Пропорциональная навигация

Например, если линия визирования медленно вращается с севера на восток, ракета должна повернуть вправо на определенный коэффициент быстрее, чем скорость прямой видимости. Этот Н. фактор

Пропорциональная навигация (также известная как PN или Pro-Nav ) — закон наведения (аналог пропорционального управления ), используемый в той или иной форме большинством самонаводящихся ракет по воздушной цели . ^[1] Он основан на том факте, что два транспортных средства находятся на пути к столкновению, когда их прямая видимость не меняет направление при закрытии диапазона. PN требует, чтобы вектор скорости ракеты вращался со скоростью, пропорциональной скорости вращения линии визирования (скорость прямой видимости или скорость LOS), и в одном и том же направлении.

a_{n}=N{\dot {\lambda }}V

Где $a_{n}$ - ускорение, перпендикулярное вектору мгновенной скорости ракеты, $N$ - константа пропорциональности, обычно имеющая целое значение 3-5 (безразмерное), ${\dot {\lambda }}$ — скорость прямой видимости, а V — скорость закрытия.

Поскольку линия визирования в целом не совпадает с вектором скорости ракеты, приложенное ускорение не обязательно сохраняет кинетическую энергию ракеты. На практике при отсутствии возможности дросселирования двигателя такой тип управления может быть невозможен.

Пропорциональная навигация также может быть достигнута с использованием ускорения, нормального к мгновенной разнице скоростей:

{\vec {a}}=N{\vec {V}}_{r}\times {\vec {\Omega }}

где $\Omega$ – вектор вращения луча зрения:

{\vec {\Omega }}={\frac {{\vec {R}}\times {\vec {V}}_{r}}{{\vec {R}}\cdot {\vec {R}}}}

и ${\vec {V}}_{r}={\vec {V}}_{t}-{\vec {V}}_{m}$ - скорость цели относительно ракеты и ${\vec {R}}={\vec {R}}_{t}-{\vec {R}}_{m}$ это дальность от ракеты до цели. Это ускорение явно зависит от вектора разности скоростей, что может быть трудно получить на практике. Напротив, в последующих выражениях зависимость идет только от изменения угла зрения и величины скорости сближения. Если требуется ускорение, нормальное к мгновенной линии визирования (как в первоначальном описании), то справедливо следующее выражение:

{\vec {a}}=-N|{\vec {V}}_{r}|{\frac {\vec {R}}{|{\vec {R}}|}}\times {\vec {\Omega }}

Если требуется энергосберегающее управление (как в случае использования только рулей), можно использовать следующее ускорение, ортогональное скорости ракеты:

{\vec {a}}=-N|{\vec {V}}_{r}|{\frac {{\vec {V}}_{m}}{|{\vec {V}}_{m}|}}\times {\vec {\Omega }}

Довольно простую аппаратную реализацию этого закона наведения можно найти в ранних AIM-9 Sidewinder ракетах эти ракеты используют быстро вращающееся параболическое зеркало . В качестве ГСН . Простая электроника обнаруживает ошибку направления ГСН относительно цели ( источника ИК- излучения ) и прикладывает момент к этому шарнирному зеркалу, чтобы оно удерживалось направленным на цель. Поскольку зеркало на самом деле представляет собой гироскоп, оно будет продолжать указывать в одном и том же направлении, если к нему не приложена никакая внешняя сила или момент, независимо от движения ракеты. Напряжение , подаваемое на зеркало при удержании его на цели, затем также используется (хотя и усиливается) для отклонения управляющих поверхностей, которые управляют ракетой, тем самым делая вращение вектора скорости ракеты пропорциональным вращению по линии визирования. Хотя это не приводит к скорости вращения, которая всегда точно пропорциональна скорости LOS (что потребует постоянной скорости полета), эта реализация одинаково эффективна.

Принцип пропорциональной навигации был впервые обнаружен на море и использовался штурманами на кораблях, чтобы избежать столкновений. Эта концепция , обычно называемая постоянной уменьшающейся дальностью пеленга (CBDR), продолжает оказываться очень полезной для офицеров-судоводителей (человека, контролирующего управление судном в любой момент времени), поскольку CBDR приведет к столкновению или почти промаху, если действие недопустимо. не захвачен ни одним из двух участвующих судов. Простое изменение курса до тех пор, пока не произойдет изменение пеленга (полученное с помощью визирования компаса), обеспечит некоторую уверенность в предотвращении столкновения, но явно не надежную: командир судна, изменившего курс, должен постоянно следить за пеленгом, чтобы другое судно не сделало этого. такой же. Целесообразно существенное изменение курса, а не скромное изменение. Международные правила предотвращения столкновений на море диктуют, какое судно должно уступить дорогу, но они, конечно, не дают никаких гарантий, что это судно предпримет соответствующие действия.

См. также

Камуфляж движения

Библиография

Янушевский, Рафаэль. Современное наведение ракет . ЦРК Пресс, 2007. ISBN 978-1420062267 .

Ссылки

^ Янушевский, стр. 3.

[1] Янушевский, стр. 3.

[1]