Preview

Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей»

Расширенный поиск

Влияние подстилающей морской поверхности на угловые измерения радиолокационной головки самонаведения

Полный текст:

Аннотация

Впервые по результатам пусков зенитных ракет по низколетящим над морской поверхностью противокорабельным ракетам была предпринята попытка построить модель влияния подстилающей морской поверхности на угловые измерения активной радиолокационной головки самонаведения. Выявлен фактор, характеризующий это влияние, и показано, что он является определяющим точность самонаведения («определяющий фактор»).

Для цитирования:


Мизрохи В.Я. Влияние подстилающей морской поверхности на угловые измерения радиолокационной головки самонаведения. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2019;(4):19-23.

For citation:


Mizrokhi V.Y. The effect of the underlying sea surface on the angular measurements of the radar homing head. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2019;(4):19-23. (In Russ.)

Защита кораблей Военно-морского флота (ВМФ) от противокорабельных ракет (ПКР) является важнейшей задачей зенитных ракет­ных комплексов. Такие ракеты представляют наибольшую угрозу для кораблей ВМФ.

Зенитные ракетные комплексы, исполь­зующие теленаводящиеся зенитные управля­емые ракеты (ЗУР), не способны обеспечить поражение низколетящих ПКР с требуемой вероятностью. Только при использовании ра­диолокационного самонаведения на конеч­ном участке полета появляется возможность решить задачу поражения низколетящих над морем ПКР с требуемой вероятностью.

При использовании радиолокационного самонаведения для перехвата низколетящих целей важно определить влияние подстилаю­щей морской поверхности на угловые измерения активной радиолокационной головки самонаведения (АРГС).

Проблема влияния подстилающей мор­ской поверхности на угловые измерения ра­диолокационной головки при самонаведении на низколетящие над морем цели рассмотрена во многих публикациях, в том числе в статьях автора: «Определение дальности углового раз­решения радиолокационной головкой само­наведения низколетящих над морем целей» (Радиотехника, 2001, № 12); «Построение ал­горитмов управления зенитной ракетой с ак­тивной радиолокационной головкой самона­ведения при наведении на низколетящие цели на фоне подстилающей морской поверхности» (Полет, 2015, № 10).

В «Справочнике по радиолокации» М. Скольника [1] в разд. 8.7 «Теория отраже­ния радиолокационных сигналов от морской поверхности» отмечено, что создать доста­точно реалистическую модель моря оказалось очень трудно.

В настоящей статье, соглашаясь с мне­нием М. Скольника, автор не пытается по­строить радиолокационную модель моря, а ставит своей задачей построение модели вли­яния подстилающей морской поверхности на угловые измерения радиолокационной головки самонаведения.

Эта задача решалась на основе анализа натурных экспериментов одной из зенитных управляемых ракет с АРГС при самонаведении на низколетящие над морской поверхностью цели. Ниже приведены материалы натурных экспериментов.

Для анализа были использованы теле­метрические записи угловых отклонений ли­нии визирования цели от оси диаграммы на­правленности антенны АРГС в той плоскости, где они оказались наибольшими: del_eps_pf del_bet_pf (в вертикальной и горизонтальной плоскостях) или DEYMS, DEZMS (в наклон­ных плоскостях).

Угловые отклонения линии визирования цели от оси диаграммы направленности антен­ны АРГС в зависимости от времени, оставше­гося до точки встречи τ, представлены на рис. 1. Угловые отклонения линии визирования цели от оси диаграммы направленности антенны АРГС измерялись в двух системах координат (рис. 2). Обозначения на рис. 2 соответствуют обозначениям, приведенным на рис. 1.

 

 

Рис. 2. Угловые отклонения линии визирования цели от оси и диаграммы направленности антенны АРГС

 

По результатам анализа натурных экс­периментов с исследуемой ракетой построе­на «модель влияния подстилающей морской поверхности на угловые измерения активной радиолокационной головки самонаведения».

Угловые отклонения оси диаграммы на­правленности антенны АРГС от направления на цель пропорциональны реализовавшемуся промаху, что следует из известных геометри­ческих соотношений.

Величина промаха составляет

hε= ωε 2,

hβ = ωβ2

где hε, hβ - промахи по осям ε и β соответ­ственно;

ωε, ωβ - проекции угловой скорости ли­нии визирования на оси (ε, β);

V - модуль относительной скорости сбли­жения;

τ - время полета до точки встречи.

Угловые скорости линии визирования связаны с угловыми отклонениями оси антен­ны АРГС от направления на цель DEPS, DBET соотношениями

ωε = DEPS ⋅ DG,

ωβ = DBET · DG,

где DG - добротность АРГС.

Отсюда проекции промаха на соответ­ствующие оси выражаются через соответству­ющие проекции угловых отклонений оси ан­тенны АРГС соотношениями:

hε = DEPS · DG V τ2,

hβ = DBET · DG V τ2.

На рис. 3 изображена типичная картина наведения ракеты на цель на конечном участ­ке полета перед точкой встречи (τ = 0) в виде кривой угловых отклонений линии визирова­ния цели от оси диаграммы направленности антенны АРГС.

 

Рис. 3. Кривая угловых отклонений линии визирова­ния цели:

S1, S2 - площади под соответствующими участками кривой

 

В качестве «определяющего фактора» принята разность

S1τ1 - S2τ.                                                           (I)

Смысл «определяющего фактора» заклю­чается в следующем.

Команда управления, вызывающая уско­рение ракеты Wp⊥, пропорциональна угловым отклонениям диаграммы направленности го­ловки самонаведения от линии визирования цели, т. е. del_eps_pf del_bet_pf:

Произведение ускорения ракеты на ин­тервал времени его действия пропорционально создаваемой составляющей скорости ракеты нормальной к линии визирования:

Произведение S1τ1, где τ1 - время, остав­шееся до точки встречи (см. рис. 3), пропор­ционально произведению νρ⊥τ1 :

Здесь V1 τ1 вызывает промах h1. Аналогично V2τ2 вызывает промах h2.

Эти соотношения поясняют смысл «опре­деляющего фактора», который заключается в том, что он пропорционален результирующе­му промаху:

Величины реализовавшихся в экспери­ментах промахов приведены в таблице в от­носительном виде  (отнесены к величине максимального реализовавшегося промаха).

 

Результаты экспериментов по самонаведению на низколетящую цель и значение «определяющего фактора»

№ эксперимента

Высота полета цели, м

|S1τ1 - S2τ2|

1

232

0,052800

1,000

2

50

0,011000

0,208

3

200

0,016200

0,396

4

83

0,022500

0,438

5

290

0,026500

0,497

6

250

0,024000

0,466

7

68

0,026000

0,498

8

50

0,041400

0,863

9

300

0,005760

0,122

10

200

0,042800

0,859

11

75

0,001837

0,030

Представим относительные величины промахов, реализовавшихся в экспериментах, в зависимости от «определяющего фактора», и аппроксимирующую их функцию.

Аппроксимирующая функция имеет вид

Для оптимального алгоритма управле­ния величина относительного промаха связана с «определяющим фактором» соотношением

Абсолютные величины реализовавшихся промахов зависят не только от «определяюще­го фактора», но и от быстродействия системы стабилизации и алгоритма управления.

ЗУР, использованные в экспериментах, обладают высоким быстродействием системы стабилизации, однако алгоритм управления ЗУР не является оптимальным.

Графическое изображение этих функций (6), (7) и величины относительных промахов, реа­лизовавшиеся в пусках, представлены на рис. 4.

Телеметрические данные экспериментов позволили определить статистические харак­теристики промаха:

  • математическое ожидание относитель­ного промаха

  • среднеквадратическое значение отно­сительного промаха

Это дало возможность, используя зави­симость (6), перейти к статистическим харак­теристикам «определяющего фактора»:

Выражение (10), по сути, представляет собою модель влияния подстилающей морской поверхности на точность самонаведения.

Для оптимального алгоритма управле­ния зависимость относительного промаха от «определяющего фактора» выражается соотно­шением (7), а статистические оценки точности самонаведения составляют:

Зависимость относительного промаха от «определяющего фактора» (рис. 4) позволяет определить понятие «сильного» и «слабого» влияния подстилающей морской поверхности на угловые измерения АРГС и в результате на точность самонаведения на низколетящие цели.

Если принять в качестве критерия «силь­ного» влияния воды величину «определяющего фактора», вызывающего относительный про­мах  то это  будет   означать, что «силь­ное» влияние воды проявляется при величине «определяющего фактора», превышающего значение 0,01, т. е. соответствующего

Таким образом, приведенные в данной работе материалы анализа эксперименталь­ных работ ЗУР с активной радиолокационной головкой при самонаведении на низколетящие над морской поверхностью цели дали возмож­ность выявить фактор, определяющий влияние подстилающей морской поверхности на угло­вые измерения АРГС и в итоге на точность са­монаведения - «определяющий фактор».

Это позволило построить статистиче­скую модель влияния подстилающей морской поверхности на угловые измерения активной радиолокационной головки самонаведения и выработать рекомендации по построению ал­горитма управления.

Список литературы

1. Справочник по радиолокации / под ред. М. Скольника. М.: Советское радио, 1976.


Об авторе

В. Я. Мизрохи
АО МКБ «Факел имени академика П. Д. Грушина»
Россия

Мизрохи Владимир Яковлевич – доктор технических наук, профессор, советник генерального конструктора. Область научных интересов: управление зенитными ракетами, динамика полета зенитных управляемых ракет.

г. Химки, Московская обл.



Для цитирования:


Мизрохи В.Я. Влияние подстилающей морской поверхности на угловые измерения радиолокационной головки самонаведения. Вестник Концерна ВКО «Алмаз – Антей». 2019;(4):19-23.

For citation:


Mizrokhi V.Y. The effect of the underlying sea surface on the angular measurements of the radar homing head. Journal of «Almaz – Antey» Air and Space Defence Corporation. 2019;(4):19-23. (In Russ.)

Просмотров: 58


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2542-0542 (Print)