Радиоуправление летательными аппаратами (стр. 3 из 6)

Из приведенного выше краткого обзора следует, что характер задач радиоуправления в большой мере зависит от вида управляемого аппарата и его назначения. Так, например, при управлении аппаратами невоенного назначения отпадают задачи радиопротиводействия и подрыва боевой части; при управлении снарядами отсутствует задача посадки летательного аппарата и т. п. Однако для большинства управляемых летательных аппаратов характерно наличие управления их движением. Это управление в общем случае заключается в управлении перемещениями центра масс аппарата и его поворотами вокруг центра масс, т. е. в управлении полетом и ориентацией. При этом управление ориентацией аппарата может требоваться как для обеспечения надлежащего управления его полетом, так и иметь самостоятельное значение (например, при необходимости обеспечить определенное положение корпуса летательного аппарата относительно Земли).

Радиоуправление движением летательных аппаратов и морских судов часто называют также радионавигацией.

Термин навигация возник впервые применительно к морским судам и под радионавигацией понималось вначале вождение с помощью радиосредств морских судов. С появлением самолетов термины «навигация» и «радионавигация» были распространены и на вождение самолетов. В связи с появлением космических кораблей эти термины были распространены и на вождение космических кораблей. Поэтому в настоящее время под радионавигацией понимают обычно вождение с помощью радиосредств морских, воздушных и космических кораблей. Для всех этих управляемых объектов характерно наличие на борту объекта человека (пилота), который может принимать непосредственное участие в управлении.

Термин радиоуправление, наоборот, начал впервые широко использоваться лишь применительно к управлению по радио беспилотными объектами — снарядами. В дальнейшем, в соответствии с развитием техники управления и кибернетики, существенно расширившей понятие «управление», термин радиоуправление начал применяться не только к беспилотным, но и к пилотируемым аппаратам.

Следует отметить, что в последние годы развитие техники управления движением летательных аппаратов привело к тому, что оба термина — радиоуправление и радионавигация в значительной мере утратили свой четкий смысл. Действительно, еще сравнительно недавно все системы управления и навигации можно было достаточно четко разделить на два класса — такие, в которых радиосредства не применяются для управления, и такие, в которых эти средства применяются. При этом, как правило, в тех системах управления, в которых радиосредства применялись, они играли доминирующую роль.

Для повышения качества управления применяется комбинация (комплексирование) радиосредств с другими, например инерциальными приборами управления. При этом классы систем, в которых радиосредства совершенно не применяются или, наоборот, являются доминирующими, постепенно сужаются. Особенно это относится к управлению пилотируемыми аппаратами, т. е. к навигации. Поэтому в настоящее время более правильно говорить не о радионавигации, а просто о навигации и под радионавигационными приборами (средствами) понимать не приборы для радионавигации, а радиоприборы для навигации. Соответственно в общем случае следует говорить не о средствах радиоуправления, а о радиосредствах (и других средствах) управления.

Для управления ориентацией летательных аппаратов радиосредства применяются в значительно меньшей мере, чем для управления их полетом.

Краткая характеристика способов управления полетом

Принципы рулевого управления

Управление полетом аппарата осуществляется изменением его

скорости V т. е. сообщением аппарату ускорения W (рис. 1.4).

При этом изменение модуля скорости V осуществляется созданием

касательного ускорения W_z , а изменение направления вектора скорости

созданием поперечного ускорения W_п. Поперечное ускорение в декартовой

системе координат определяется своими составляющими W_x и W_y, а в полярной

системе координат модулем W_п и полярным углом θ. Управление величиной и

направлением ускорения W осуществляется при помощи рулевых органов. Так

как

W=F / m ,

где F — результирующая сила, приложенная к аппарату, имеющему массу m, то

управление ускорением W достигается изменением результирующей силы F.

Изменение силы F осуществляется путем изменения силы тяги Т (создаваемой реактивным или каким-либо иным двигателем) и (или) результирующей

аэродинамической силы R (создаваемой воздушным потоком, обтекающим

аппарат). Рулевые органы, управляющие силой R, называются воздушными рулями и позволяют получить эффективное управление лишь при полете с достаточной скоростью в достаточно плотных слоях атмосферы.

В некоторых случаях управление величиной скорости аппарата на основном участке его траектории не требуется и осуществляется управление лишь направлением полета. При этом достаточно иметь рулевые органы,

управляющие лишь поперечным ускорением W_п.

Рулевое управление может быть декартовым, полярным или смешанным. При декартовом управлении рули высоты, поворота и "разгона — торможения"

управляют соответственно составляющими W_x , W_y и W_z полного ускорения W в декартовой системе координат (рис. 1.4). При полярном рулевом управлении один из рулевых органов управляет модулем ускорения W (в некоторых системах этот рулевой орган может, кроме того, изменять направление вектора

W на противоположное). Остальные рулевые органы обеспечивают требуемое

направление вектора W.

Примеры воздушного рулевого управления приведены на рис. 1.5 и 1.7.

На рис. 1.5 приведена схема полярного рулевого управления. При отклонении руля глубины РГ вверх (на рис. 1.6 по часовой стрелке) набегающий на руль воздушный поток создает момент Мрг, поворачивающий корпус летательного аппарата вокруг оси yp против часовой стрелки (рис.1.6).

Поворот корпуса вокруг оси y_p прекращается, когда вращающий момент, создаваемый воздушным потоком, обтекающим корпус (и действующий в данном случае по часовой стрелке), уравновешивает вращающий момент Мрг, создаваемый рулем глубины. При этом установившееся значение угла αa

между продольной осью ракеты и вектором ее скорости V_v (называемого углом атаки) оказывается примерно пропорциональным углу поворота руля δ (при небольших значениях углов).