Возмущающие силы и моменты
В реальном полете на реальную ракету всегда действуют возмущающие силы и моменты, вызванные различными факторами. К ним относят:
а) отклонение параметров ракеты и ее двигателей (вес ракеты, сила тяги основных двигателей, секундный расход топлива и т.д.) от номинальных значений. Это отклонение вызвано главным образом производственными потребностями при сборке агрегатов ракеты, а также разбросом характеристик ракетного топлива;
б) эксцентриситет тяги основного ракетного двигателя;
в) несимметричность ракеты;
г) атмосферные возмущения.
Атмосферные возмущения
Отклонение параметров реальной атмосферы от стандартных значений приводит к появлению возмущающих аэродинамических сил и моментов, а также к отклонению вектора тяги от номинальной величины (рн).
Ветровое воздействие атмосферы на ракету вызывает появление возмущающих аэродинамических сил и моментов. Атмосферные возмущения представляют собой случайные процессы и должны описываться в уравнениях движения случайными функциями. При составлении уравнений движений ракеты, а также при его исследовании невозможно учесть все возмущающие факторы, действующие на ракету. В зависимости от конкретных условий постоянной задачи необходимо учитывать те из них , которые существенно влияют на решение задачи.
Возмущающие факторы, воздействующие непосредственно на ракету и на процессы управления полетом в конечном итоге приводят к уменьшению дальности полета к рассеиванию точек попадания ГЧ (для УБР).
Расчет траектории управляемых баллистических ракет (убр) Общий вид траектории убр и параметры активного участка
Участки полета (траектории) (рис. 34):
ОА –
активный участок полета (активный
участок траектории – АУТ) – участок
полёта летательного аппарата, на котором
работает маршевый двигатель ЛА. Величина
и направление скорости в конце активного
участка
определяются заданной дальностью
стрельбы (полета ЛА). Активный участок
траектории подразделяется на три более
мелких участка: стартовый, программного
разворота и наведения (или доведения).
Момент
выключения двигателя разделяет траекторию
движения ракеты на активный и пассивный
участки. В момент выключения двигателя
управление ракетой заканчивается и для
БР происходит отделение головной части.
Пассивным участком полёта(траектории) АВD, в противоположность активному, называется участок, на котороммаршевый двигательЛА не работает и аппарат движется по инерции за счет запаса кинетической (скорость) и потенциальной (высота полета) энергии, приобретенного на активном участке траектории. Ракета совершает движение по баллистической кривой.
На
пассивном (эллиптическом) участке
траектории на ракету вне атмосферы
действует только силы
гравитации (сила тяжести G).
На пассивном атмосферном участке
траектории на ЛА (ракета, ГЧ или спускаемый
аппарат) действуют и сила тяжести,
и сила аэродинамического сопротивления.
Рис.34
Баллистическая траектория и точка ее пересечения с поверхностью Земли (D) зависят от координат ракеты, величины и направления ее скорости в момент выключения двигателя (конечные параметры). То есть задача управления баллистическими ракетами состоит в том, чтобы к моменту выключения двигателя ракета была выведена в расчетную точку пространства (Xк, Yк) и имела при этом расчетную по величине и направлению скорость движения. Если эти условия не соблюсти, то ошибка уже не может быть исправлена (ракета не попадет в цель), так как на пассивном участке траектории ракета не управляется.
Рис.35
Параметры активного участка траектории УБР (рис. 35)
φ – угол тангажа – угол между продольной осью ракеты и линией горизонта точки старта.
Θ – угол траектории (угол наклона траектории к горизонту) – угол между вектором скорости и линией горизонта точки старта в плоскости стрельбы.
υ – угол траектории относительно местного горизонта – угол между вектором скорости и линией местного горизонта.
δ – полярный угол, характеризует наклонение плоскости местного горизонта к плоскости точки старта.
α – угол атаки – угол между вектором скорости и продольной осью ракеты (для плоской задачи).