книги из ГПНТБ / Инженерные изыскания в строительстве. Инженерно-геологические, геофизические и геодезические исследования [сборник]

3. РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗЕНИТНЫМИ РАКЕТАМИ

В настоящее время, как указывается в зарубежной печати, одной из важных проблем является борьба с самолетами противника, действующими на малых высо­ тах. Это объясняется тем, что ранее разработанные зенитные ракетные комплексы, радиолокационные сред­

тивными. Из-за влияния земли радиолокационные стан­ ции этих комплексов не могут своевременно обнаружить цель, поэтому времени для принятия решения остается настолько мало, что не представляется возможным об­ стрелять цель.

Это заставило зарубежных специалистов модернизи­ ровать старые, а также создавать новые зенитные ра­

кеты, радиотехнических средств обнаружения, опозна­ вания и выбора для обстрела воздушной цели и средств управления ракетой (наведения ракеты на цель и под­ рыва ее боевой части).

По степени участия человека в работе средств управ­ ления ракетой зенитные комплексы делят на автома­ тические, полуавтоматические и неавтоматические. В ав­ томатическом комплексе определение положения точки встречи и наведение в соответствии с этим положением направляющих пусковой установки с ракетами, опреде­ ление момента пуска ракеты, пуск и наведение ракеты на цель осуществляются автоматически без участия че­ ловека. Человек только контролирует работу комплекса или принимает в ней минимальное участие.

В таких комплексах все необходимые расчеты выпол­ няются счетно-решающими приборами, которые полу­ чают информацию о параметрах полета цели и ракеты от радиолокационных станций сопровождения. Если в комплексе используется метод теленаведения, то ракета наводится на цель по командам, вырабатываемым на-

130

Земным Счетно-решающим устройством. В случае Же самонаведения команды наведения ракеты на цель авто­ матически вырабатываются ее бортовым счетно-реша­ ющим устройством, получающим информацию о полете цели от бортового локатора слежения за ней.

Вполуавтоматическом комплексе исходные данные для стрельбы вырабатываются (определяются) челове­ ком. В неавтоматических комплексах степень участия человека в этапах стрельбы максимальна. Здесь коман­ ды наведения вырабатываются наземным счетно-реша­ ющим устройством, а информация ' о параметрах по­ лета цели и ракеты поступает в это устройство от обслу­ живаемых человеком приборов визуального сопровожде­ ния цели и ракеты.

Взависимости от способа наведения ракеты на цель методы наведения бывают трехточечные и двухточечные.

удержание ракеты на прямой линии, соединяющей пункт

сти трехточечного метода: метод накрытия цели и метод спрямления траектории. В первом случае ракета наво­

необходимости в определении дальности до летящих це­ ли и ракеты. Это позволяет упростить средства наведе­ ния и использовать только одну радиолокационную станцию наведения.

Двухточечный метод применяется при самонаведении. В зарубежных комплексах (например, типа «Хок») на­ иболее распространенной разновидностью этого метода является метод пропорционального сближения, сущность которого заключается в следующем.

При методе пропорционального сближения скорость поворота управляемой ракеты WP не равна, но пропор­

приближается к траектории полета по методу пропор­ ционального сближения (постоянного угла визирования), при котором ракета летит в заранее вычисленную уп­ режденную точку.

Выразим метод пропорционального сближения математически.

скорость поворота, а с помощью акселерометров измеряет свое по­ перечное ускорение С р , которое равно

отраженному от цели сигналу, принятому антенной го­

дой. Разница между напряжением команды и выходным напряжением акселерометра используется для установки

132

рулей ракеты в такое положение, чтобы ее полет осу­ ществлялся по методу пропорционального сближения.

На рис. 67 приведена схема построения и действия средств управления ракетой, применяемая в зарубежных зенитных комплексах. Здесь сплошными линиями со стрелками показаны функциональные связи между эле-

Средства

наведения

Обнаружив ее, переходит на сопровождение. В ходе со­ провождения определяет параметры полета цели, кото­ рые поступают в счетно-решающее устройство и исполь­ зуются для выработки команды управления пуском. Во многих случаях в качестве РЛС сопровождения цели применяются частотно-модулированные или допплеровские станции непрерывного излучения. Так, например, в французском зенитном ракетном комплексе «Кроталь» применена допплеровская РЛС с дальностью обнаруже­ ния до 18 км.

133

Станция сопровождения ракеты обнаруживает (после пуска) и сопровождает ракету, определяет параметры ее полета, которые также поступают в счетно-решающее устройство, где вырабатываются команды на корректи­ ровку траектории полета ракеты. Станция передачи команд передает команды на борт ракеты по радиоли­ нии связи.

При теленаведении с выработкой команд на назем­ ном пункте наведения бортовая аппаратура ракеты со­ стоит из приемника команд наведения, дешифратора команд, исполнительных органов (автопилота, подвиж­ ных аэродинамических поверхностей и их приводов). В системах телеуправления с выработкой команд на бор­ ту ракеты в составе бортовой аппаратуры вместо дешиф­ ратора устанавливается устройство выработки команд наведения. В этом случае ракета сопровождается узким лучом наземной радиолокационной станции. При откло­ нении ракеты от узкого луча бортовой приемник выра­ батывает сигнал, который поступает в устройство выра­ ботки команд наведения, и исполнительные органы воз­ вращают ракету в зону луча.

Одно из главных преимуществ теленаведения перед самонаведением — простота бортовой аппаратуры. Недо­ статком же его является уменьшение точности наведения с увеличением дальности до точки встречи.

При самонаведении команды наведения вырабатыва­ ются на борту ракеты головкой самонаведения, которая использует энергию, излученную целью или отраженную от нее. В первом случае самонаведение называется пас­ сивным, во втором — активным или полуактивным.

При активном самонаведении цель облучается бор­ товой РЛС, установленной на ракете. В случае полуак­

Так, в американском зенитном ракетном комплексе «Хок», предназначенном для борьбы с низколетящими целями, станция подсвета облучает цель и ракету не­ прерывными модулированными по частоте колебаниями. Чтобы обеспечить своевременное взведение взрывателя, нужно знать расстояние между ракетой и целью, а не удаление цели от наземной РЛС. Поэтому ракета и цель облучаются частотно-модулированными колебаниями од-

134

ной и той же радиолокационной станции. Диаграмма направленности антенны этой станции состоит из двух лучей: узкого (сканирующего) для слежения за целью

иширокого для облучения ракеты.

Впринципе сигнал передатчика РЛС подсвета может быть модулирован дважды. Сигнал с низкочастотной мо­ дуляцией используется для определения расстояния меж­ ду ракетой и целью, а сигнал с высокочастотной модуля­ цией— для выработки сигнала ликвидации ракеты.

Рис. 68. Схема инфракрасной головки самонаведения

Так как отраженный от цели сигнал содержит допплеровский сдвиг частоты, то по нему определяется и ско­ рость сближения ракеты с целью. Для этого с выхода приемника сигнал подается на селектор скорости, кото­ рый вырабатывает сигнал ошибки углового сопровожде­ ния цели антенной головки самонаведения и сигнал ошибки установки рулей ракеты.

В случае пассивного самонаведения на ракете уста­ навливается головка самонаведения, которая использует излучения цели. Во многих зарубежных зенитных ракет­ ных комплексах применяются инфракрасные головки са­ монаведения, использующие инфракрасную энергию, из­ лучаемую двигателем летящего самолета. На рис. 68 приведена возможная схема такой головки.

Инфракрасные лучи, излучаемые целью, проходят че­ рез прозрачный для них обтекатель и попадают в лин­ зовую или зеркальную оптическую систему, которая фо­ кусирует поток лучистой энергии и направляет на чув-

135

ствительный элемент (болометр или фоторезистор). Между чувствительным элементом и оптической систе­ мой устанавливаются модулирующие диски со сложной штриховкой, которые модулируют поток энергии по ин­

то цель находится выше оптической оси головки, что фик­ сируется соответствующей частотой прерывания луча, а если на внутреннее, то цель расположена ниже оси го­ ловки и соответственно частота прерывания луча будет другой. Если отметка от цели попадает на линию раздела полей, то это означает, что цель находится на оптиче­ ской оси головки, при этом модуляции луча нет.

Выходной сигнал чувствительного элемента усили­ вается в усилителе (рис. 68) и далее поступает в блок формирования управляющего сигнала. В зависимости от вида модуляции луча вырабатывается команда, на которую реагирует исполнительный, механизм (привод рулей ракеты). Таким образом, рули ракеты не дейст­ вуют тогда, когда оптическая ось головки самонаведе­ ния направлена на цель (модуляции луча нет). Если же оптическая ось головки отклонится от направления на цель, вырабатывается сигнал ошибки и рули поворачи­ вают ракету до тех пор, пока сигнал ошибки не станет равным нулю.

Достоинствами пассивного самонаведения, по мне­ нию зарубежных специалистов, являются высокая точ­ ность наведения, трудность создания головке самонаве­ дения искусственных помех, возможность осуществле-

136

н и я скрытного наведения, малые габариты бортовой ап­ паратуры. К его недостаткам относят зависимость ра­ боты пассивной головки самонаведения от метеорологи­ ческих условий. Ей мешают излучения, создаваемые Солнцем, отражениями от облаков, земной и водной по­ верхностей.

Примером системы с пассивной головкой самонаве­ дения может служить американский зенитный ракетный комплекс «Чапарэл». Он может поражать низколетящие цели только вдогон на расстояниях до 9 км и на высотах до 1,5 км.

Важными элементами бортовой аппаратуры ракеты являются радиовзрыватель и предохранительно-исполни­ тельный механизм. Радиовзрыватели в зарубежных об­ разцах техники работают аналогично головкам самона­ ведения. Они также разделяются на активные, полу­ активные и пассивные.

В американской системе «Хок» применен полуактив­ ный радиовзрыватель. Подрыв боевого заряда ракеты происходит в момент резкого изменения частоты Доп­ плера, что получается тогда, когда ракета пролетает ми­ мо цели (частота Допплера изменяет свой знак).

Кроме того, на ракете «Хок» может быть специаль­ ная боковая антенна радиовзрывателя высокой направ­ ленности. В этом случае антенна радиовзрывателя при­ нимает отраженную энергию только в момент пролета ракетой линии цели, что используется для подрыва бо­ евой части ракеты.

Предохранительно-исполнительный механизм служит для обеспечения безопасности обслуживающего персона­ ла как при случайном срабатывании взрывателя на зем­ ле, так и на начальном участке полета, а также повы­ шения помехоустойчивости радиовзрывателя. В системе «Хок» для последнего взведения взрывателя вблизи цели используются опорные сигналы дальности, для чего при­ менена частотная модуляция радиолокационного сиг­ нала.

4.СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ТРАЕКТОРИИ ПОЛЕТА ИСКУССТВЕННОГО СПУТНИКА ЗЕМЛИ [31]

Для контроля траектории полета искусственного спутника Земли (ИСЗ) чаще всего используются допплеровские системы, позволяющие применить более простую

137

где fo — частота колебаний бортового передатчика; D — наклонная дальность до спутника;

—момент времени, когда спутник находится на

минимальном расстоянии D0 от точки наблю­ дения 0.

Из этой формулы видно, что при удалении в обе сто­ роны от t — to величина частоты Допплера стремится к

определить, если частота излучаемых колебаний fo из­

на или ее нестабильность очень велика, то на графике проводят секущую / — 3 таким образом, чтобы отрезки

139