Системы самонаведения в космосе
В системах самонаведения, как и в других системах автоматического наведения, как правило, используется принцип управления по отклонению. В соответствии с ним устанавливают отклонение некоторых параметров истинного движения аппарата от значения этих параметров, отвечающих требуемому движению или заложенной программе. Это отклонеппе определяется в виде сигнала ошибки системы наведения, который воздействует на автоматику двигательной установки перехватчика и тем приводит к созданию управляющего ускорения.
А теперь обратимся к основным кинематическим параметрам, характеризующие относительное положение активного корабля и цели. В качестве главного параметра здесь выступает линия визирования, соединяющая центры масс активного корабля и цели, направление скорости полета корабля и направление его продольной оси. Три линии, направление которых определяется углами пеленга, упреждения и места, являются базами, относительно которых строятся варианты программ наведения. Угол не является неизвестным параметром, он находится в однозначной функциональной, связи с углами упреждения и места. Следовательно, в общем случае должны существовать три различные группы методов самонаведения, отличающиеся друг от друга независимым параметром управления— углом пеленга, упреждения или места.
Программное изменение каждого из указанных углов можно задавать двояким образом: по времени, либо по значению еще какого-либо независимого параметра, или их совокупности.
Что же касается параметрических программ управления, то вот здесь в качестве независимой величины удобно использовать расстояние между кораблями, а также радиальную скорость. В таком виде программа управления сближением уже не будет зависеть от полной совокупности начальных условий активного корабля и цели, а только от их легко определяемого взаимного положения, и именно вот это обстоятельство и вызвало пристальный интерес баллистиков к разработке параметрических методов управления.
Методы первой группы.
Эта группа методов самонаведения характеризуется тем, что при движении активного корабля линия визирования занимала вполне определенное положение относительно продольной оси его. Иначе говоря, здесь накладывается связь на угол пеленга. В простейшем случае требуется совпадение линии визирования с продольной осью активного корабля, и этот метод часто называют методом прямого наведения. Несмотря на простоту реализации (направляй продольную ось активного корабля прямо на цель, вот и все), методы первой группы ввиду крайней неэкономичности пе нашли практического применения, хотя по-прежнему прельщают своей простотой.
Методы второй группы.
К ним относятся методы самонаведения, в которых требуется, чтобы линия визирования, в процессе сближения, занимала определенное положение относительно вектора скорости активного корабля. Очевидно, что в этом случае накладывается вполне определенная связь на изменение угла упреждения. Наиболее простым, является случай, когда вектор скорости активного корабля направлен на цель, этот вариант называют методом погони.
Далее, если в процессе наведения угол упреждения остается постоянным, то такой метод наведения называют методом погони с упреждением. В общем случае угол упреждения может быть различным, изменяясь по вполне определенному закону во времени или в зависимости от некоторых кинематических параметров. Именно из этих соображений из рассматриваемой группы выделился так называемый метод пропорциональной навигации, включающий уже упоминавшийся метод погони, постоянного угла упреждения и параллельного сближения. Существо метода пропорциональной навигации заключается в том, что угловая скорость вращения вектора скорости активного корабля (т. е. изменение во времени угла) пропорциональна угловой скорости линии визирования.
Любопытно указать, что метод погони применяется не только в космических полетах. Собака, догоняющая зайца, стихийно использует этот метод, не делая при этом никаких упреждений. Однако теоретические исследования показывают, что введение угла упреждения (нацеливайся носом в точку, лежащую впереди бегущего зайца) экономит энергию сближения. С этой точки зрения бег собаки непонятен, поскольку вся история развития животного мира выработала в животных наиболее экономные движения.
Можно задавать различные законы или программы изменения угла упреждения, получая при этом различные методы наведения с упреждением. Анализируя эти законы, можпо выбирать их параметры так, чтобы получить траектории, удовлетворяющие каким-либо заданным особым требованиям. Из перечисленных методов наведения для встречи наиболее перспективным обычно считается метод параллельного сближе
ния. Однако он также вписывается в третью группу методов самонаведения.
Третья группа методов самонаведения.
К ней относятся те из них, в которых при управлении движением активного корабля требуется обеспечить определенное положение линии визирования относительно некоторого фиксированного в пространстве направления. В этом случае необходимо потребовать, чтобы угол менялся в соответствии с некоторым заданным законом.
Очевидно, что при наведении активного корабля по методу параллельного сближения линия визирования цели должна перемещаться поступательно. На практике различают два метода параллельного наведения: инерциальное и орбитальное.
