1. Введение

Для управления движением ЛА в соответствии с требуемой траекторией необходимо иметь возможность изменять в полете величину и направление вектора скорости, а также ориентацию осей ЛА в пространстве. С этой целью используются различные органы управления, действие которых создает необходимые для управления силы и моменты.

Управляющие усилия R_y, направленные нормально к траектории полета, служат для изменения направления полета.

Управляющие моменты М_у необходимы как для управления вектором тяги, так и для поддержания требуемой угловой ориентации корпуса ЛА в пространстве, т.е. для его угловой стабилизации. Поэтому органы, создающие управляющие моменты, обычно называются органами управления и стабилизации.

Рис.1. Cхема создания газодинамической управляющей силы

Управление ЛА осуществляется с помощью органов управления (ОУ), построенных с использованием аэродинамических сил (аэродинамические органы управления) или энергия истекающей струи двигателя (органы управления вектором тяги).

Способ управления выбирают на начальных стадиях проектирования ЛА на основе всестороннего анализа различных схем, добиваясь наивысшей эффективности ЛА и его свойств по принятому критерию эффективности.

При таком анализе учитываются назначение ЛА, его скорость и высота полета, маневренные и другие свойства ЛА, определяются величины управляющих сил и моментов, аэродинамические потери тяги, массовые и габаритные характеристики органов управления, мощности приводов и др. Управление вектором тяги по направлению применяют обычно при полетах на больших высотах в сильно разреженных слоях атмосферы и в космическом пространстве, а также в плотных слоях атмосферы при малых скоростях полета, когда неэффективно аэродинамическое управление.

В зависимости от способа отклонения газовой струи, различают два вида управления вектором тяги:

— механическое, которое обеспечивает отклонение струи за счет поворота всего сопла (качающиеся управляющие сопла), его части (разрезное и дефлекторные сопла) или введения в поток дополнительного элемента - щитка (триммера, газового руля).

— газодинамическое, при котором рабочее вещество вдувается (впрыскивается) в расширяющуюся часть сопла.

Органы управления и рулевой привод (РП) к ним являются исполнительными элементами в замкнутой автоматической системе управления вектором тяги и стабилизации ракеты.

В существующих ракетах применяются различные схемы исполнительных устройств, которые различаются принципом действия, числом каналов управления и рядом параметров, основными из которых являются следующие:

управляющее усилие по каналу тангажа (рыскания ) и управляющий момент органа управления РДТТ при их максимальном значении. На практике чаше используют относительное значение управляющего усилия , где Р - тяга двигателя без органов управления;

эффективность органа управления РДТТ определяется относительным значением потерь:

( - проекция тяги двигателя с ОУ на ось ЛА);потери тяги при нулевом управляющем сигнале, т. е. при расположении ОУ в ней­тральном положении:

( - тяга двигателя с ОУ в нейтральном положении);

коэффициент газодинамического качества ;

шарнирный момент ;

момент инерции М_ии др.