливо, полностью находящееся на борту ракеты. Для его работы не требуется забора кислорода из окружающей среды. По виду топлива ракетные двигатели разделяются на ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ) и жидкостные ракетные двигатели (ЖРД). В качестве топлива в РДТТ используются ракетный порох и смесевое твердое топливо, которые заливаются и прессуются непосредственно в камеру сгорания двигателя.

Воздушно-реактивные двигатели (ВРД) - двигатели, в которых окислителем служит кислород, забираемый из окружающего воздуха. В результате на борту ракеты содержится только горючее, что позволяет увеличить запас топлива. Недостаток ВРД - невозможность их работы в разреженных слоях атмосферы. Они могут применяться на ЛА при высотах полета до 35-40 км.

Автопилот (АП) предназначен для стабилизации угловых движений ракеты относительно центра масс. Кроме того, АП является составной частью системы управления полетом ракеты и управляет положением самого центра масс в пространстве в соответствии с командами управления. В первом случае автопилот выполняет роль системы стабилизации ракеты, во втором - роль элемента системы управления.

Для стабилизации ракеты в продольной, азимутальной плоскостях и при движении относительно продольной оси ракеты (по крену) используются три независимых канала стабилизации: по тангажу, курсу и крену.

Бортовая аппаратура управления полетом ракеты является составной частью системы управления. Ее устройство определяется принятой системой управления, реализованной в комплексе управления зенитными и авиационными ракетами.

В системах командного телеуправления на борту ракеты устанавливают устройства, составляющие приемный тракт командной радиолинии управления (КРУ). В их состав входят антенна и приемник радиосигналов команд управления, селектор команд, демодулятор.

Боевое снаряжение зенитных и авиационных ракет - сочетание боевой части и взрывателя.

Боевая часть имеет боевой заряд, детонатор и корпус. По принципу действия боевые части могут быть осколочными и осколочно-фугасными. Некоторые типы ЗУР могут оснащаться и ядерными боевыми частями (например, в ЗРК «Найк-Геркулес»).

Поражающими элементами боевой части являются как осколки, так и готовые элементы, размещенные на поверхности корпуса. В качестве боевых зарядов применяют бризантные (дробящие) взрывчатые вещества (тротил, смеси тротила с гексогеном и др.).

Взрыватели ракет могут быть неконтактными и контактными. Неконтактные взрыватели в зависимости от места положения источника энергии, используемой для срабатывания взрывателя, подразделяются на активные, полуактивные и пассивные. Кроме того, неконтактные взрыватели подразделяются на электростатические, оптические, акустические, радиовзрыватели. В зарубежных образцах ракет чаще применяются радио- и оптические взрыватели. В отдельных случаях одновременно работают оптический и радиовзрыватель, что повышает надежность подрыва боевой части в условиях электронного подавления.

В основу работы радиовзрывателя положены принципы радиолокации. Поэтому такой взрыватель представляет собой миниатюрный радиолокатор, формирующий сигнал подрыва при определенном положении цели в луче антенны взрывателя.

По устройству и принципам работы радиовзрыватели могут быть импульсными, доплеровскими и частотными.

Рис. 8. Структурная схема импульсного радиовзрывателя

В импульсном взрывателе передатчик вырабатывает высокочастотные импульсы малой длительности, излучаемые антенной в направлении цели. Луч антенны согласован в пространстве с областью разлета осколков боевой части. При нахождении цели в луче отраженные сигналы принимаются антенной, проходят приемное устройство и поступают на каскад совпадений, куда подается строб-импульс. При их совпадении выдается сигнал подрыва детонатора боевой части. Длительность строб-импульсов обуславливает диапазон возможных дальностей срабатывания взрывателя.