2.2. Общие сведения об управлении полётом.

Управляемый летательный аппарат – объект, движущийся в пространстве и обладающий средствами изменения направления движения.

Примерами управляемых летательных аппаратов могут служить самолёт, управляемый снаряд, ракета для исследования верхних слоёв атмосферы, ракета-носитель, искусственный спутник Земли (ИСЗ) и т.д.

Управление полётом – изменение направления движения летательного аппарата, а также изменение скорости движения в целях выполнения задачи полёта.

В случае автоматически управляемого летательного аппарата траектория движения должна быть подчинена определённым закономерностям или связям. Только при этом условии система управления полётом будет способна привести летательный аппарат в заданную точку, то есть обеспечить его встречу с целью.

Все траектории беспилотных летательных аппаратов можно разделить на две группы:

1. Программная траектория. (Летательный аппарат движется по заранее заданной траектории и в процессе полёта эта траектория уже не может быть изменена. Такой метод сближения летательного аппарата с целью называется полётом по программе).

2. Траектория наведения. (В этом случае траектория полёта заранее не определена. Направление полёта летательного аппарата в каждый момент времени устанавливается в зависимости от направления и скорости движения цели с таким расчётом, чтобы обеспечить встречу летательного аппарата с целью).

2.3. Силы, действующие на летательный аппарат.

При полёте летательного аппарата на него могут действовать следующие силы:

1. Вес летательного аппарата.

2. Полная аэродинамическая сила – равнодействующая сил взаимодействия между воздушной средой и поверхностью летательного аппарата.

3. Сила тяги двигателя .

Фиг.1 Силы, действующие на летательный аппарат в полёте

Очевидно, что для управления полётом необходимо иметь возможность изменять величину и направление равнодействующей всех этих сил. Поскольку сила тяжести всё время направлена к центру Земли, то практически управление полётом осуществляется путём изменения величины и направления равнодействующей всех сил, действующих на летательный аппарат, кроме его веса.

Равнодействующую силу , равную при полёте в атмосфере геометрической сумме силы тяги и полной аэродинамической силы , можно разложить на 2 составляющие (фиг.1) и .

Составляющая направлена вдоль вектора скорости и равна по величине:

,

где X – сила лобового сопротивления. Составляющая служит для управления величиной скорости полёта.

Чтобы изменить величину скорости полёта, необходимо сообщить телу положительное или отрицательное ускорение в направлении движения. Это достигается изменением тяги двигателей или применением тормозов.

Силу тяги можно изменить регулированием секундного расхода топлива, а также включением или выключением дополнительных двигателей. Примером могут служить широко применяемые стартовые двигатели или ускорители. Для торможения обычно используются воздушные тормоза, парашюты или реверс-тяги, то есть изменение направления тяги на обратное.

Составляющую , перпендикулярную к вектору скорости, будем называть силой, нормальной к траектории, или более кратко – нормальной силой.

Эта сила равна геометрической сумме проекций полной аэродинамической силой и силы тяги на плоскость, нормальную к траектории:

,

где – подъемная сила,

– боковая сила.

Фиг.2