Наведение баллистических ракет (3000,00 руб.)

Стр.5

Стр.442

Стр.443

Стр.444

Стр.445

Стр.446

УДК 629.76(075.8) ББК 34.4 Л88 Лысенко, Л. Н. Л88 Наведение баллистических ракет : учебное пособие / Л. Н. Лысенко. — 2-е изд. — Москва : Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2020. — 445, [3] с. : ил. ISBN 978-5-7038-5502-7 Изложены научные и методологические основы наведения баллистических ракет. Рассмотрены вопросы программирования дви жения (задачи наведения) и информационно-навигационного обеспечения управ ления (задачи навигации), а также проблемы определения точности стрельбы (задачи оценки точности возмущенного движения). Показаны направления решений соответствующих задач при создании ракетных комплексов тактического, оперативно-тактического и стратегического назначения, возможные пути совершенствования баллистико-навигационного обеспечения полета ракет указанных классов. Содержание пособия соответствует курсу лекций, читаемых в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Для студентов технических вузов, слушателей военных академий, а также аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области баллистики, динамики полета и управления движением летательных аппаратов. УДК 629.76(075.8) ББК 34.4 ISBN 978-5-7038-5502-7 © Лысенко Л.Н., 2016 © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020 © Оформление. Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2020

Стр.5

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ............................................................5 От автора ...............................................................8 Основные сокращения и обозначения ....................................12 Введение ..............................................................16 Раздел I. Внешние условия полета ракет ................................. 25 Глава 1. Фигура и гравитационное поле Земли ..............................26 1.1. Фигура Земли и ее модели ...........................................26 1.2. Потенциал силы земного тяготения и его классическое представление ......................................................30 1.3. Применение метода точечных масс ...................................37 Глава 2. Магнитное поле Земли ...........................................40 2.1. Основные понятия и элементы земного магнетизма ....................40 2.2. Математическое описание магнитного поля Земли .....................41 Глава 3. Атмосфера Земли ................................................42 3.1. Состав и свойства атмосферы ........................................42 3.2. Стандартная атмосфера .............................................44 3.3. Учет характеристик реальной атмосферы ..............................46 Раздел II. Баллистическое обеспечение полета управляемых баллистических ракет 49 Глава 4. Математические основы баллистического обеспечения полета .........51 4.1. Системы координат и методы их преобразований ......................51 4.2. Силы и моменты, действующие на БР в полете ........................61 4.3. Векторно-матричные представления уравнений движения ракет как тел переменной массы ...........................................77 4.4. Системы скалярных дифференциальных уравнений пространственного движения ЛА баллистического типа на активном и пассивном участках траектории ................................................82 4.5. Упрощенные уравнения движения БР .................................89 4.6. Уравнения движения БР с учетом упругих колебаний ее корпуса .........93 4.7. Возмущенное движение БР и общая характеристика методов его исследования ...................................................97 4.8. Линеаризация уравнений движения ..................................100 4.9. Общий подход к расчету попадающей траектории .....................106 4.10. Обзор возможных методов определения баллистических производных .....................................................110

Стр.442

442 Оглавление Глава 5. Синтез программ управления движением баллистических ракет на восходящем участке траектории . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116 5.1. Требования, предъявляемые к программам управления и оптимизация их модельных структур ...............................116 5.2. Особенности и различия в выборе программ движения БР на атмосферном и внеатмосферном участках АУТ .....................127 5.3. Программы максимальной дальности ................................129 5.4. Выбор программы движения БР с учетом характеристик точности ......133 5.5. Особенности выбора и реализации программ движения БР с РДТТ .....134 Глава 6. Решение краевых задач полета управляемых баллистических ракет .....135 6.1. Формулировка и общая характеристика КБЗ ..........................135 6.2. Требования, предъявляемые к математическим моделям движения КБЗ ..............................................................140 6.3. Типовая схема решения краевой баллистической задачи полета БР с моноблочной ГЧ .................................................142 6.4. Особенности постановки и решения краевой баллистической задачи полета БР с разделяющейся ГЧ ...............................147 6.5. Специфика решения краевых задач для БР без отсечки тяги ............153 6.6. Вычисление баллистических производных в КБЗ ......................157 6.7. Связь между ЧБП, задаваемыми в различных прямоугольных системах координат ................................................169 Раздел III. Методы наведения баллистических ракет и их головных частей 171 Глава 7. Mетоды наведения баллистических ракет ..........................172 7.1. Общая характеристика методов наведения БР .........................172 7.2. Принципы построения алгоритмов функционального наведения ........174 7.3. Упрощенные линейные методы управления выключением ДУ БР .......181 7.4. Возможные подходы к реализации терминального наведения ...........189 7.5. Алгоритмизация процедур расчета типового варианта метода терминального наведения ..........................................194 7.6. Метод требуемой скорости в варианте Q-наведения ...................206 7.7. Особенности реализации метода конечной требуемой скорости .........213 Глава 8. Управление полетом ступени разведения при построении боевых порядков элементов боевого оснащения .....................220 8.1. Боевое оснащение МБР ............................................220 8.2. Построение БП ....................................................224 8.3. Баллистическое обеспечение построения БП .........................227 8.4. Управление переориентацией ступени разведения на этапе построения БП ....................................................229 8.5. Основные виды маневров, осуществляемых при управлении вращательно-поступательным движением последней ступени БР .......231

Стр.443

Оглавление 443 Глава 9. Управление маневрированием боевым блоком на нисходящем участке траектории ....................................................235 9.1. Содержание возможных видов атмосферного маневрирования ..........235 9.2. Постановка задач управления атмосферным маневрированием .........240 9.3. Теоретические основы метода требуемых ускорений ...................245 9.4. Практические аспекты применения метода требуемых ускорений .......247 Глава 10. Самонаведение при подлете к цели ...............................255 10.1. Предпосылки необходимости и технической реализуемости процессов самонаведения БР и их ББ ........................................255 10.2. Кинематический анализ основных свойств траекторий наведения и общие сведения о методах самонаведения .........................256 10.3. Динамика самонаведения при реализации метода пропорциональной навигации .......................................................259 Глава 11. Математические основы алгоритмизации обзорно-сравнительного метода при наведении по эталонам местности ......................272 11.1. Принцип построения и классификация КЭНС .......................272 11.2. Основы реализации многоальтернативных задач теории принятия решений в КЭНС ................................................277 11.3. Корреляционно-экстремальный алгоритм фиксации прохождения ЛА района, характеризуемого аномалией геофизического поля ........284 11.4. Оптимизация поисковых алгоритмов работы КЭНС ..................286 Раздел IV. Навигация баллистических ракет и их головных частей ........... 289 Глава 12. Теоретические основы инерциальной навигации ....................292 12.1. Кажущееся ускорение и кажущаяся скорость БР .....................292 12.2. Принцип инерциальных измерений и основное уравнение инерциальной навигации ..........................................294 12.3. Особенности решения задач навигации при использовании БИНС .....297 12.4. Основные источники и характер эволюций ошибок ИНС .............302 12.5. Свойство неустойчивости решения основного уравнения инерциальной навигации ..........................................305 12.6. Начальная выставка ИНС .........................................307 Глава 13. Статистическая динамика навигационных систем ..................310 13.1. Элементы системного анализа задач навигации и управления движением ......................................................310 13.2. Теорема разделения и ее применение при решении задач навигации и управления ....................................................319

Стр.444

444 Оглавление 13.3. Способы включения оптимального фильтра в контур навигационной системы .........................................................325 13.4. Понижение размерности фильтра в навигационных системах на основе наблюдающих устройств минимальной размерности ........332 13.5. Беспоисковые и рекуррентно-поисковые алгоритмы оценивания навигационных координат в КЭНС ................................334 Глава 14. Коррекция движения летательных аппаратов баллистического типа и баллистико-навигационное обеспечение их автономных систем управления от дополнительных источников навигационной информации ..................................................337 14.1. Общая постановка задачи коррекции ...............................337 14.2. Градиентная и параметрическая коррекция программного движения ...341 14.3. Коррекция движения с использованием эталонов местности ..........351 14.4. Коррекция движения от спутниковых навигационных систем .........355 Глава 15. Элементы искусственного интеллекта в системах навигации и управления полетом баллистической ракеты и их аппаратно-алгоритмическая реализация ..........................362 15.1. Определения, основные задачи применения и классификация .........362 15.2. Структура и возможные принципы действия бортового сегмента интеллектуальных систем управления БР ...........................364 15.3. Применение систем видеонаведения и условия их эксплуатации .......369 15.4. Характеристики системы видеонаведения ...........................374 15.5. Особенности реализации алгоритмического обеспечения систем наведения. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .377 15.6. Формирование структуры системы наведения и анализ основных алгоритмических операций ...............................380 15.7. Аппаратная реализация ............................................384 15.8. Возможности применения обучаемых сетей .........................386 15.9. Эталонная информация и базы данных для обучения системы .........388 Раздел V. Оценка точности полета баллистических ракет .................... 392 Глава 16. Общетеоретические основы оценки точностных характеристик движения баллистической ракеты ...............................395 16.1. Исходные положения статистической схемы анализа рассеивания .....395 16.2. Характеристики точности попадания в цель .........................402 16.3. Определение характеристик рассеивания методом статистических испытаний ........................................406

Стр.445

Оглавление 445 Глава 17. Влияние требований по повышению точности баллистических ракет на совершенствование баллистико-навигационного обеспечения полета .......................................................413 17.1. Общая характеристика основных ошибок и априори неопределенных факторов, влияющих на точность движения БР ......413 17.2. Погрешности геодезической привязки боевой стартовой позиции и оценка численных значений их составляющих .....................415 17.3. Влияние начальных ошибок выставки ..............................423 17.4. Техническое рассеивание БР и влияние методических ошибок .........426 17.5. Комплексный анализ составляющих рассеивания, обусловленных действием возмущающих факторов и ошибок управления ............433 Литература ...........................................................437

Стр.446