книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил ракетное вооружение

жет быть слишком большой промах и несрабатывание неконтактного взрывателя ракеты. Цель в этом случае останется непораженной.

§ 3.5. СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ ПО РАДИОЗОНЕ

Выше было показано, что возможны два метода на­ ведения ракет по лучу радиолокационной станции: на­ ведение по методу совмещения и наведение в упрежден­ ную точку. Метод совмещения является частным слу­ чаем метода наведения в упрежденную точку. Это имеет место в том случае, когда угол упреждения равен нулю. Рассмотрим состав аппаратуры управления при наведении ракеты по методу совмещения. Структурная схема системы наведения по методу совмещения приве­ дена на рис. 55.

Координатор системы наведения включает в себя радиолокатор, размещенный на командном пункте, и часть бортового оборудования ракеты, предназначенного для измерения ошибки наведения. Радиолокатор создает равносигнальную линию. Работа следящей радиолока­ ционной станции была рассмотрена в § 3.4, а ее принци­ пиальная схема приведена на рис. 51.

Кроме создания равносигнальной зоны, радиолока­ тор вырабатывает и передает 'на ракету дополнительные сигналы, которые содержат информацию о положении антенны передающей станции. Эти сигналы называются опорными сигналами. Они вырабатываются генератором опорных напряжений (ГОН) и поступают в блок форми­ рования опорных сигналов (БФОС). Сигналы этого бло­ ка часто используются для модуляции излучаемых ра­ диолокатором импульсов, но могут излучаться и в виде самостоятельных сигналов. Опорные сигналы использу­ ются в аппаратуре управления ракеты для разделения сигнала ошибки на две составляющие, характеризующие отклонение ракеты в двух взаимно перпендикулярных плоскостях.

Аппаратура ракеты, обеспечивающая ее полет вдоль луча, работает в режиме слежения за равносигнальной линией. В состав этой аппаратуры входят антенна Ар, приемник и устройства, обеспечивающие преобразование сигнала рассогласования в команды, поступающие на рули ракеты. К ним относятся блок выделения сигнала

90

Рис. 55. Структурная схема системы наведения

со

ошибки (БСО), блок выделения опорного сигнала (БОС), фазовые детекторы измерения отклонений ра­ кеты в плоскостях крыльев ракеты (ФДг и ФД„) и два

усилителя постоянного тока (У, и У,},

Для уяснения причины появления сигнала ошибки на входе приемника ракеты обратимся вновь к рис. 47. Представим, что вместо цели на линии ОЦ находится ракета. Так как ракета не находится на равносигналь­ ном направлении ООь то импульсы, принимаемые антен­ ной Ар, будут модулированы по амплитуде с частотой вращения диаграммы направленности радиолокатора

(рис. 48).

Приемник ракеты, настроенный на частоту передат­ чика командного пункта, выделяет сигналы и усиливает их. Так как антенна Ар обычно располагается в хвосто­ вой части ракеты, то ее омывают газы реактивного дви­ гателя. В этих газах содержится большое количество ионизированных молекул. Поэтому от границы ионизи­ рованного газа происходит частичное отражение энер­ гии сигнала. Кроме того, волны сантиметрового диапа­ зона в сильной степени поглощаются факелом газов двигателя ракеты. Отражение и поглощение энергии приводит к значительному ослаблению мощности при­ нимаемого сигнала.

Мощность сигнала, поступающего на вход приемни­ ка ракеты, в значительной степени зависит от расстоя­ ния между командным пунктом и ракетой. При пуске ракеты с самолета-ракетоносца мощность, поступающая на вход приемника ракеты в начале ее автономного полета, имеет недопустимо большую величину. Это мо­ жет привести к нарушению режимов работы элементов входных каскадов приемника, а в некоторых случаях и к их отказу. Поэтому приемник ракет класса «воздух — воздух» должен иметь о с л а б и т е л ь м о щ н о с т и . Введение в волновод ослабителя мощности, работающего по программе, приводит к максимальному ослаблению сигнала в первые секунды полета ракеты и постепенному уменьшению ослабления сигнала с увеличением расстоя­ ния до командного пункта.

Зная зависимость скорости полета ракеты от време­ ни, можно создать программный механизм ослабителя мощности, приводимый в движение от часового меха­

92

низма или электродвигателя. При наличии ослабителя мощности, работающего по заданной программе, посту­ пающие на вход приемника сигналы практически не за­ висят от удаления ракеты.

Сигналы, поступающие на вход блока сигнала ошибки, представляют последовательность видеоимпуль­ сов, модулированных частотой сканирования антенны и напряжением опорных сигналов. Ранее было показано, что глубина модуляции этих сигналов пропорциональна угловому отклонению ракеты от равносигнальной линии (рис. 48), а фаза сигнала — направлению отклонения ракеты (рис. 49). В ряде случаев желательно иметь сигнал рассогласования, пропорциональный не углово­ му, а линейному отклонению ракеты от оси равносиг­ нальной зоны. Для малых угловых отклонений линей­ ное отклонение ракеты равно

h — Др s,

т. е. линейное отклонение пропорционально угловому отклонению и расстоянию до командного пункта.

Для получения пропорциональной зависимости меж­ ду амплитудой сигнала ошибки и линейным отклоне­ нием ракеты от равносигнальной линии необходимо на­ пряжение сигнала ошибки изменять пропорционально расстоянию Др. Для этого в усилитель блока выделения сигнала ошибки вводится п о т е н ц и о м е т р д а л ь н о - с т и, который увеличивает коэффициент усиления бло­ ка выделения сигнала ошибки при удалении ракеты от командного пункта. Движок потенциометра дальности может приводиться в движение приводом, используемым в ослабителе мощности приемника.

Сигналы радиолокатора, принятые антенной ракеты, усиленные и продетектированные ее приемником, посту­ пают в виде последовательности видеоимпульсов а (рис. 56) на вход блока выделения сигнала ошибки, ко­ торый детектирует эти импульсы и усиливает выделен­ ное напряжение ис,0 сигнала ошибки (рис. 56, кривая б). При необходимости получения ис.0, пропорционального линейному отклонению ракеты 1г, коэффициент усиления усилителя блока выделения сигнала ошибки изменяется с помощью потенциометра дальности. Это напряжение поступает на фазовые детекторы ФДЕ и Ф Д ,.

93

Напряжение с выхода приемника ракеты поступает также и на вход блока выделения опорного сигнала. В этом напряжении содержится информация о положе­ нии оси диаграммы направленности радиолокатора командного пункта. В настоящее время эту информацию передают либо в виде непрерывного синусоидального опорного напряжения генератора опорных напряжений,

Рис. 56. Графики напряжений приемника радиолокатора

либо в виде отдельных значений этого напряжения, со­ ответствующих прохождению характерных точек. В ка­ честве последних можно выбрать точки, соответствую­ щие крайним верхнему и нижнему, правому и левому положениям оси диаграммы направленности (точки 1 и 5, 3 и 7 на рис. 47).

Непрерывная передача синусоидального опорного на­ пряжения возможна, например, при использовании ча­ стотно-импульсной модуляции. На выходе дешифратора радиолокатора в этом случае будет образована последо­ вательность импульсов, расстояние между которыми оп­ ределяется величиной модулирующего напряжения. Чем больше напряжение и0п (рис. 56, кривая в), тем меньше расстояние между импульсами г (рис. 56). Блок выде­ ления опорного сигнала в случае применения частотно­ импульсной модуляции опорного напряжения должен со­ держать ограничитель и демодулятор. Ограничитель предназначен для устранения амплитудной модуляции сигнала, поступающего с выхода приемника ракеты. Амплитудная модуляция этого сигнала возникает при отклонении ракеты от радиолокатора. Демодулятор бло­ ка выделения опорного сигнала обеспечивает выделение опорного напряжения из последовательности видеоим­

94

пульсов, поступивших на вход этого блока. Такое вы­ деление осуществляется с помощью полосового фильтра, настроенного на частоту сканирования антенны радио­ станции командного пункта.

Второй способ передачи опорного сигнала состоит в передаче дополнительных импульсов в момент прохож­ дения осью диаграммы направленности характерных точек. Эти дополнительные импульсы отличаются от им-

Рис. 57. Структурная схема блока формирования опорного сигнала

пульсов основных посылок либо длительностью, либо дополнительной модуляцией, либо временным кодом. Применительно к рис. 47 при прохождении точки 1 ра­ диолокатор пошлет, например, опорный сигнал в виде двух импульсов с расстоянием между ними Х\, при про­ хождении точки 3 — два импульса с т2, а при прохож­ дении точек 5 и 7— импульсы соответственно с Тз и Т4.

В блоке формирования опорного сигнала (рис. 57) импульсы сначала поступают на амплитудный ограничи­ тель (АО), а затем — на селекторы тактовых импульсов (СТИ). Селектор выделяет из всей последовательности импульсов (основных и дополнительных) только те им­ пульсы, которые обладают определенными качественны­ ми признаками. В нашем примере это временное рас­ стояние между импульсами. Селектор СТИ[ выделяет только импульсы, посланные в точке 1 (рис. 47), СТИ2— в точке 3, СТИ3 — в точке 5, а СТИ4 — в точке 7. Им­ пульсы, выделенные селекторами 1 и 3, воздействуют на

95

триггер f b а импульсы, выделенные селекторами 2 и 4, воздействуют на триггер Т2.

Т р и г г е р о м называют устройство, которое может неограниченно долго находиться в одном из двух со­ стояний устойчивого равновесия и переходить из одного состояния в другое скачком. Переход из одного равно­ весного состояния в другое осуществляется за счет подачи на его вход управляющих напряжений. Такими уп-

Рис. 58. Графики напряжений на триггерах

равляющими напряжениями для Тi будут импульсы, по­ ступающие от селекторов СТИ! и СТИ3. Под их воздей­ ствием выходное напряжение Т\ меняется во времени. Кривые изменения напряжений на Тх и Т2 приведены на рис. 58. Выходное напряжение Т\ служит опорным сигналом для фазового детектора канала бокового от­ клонения, а выходное напряжение Т2— опорным сигна­ лом для канала вертикального отклонения.

В качестве фазового детектора канала бокового (вер­ тикального) отклонения может быть использована схе­ ма, рассмотренная выше (рис. 50). На входы фазового детектора подаются напряжение сигнала ошибки из блока выделения сигнала ошибки и опорное напряже­ ние из блока выделения опорного сигнала (рис. 55).

96

На выходе фазового детектора вырабатываются команды ие или hv, представляющие собой разность на­

пряжений на анодах ламп фазового детектора. Знак этих напряжений зависит от направления отклонения ракеты от равносигнальной линии (фазы исл), а вели­ чина их — от величины отклонения ракеты от равносиг­ нальной линии. Напряжения иЕ и wv не могут быть ис­ пользованы для управления приводами рулей без пред­ варительного усиления. Поэтому между фазовым детектором и приводом соответствующего канала ста­ вится усилитель постоянного тока.

Заканчивая рассмотрение систем наведения по ра­ диозоне, следует вкратце остановиться на их положи­ тельных сторонах и недостатках. Системы управления по радиозоне могут обеспечивать одновременное наве­ дение нескольких ракет. Если ракета наводится в уп­ режденную точку встречи с целью, то ее траектория имеет меньшую кривизну, чем при наведении на цель по методу совмещения. Это позволяет использовать на­ ведение по радиозоне для поражения маневрирующих це­ лей. Основным недостатком, присущим системам наве­ дения по лучу, являются помехи, вызываемые нестацио­ нарным поглощением радиоволн факелом реактивного двигателя, а также помехи, связанные с ошибками сле­ жения за целью. Действие этих помех уменьшает точ­ ность наведения ракет.

7 Зак. 829

Г л а в а 4

СИСТЕМЫ САМОНАВЕДЕНИЯ

§4.1. ТИПЫ СИСТЕМ

Всистемах самонаведения информация о движении цели поступает от локатора, расположенного на ракете.

Этот локатор называют к о о р д и н а т о р о м цели, вследствие того что он измеряет координаты положения цели относительно ракеты.

Для измерения координат положения цели необходи­ мо вести наблюдение за целью. Наблюдение за воздуш­ ными и наземными целями в настоящее время осуществ­ ляется на основе свойств излучения или отражения ими электромагнитной энергии. В зависимости от диапазона длин волн, в котором воспринимается электромагнитная

кационных системах самонаведения ракет используются электромагнитные колебания в миллиметровом и санти­ метровом диапазонах длин волн. В оптических системах самонаведения используются электромагнитные колеба­ ния в видимом (0,34—0,76 мк) и инфракрасном (0,76—400 мк) диапазонах длин волн. Широкое распро­ странение получили оптические системы самонаведения, работающие в инфракрасном диапазоне длин волн от 1 до 10 мк. Эти системы называют и н ф р а к р а с н ы м и (тепловыми) системами самонаведения.

Для наблюдения за морскими целями в воде в на­ стоящее время используются свойства излучения или от-

98