рев соотношения членов дифференциальных уравнений (1.1) - (1.7), мож­ но сделать ряд допущений, упрощающих данные уравнения. Так, влияние членов, характеризующих взаимосвязь углового движения Л А и движения центра масс, а также демпфирующих членов в уравнениях (1.1), (1.3) на динамику углового движения значительно меньше, чем других членов, по­ этому ими можно пренебречь. Из уравнений (1.2), (1.4) по аналогичной причине можно исключить демпфирующие члены и члены, характери­ зующие управляющие силы. При учете принятых выше допущений урав­ нения бокового движения примут следующий вид:

Уравнения нормального движения могут быть записаны аналогичным образом. Следует отметить, что данные упрощения можно осуществить на первоначальном этапе эскизного проектирования системы стабилизации при аналитических расчетах. На заключительном этапе проектирования, например при моделировании, отброшенные члены уравнений должны быть учтены.

1.4. Возмущения, действующие на летательный аппарат в полете

Под возмущениями будем понимать силы и моменты, вызывающие отклонения движения Л А от программной траектории. Все возмущения можно подразделить на атмосферные, аэродинамические; ветровые и тех­ нологические [ 1].

Атмосферные возмущения. Атмосферными возмущениями называ­ ются отклонения характеристик атмосферы от программных значений. Ос­ новными атмосферными возмущениями являются:

-отклонение плотности атмосферы;

-отклонение давления воздуха;

-отклонение температуры воздуха.

Отклонение плотности атмосферы от расчетного значения приводит к отклонению составляющих полной аэродинамической силы и аэродинами­ ческого момента. Отклонение плотности атмосферы изменяется с высотой и зависит от сезона (времени года). Сезонные изменения плотности атмо­ сферы учитываются путем задания нескольких программ управления (ка­ ждая для определенного времени года).

Отклонение давления воздуха от программного значения приводит к отклонению давления на выходе реактивного сопла, что обусловливает от­ клонение тяги двигателя. Отклонение температуры от программного зна­

чения обусловливает изменение скорости звука, что вызывает отклонения составляющих аэродинамических сил и моментов.

Аэродинамические возмущения. Под аэродинамическими возмуще­ ниями понимаются отклонения аэродинамических форм Л А от программ­ ных значений. Эти отклонения вызывают отклонение аэродинамических сил и моментов.

Ветровые возмущения. Ветер рассматривается как перемещение воз­ духа относительно стартовой системы координат. Он характеризуется ве­ личиной и направлением скорости WB. При наличии ветра скорость ЛА относительно стартовой система координат является векторной суммой воздушной скорости ЛА и скорости ветра.

Скорость ветра - случайная функция высоты. Она может быть пред­ ставлена в виде суммы двух составляющих:

^ в = ^ в 1+ ^ в 2>

где WBi - математическое ожидание скорости ветра;

^в2 ” случайное отклонение скорости ветра от математического ожи­ дания.

Обработка результатов наблюдений на территории России показыва­ ет, что составляющие скорости ветра WB\ (средняя скорость ветра) имеют постоянное направление с запада на восток. При расчетах принимается диапазон изменения скорости ветра 0-100 мс-1. При расчетах переходных процессов бывает Необходимо проверить влияние градиента скорости вет­ ра по высоте. Под градиентом скорости ветра понимается изменение ско­ рости ветра на перепаде высот AfVB[мс-1 ,км-1].

Технологические возмущения. Под технологическими возмущениями понимаются возмущения, обусловленные случайным изменением взаимно­ го расположения Конструктивных элементов ЛА. Эти изменения не долж­ ны выходить за пределы технологических допусков. Перечислим основные изменения:

1. Эксцентриситет центра масс. Вызывает возникновение вредных возмущающих моментов от силы тяги и полной аэродинамической силы. Максимальное значение эксцентриситета составляет 5 мм.

2. Эксцентриситет тяги. Служит причиной возникновения возмущаю­ щих моментов. Максимальное значение эксцентриситета тяги достигает

5мм.

3.Перекос TrfHi. Приводит к возникновению вредных моментов. Мак­ симальное значение угла, характеризующего данный перекос, дости­ гает 10'.

4.Перекос стабилизаторов. Вызывает отклонение составляющих пол­ ной аэродинамической силы и аэродинамического момента. Максимальная величина перекоса стабилизатора доходит до 10'.

5.Перекос отсеков. Перекосом отсеков называется угловое отклоне­ ние геометрической оси отсека от геометрической оси ДА. Перекос отсе­ ков вызывает отклонения составляющих полной аэродинамической силы и аэродинамического момента. Максимальная величина перекоса отсеков доходит до 10'.

1.5. Рулевые органы летательного аппарата

Под рулевыми органами будем понимать устройства, развивающие управляющие силы и моменты, обеспечивающие стабилизацию движения ЛА относительно программной траектории.

В качестве рулевых органов используются воздушные и газовые рули, поворотные камеры основного двигателя, рулевые двигатели, реактивные сопла, камеры основного двигателя с впрыском газа в закритическое про­ странство сопла, отклоняемый головной отсек.

Воздушные рули чаще всего устанавливаются на стабилизаторах ЛА. Газовыми называются рули, установленные на обрезе реактивного сопла и обтекаемые реактивной струей двигателя ракеты. При повороте воздуш­ ных и газовых рулей возникают управляющие моменты, разворачивающие ЛА. Однако газовые рули снижают эффективную тягу двигателя и являют­ ся причиной потерь в дальности стрельбы.

Поворотные камеры основного двигателя и рулевые двигатели пред­ ставляют собой камеры сгорания, способные поворачиваться относительно оси, перпендикулярной продольной оси ЛА. Достоинством данного вида рулевых органов является эффективность управления относительно боко­ вой и нормальной осей связанной системы координат.

Стремление уменьшить нагрузку на рулевой привод и снизить тем са­ мым его вес, габариты и потребляемую мощность привело к разработке новых способов создания управляющих моментов, к числу которых отно­ сится способ, основанный на впрыске газа или жидкости в закритическое пространство сопла камер основного двигателя.

Реактивные сопла применяются главным образом для создания не­ больших управляющих моментов относительно продольной оси ракеты. Эти управляющие органы просты по устройству и нашли применение во вторых ступенях ракет.

Отклоняемый головной отсек - отклоняемая головная часть Л А по­ зволяет создать управлять движением ЛА по каналом рыскания и тангажа.