Расчет потребной величины управляющей силы

Для разворота оси корпуса ЗУР (склонения) необходимо создать управляющий момент как произведение управляющей силы (Р_упр), создаваемой тем или иным типом газодинамического устройства, на ее плечо l_упр, т.е. расстояние от точки приложения силы до центра масс:

M_упр = P_упр l_упр                                                                    (2.22)

Для определения потребной величины управляющей силы необходимо рассмотреть уравнения углового движения ЗУР. Упрощенное аналитическое решение этих уравнений рассмотрим в вертикальной плоскости (плоскости склонения).

Траекторию движения ЗУР с момента старта до выхода на режим наведения можно представить состоящей из трех участков:

· участок подъема до начала разворота продольной оси корпуса ЗУР
[0; t₀];

· участок интенсивного разворота продольной оси корпуса [t₀; t₁];

· участок полета с линейным изменением угла тангажа ЗУР [t₁; t₂].

Примерный характер изменения угла тангажа и поперечного ускорения ЗУР на этих участках показан на рис.2.8.

На участке подъема [0; t₀] предполагаем, что начальное значение угла тангажа u _о при пуске с корабля в условиях его хода, качки и воздействия ветра (для ЗУР морского базирования) может отклоняться от вертикального на величину до ±25^о (u _о=90^о±25^о). Начальное значение угловой скорости относительно поперечной оси w _о может достигать ±50^о/с (0,875рад/с).

t 2

t 1

t0

Рассмотрим угловое движение ЗУР на участке разворота продольной оси корпуса [t₀; t₁], приняв допущение, что аэродинамические моменты на этом участке пренебрежимо малы по сравнению с газодинамическим моментом.

Т 1

Т 2

Рис.2.8. Характер изменения угла тангажа uи поперечного ускорения W_y при развороте продольной оси ЗУР.

 

В работе [1] показано, что при принятых допущениях оптимальное по быстродействию управление склонением·состоит из двух максимальных по величине и противоположных по знаку значений управляющего момента. Длительность интервалов воздействия этих моментов ( t ₁ , t ₂ ) зависит от начальных условий.

+ώ m

Диаграмма оптимального по быстродействию разворота продольной оси корпуса ЗУР, соответствующая принятым допущениям, показана на рис.2.9.

t 0

t 1

Рис.2.9. Диаграмма разворота продольной оси корпуса ЗУР при склонении

 

–ώ m

T 1

τ 1

τ 2

Уравнение углового движения ЛА следует из уравнения моментов в проекции на ось OZ в вертикальной плоскости:

I_z · ώ_z + ( I_y – I_x )· ω_x ·ω _y = M_z                                                   (2.23)

Рассматривая изолированное движение тангажа с учетом того, что ώ_z =ϋ, запишем:

ϋ= M_z / I_z = P_упр l_упр          / I_{z ,}                                                       (2.24)

где Р_упр  – максимальная управляющая сила;

     l _упр – плечо этой силы относительно центра масс.

Для нахождения управляющей силы Р_упр воспользуемся диаграммой рис.2.9, из которой следует:

               (2.25)

                                            

Здесь u  — угол тангажа;  — максимальное угловое ускорение ЗУР, создаваемое при соответствующих максимальных управляющих воздействиях устройств газодинамического управления.

Граничными условиями для решения уравнения (2.25) являются начальные значения угла тангажа (u_o) и угловой скорости ( w_o), а также конечное значение угла тангажа (u ₁), т.е. ориентации продольной оси ЗУР по окончании разворота. При этом конечное значение угловой скорости тангажа принимается равным нулю, т.е. w ₁=0.

Воспользуемся аналитическим решением уравнения (2.25), полученным в работе [1], которое можно записать в виде:

          ; ;                            (2.26)

;   ;    .

Максимальная управляющая сила, необходимая для разворота продольной оси корпуса ЗУР, определяется выражением:

                                             (2.27)

Для расчета момента инерции ЗУР относительно поперечной оси (I_z) и расстояния от точки приложения управляющей силы до центра масс l_упр используется подпрограмма MINER 1. Входные величины этой СпП переходят автоматически из блока расчета геометрии и центровки комплексной программы проектирования ЛА.

Расчет максимальной управляющей силы, необходимой для разворота продольной оси корпуса ЛА, оформлен программно в виде СпП UPRAVP.

Входными величинами СпП UPRAVP являются: u _o (ТТ0В); u ₁(ТТ0 S); w _o(ОМ0); T₁(TSKL); l _упр(LP ). Выходной величиной является управляющая сила P _упр(PUPR).

Следует отметить, что полученное с помощью СпП UPRAVP значение максимальной управляющей силы, необходимой для разворота продольной оси корпуса ЛА, может быть реализовано различными вариантами газодинамических устройств, в том числе и ИДУ.

 

---

Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 181; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!