Автомат стабилизации

В общем виде всякая система управления включает устройства стабилизации (автомат стабилизации) и собственно управления (систему наведения). [c.49]

Ракета совместно с автоматом стабилизации образует замкнутую динамическую систему. Устойчивость движения ракеты обеспечивается обычно раздельно по углам тангажа, рысканья и крена, поэтому рассматривают замкнутые динамические системы в каждой из трех плоскостей. [c.478]

Так как замкнутая динамическая система должна быть устойчивой, то динамические свойства автомата стабилизации зависят от динамических свойств регулируемого объекта. [c.478]

Уравновешивание ракеты при полете на активном участке. Для расчета необходимо знать значения поперечных управляющих сил и сил инерции от поступательного и вращательного движения. Поперечная управляющая сила обычно определяется работой автомата стабилизации. Ее значение складывается из программной силы, заданной траектории полета, и дополнительной управляющей силы при стабилизации возмущенного движения. Для прочности ракеты наиболее важно значение управляющей силы при действии на корпус ракеты Be rg.a. Программная управляющая сила обычно невелика и в ориентировочных расчетах на прочность ее можно не учитывать. Рассмотрим качественную сторону явлений, происходящих при воздействии ветра на ракету. [c.281]

В уравнениях (10.21) и (10.22) т — масса и J — массовый момент инерции ракеты как твердого тела j t — координата центра тяжести. К этим уравнениям следует добавить уравнение автомата стабилизации, Б простейшем случае имеющим, например, следующий вид [c.282]

Наконец, в последние полтора десятилетия основным потребителем теории сделалась ракетная техника. Создание автоматов стабилизации и управления ракетами требует весьма точной информации о природе спектра возможных стоячих колебаний в баках ракет. С точки зрения чисто математической задача о свободных колебаниях очень проста. Она сводится [c.62]

Как II все управляемые баллистические ракеты, Фау-2 снабжена автоматом стабилизации. Гироприборы и прочие блоки автомата стабилизации расположены в приборном отсеке и смонтированы на крестовидной панели. [c.48]

Исполнительными органами автомата стабилизации являются газоструйные и воздушные рули. Газоструйные рули 3 располагаются в струе истекающих из камеры 4 газов и крепятся со своими приводами — рулевыми машинами — на жестком рулевом кольце 5. При отклонении рулей возникает момент, поворачивающий ракету в нужном направлении. Так как газоструйные рули работают в исключительно тяжелых те.мпературных уело- [c.48]

В пассив придется внести некоторое увеличение веса баков их надо усилить. Возможно, придется сюда же записать дополнительный вес сжатого воздуха и систем наддува топливных баков. В пассив запишется также и вес нового стабилизатора головной части. Но, конечно, такой стабилизатор весит много меньше, чем старый, предназначенный для ракеты в целом. И наконец, от старого стабилизатора могут сохраниться некоторые рудименты в виде так называемых пилонов. На них возлагается две задачи. Пилоны дают некоторое стабилизирующее действие, что позволяет несколько упростить условия работы автомата стабилизации. Этот вопрос мы обсудим позже. Кроме того, пилоны позволяют вынести воздушные рули, если таковые [c.54]

Рассматривая ракету В2А более детально, можно было бы отметить и другие ее особенности. Но главное не в этом. Поразительной и в то же время весьма поучительной особенностью этой конструкции является логическое несоответствие между принципом отделяющейся головной части и наличием хвостового стабилизатора. На участке выведения ориентация ракеты обеспечивается автоматом стабилизации. Что же касается аэродинамической стабилизации при входе в плотные слои атмосферы, то хвостовое оперение здесь не может ничем помочь, поскольку корпус не обладает для этого необходимой прочностью. [c.57]

При малом удлинении ракеты этот вопрос естественно снимается, но зато возникает другая неприятность — возрастает роль возмущений от поперечных колебаний жидкости в баках, и если надлежащим подбором параметров автомата стабилизации не удается их парировать, приходится устанавливать в баках перегородки, ограничивающие подвижность жидкости. На рис. 2.6 частично показаны узлы 7 для крепления гасителей колебаний в баке горючего. Естественно, такое решение приводит к ухудшению весовых характеристик ракеты. [c.63]

И атмосферное воздействие, и работа автомата стабилизации, и смена режимов полета. Картина такая же, как и при поездке в автомашине. Пассажир едет из города А в город Б , и условия задачи реально выполняются. Но сидя в уютном кресле, он ощущает не только рельеф дорожного покрытия, который является для машины аналогом атмосферных возмущений. Пассажир замечает также смену ускорений при переключении передач, ои чувствует колебания машины после преодоления очередного препятствия и их затухание, связанное с наличием амортизаторов. Нетрудно заметить и некоторые преобладающие частоты колебаний кузова, подвешенного на рессорах. Словом, все как и у ракеты. [c.298]

ОТ громоздких И тяжелых поворотных механизмов, вводится программа разворота по крену. Ракета на стартовой позиции устанавливается в раз и навсегда принятом положении, независимо от направления предстоящего пуска. Азимут вычисляется заранее и передается бортовому запоминающему устройству, о котором мы поговорим позже. Как только ракета оторвалась от стартового устройства и еще поднимается по вертикали, автомат стабилизации разворачивает ее относительно вертикальной оси иа линию прицеливания. На это уходит примерно 10—15 секунд, после чего начинается разворот ракеты по тангажу. [c.312]

При скорости, приближающейся к скорости звука, происходит быстрое изменение аэродинамических сил, и заметно смещается центр давления. Это создает трудности для автомата стабилизации, и потому критический участок траектории желательно проходить при нулевых углах атаки. Этого же требуют и условия прочности. [c.313]

В заключение заметим, что программный угол фпр и фактически реализуемый угол тангажа, ф несколько различаются. Это различие определяется статической характеристикой автомата стабилизации и в уточненных баллистических расчетах принимается во внимание. [c.316]

Устойчивость полета управляемой баллистической ракеты также должна рассматриваться в рамках технического критерия. Управляемую баллистическую ракету необходимо снабдить прел-сде всего средствами, обеспечивающими предписанную ей ориентацию осей в пространстве. Устойчивость по отношению к угловым возмущениям обычно именуется угловой стабилизацией, или просто — стабилизацией, а обеспечивающая ее система устройств называется автоматом стабилизации. [c.364]

Первые автоматы стабилизации были созданы в самом начале нашего века для управления курсом морских торпед. В дальнейшем с развитием авиации начали создаваться автопилоты, основные принципы которых во время второй мировой войны были приняты за основу создаваемых автоматов стабилизации ракет и самолетов-снарядов. Постепенное увеличение дальности ракет, расширение их задач, выход в космическое пространство, повышение требований к точности — все это естественно усложнило снсте.му стабилизации, связало ее с системой наведения и привело к тому, что эга область техники не только расширилась, но и сделалась трудно обозримой. Поэтому мы начнем с самых простых, может быть даже примитивных вопросов, по методически наиболее доступных. [c.366]

Рассмотрим для начала работу простейшего автомата стабилизации но курсу для самолета (рис. 8.3). [c.366]

Можно рассуждать и иначе. Реакция автомата на возникающие возмущения должна меняться не только в зависимости от величины, но н от скорости возникающих возмущений. Достаточно вспомнить, что спортсмен (мы имеем в виду любую игру в мяч) не просто оценивает положение мяча в пространстве, но определенным образом воспринимает и скорость его полета. Обычно это называют хорошей реакцией. И эта аналогия с живым организмом (уже в который раз) со всей очевидностью подсказывает решение и для автомата стабилизации. На вход надо подавать сигнал, зависящий не только от изменения угла курса, но и от его производной по времени, чтобы изменение давления в полости чувствительной мембранной коробки в Ш-нейно.м приближении имело хотя бы следующий вид [c.370]

АВТОМАТ СТАБИЛИЗАЦИИ БАЛЛИСТИЧЕСКИХ РАКЕТ 391 [c.391]

На участке выведения ракета должна стабилизироваться по углам тангажа, крена и рыскания. Значит, на вход автомата стабилизации необходимо подать информацию об угловых [c.391]

Силовые органы управления, исполняющие волю как автомата стабилизации, так и системы наведения, для наглядности изображены на рис. 8.19 в виде четырех условных рулей. [c.393]

Программы выведения по тангажу и рысканию формируют траекторию центра масс ракеты и поэтому безо всякой натяжки рассматриваются нами как принадлежащие системе наведения. И тем НС менее выполнение этих программ в их наиболее простом виде поручается устройствам, конструктивно входящим в блоки автомата стабилизации, хотя автомат сам по себе, в принципе, и должен был бы противиться их выполнению. [c.394]

В инженерной практике широко распространены конструкции, элементы которых имеют полости или отсеки, содержащие жидкость, иапример, объекты авиационной и ракетно-космической техники, танкеры и плавучие топливозаправочные станции, суда для перевозки сжиженных газов и стационарные резервуары, предназначенные для хранения нефтепродуктов и сжиженных газов, ректификационные колонны и т. д. В большинстве случаев жидкость-заполняет соответствующие полостн или отсеки лишь частично, так что имеется свободная поверхность, являющаяся границей раздела между жидкостью и находящимся над ней газом (в частности, воздухом). Обычно можно считать (за исключением особых случаев движения тела с жидкостью в условиях, близких к невесомости, которые здесь не рассматриваются), что колебания жидкости происходят в поле массовых сил, гравитационных и инерционных, связанных с некоторым невозмущенным движением. Как правило, это поле можно в первом приближении считать потенциальным, а само возмущенное движение отсека и жидкости — носящим характер малых колебаний, что Оправдывает линеаризацию уравнений возмущенного движения. Ряд актуальных для практики случаев возмущенного движения жидкости характеризуется большими числами Рейнольдса, что позволяет использовать при описании этого движения концепцию пограничного слоя, считая, кроме того, жидкость несжимаемой. Эти гипотезы лежат в основе теории, излагаемой ниже [23, 28, 32, 34, 45, 54J. Учету нелинейности немалых колебаний жидкости посвящены, например, работы [15, 26, 29, 30]. Взаимное влияние колебаний отсека и жидкости при ее волновых движениях может сильно изменять устойчивость системы, а иногда порождать неустойчивость, невозможную при отсутствии подвижности жидкости. В качестве примера можно привести резкое ухудшение остойчивости корабля при наличии жидких грузов и Динамическую неустойчивость автоматически управляемых ракет-носителей и космических аппаратов с жидкостными ракетными двигателями при неправильном выборе структуры или параметров автомата стабилизации. Поэтому одной из основных Задач при проектировании всех этих объектов является обеспечение их динамической устойчивости [9, 10, 39, 43]. Для гражданских и промышленных сооружений с отсеками, содержащими жидкость, центр тяжести при исследовании их динамики смещается в область определения дополнительных гидродинамических нагрузок, например при сейсмических колебаниях сооружения [31]. [c.61]

Достаточно точно значение унравляюш,ей силы можно определить, только решив уравнения возмущенного движения с учетом работы автомата стабилизации. В начальной стадии проектирования такие расчеты не всегда можно выполнить. В этих случаях можно воспользоваться приближенным приемом, основанным на рассмотрении двух крайних случаев работы автомата стабилизации. В первом случае, принимают запаздывание автомата настолько большим, что угол отклонения управляющего органа 6 = 0 и соответственно Ур О. Тогда из уравнения (10.22) определяем угловое ускорение [c.283]

Во втаром случае считают автомат стабилизации отрабатывающим управляющую силу Fp так, что угловое ускорение ракеты = 0. Тогда из уравнения (10.22) [c.283]

Рис. 1.19. Схема управления рулем высоты с автоматом стабилизации и демпфи

На рис. 6.36 показан закон этого смещения во времени. Центр масс смещается в зависимости от количества израсходованного топлива, а центр давления зависит от числа М. Закон смеихения центра давления обнаруживает некоторую немонотонность, связанную со сменой характера обтекания при переходе через скорость звука. На рис. 6.36 пунктиром показан также примерный закон смещения центра давления для нсоперенной ракеты. Здесь, как видим, на участке выведения возможна смена устойчивого состояния на неустойчивое. Для управляемой ракеты, каковой является всякая баллистическая ракета, это не влечет за собой пагубных последствий. Устойчивость обеспечивается работой автомата стабилизации. Но вместе с тем не следует думать, что это происходит само собой. Структура [c.277]

Логика выбора размеров газоструйных рулей, точно так же как и тяги управляющих двигателей, достаточно проста. Рабочий угол поворота б может рассматриваться как сумма двух слагаемых. Первое — обусловлено необходимостью выполнить программный разворот ракеты по номинальной траектории. Эта величина легко определяется простым расчетом. Второе слагаемое — это дополнительный угол [юворота, который следует рассматривать как реакцию, как ответ автомата стабилизации на возможные случайные возмущения. [c.289]

Наличие скачка Дфпр противоречит физическому смыслу программы, но в то же время соответствует условию оптимума при сделанном ограничении. Из-за ограничения по скоростному напору первая ступень выводилась по излишне крутой траектории, и теперь надо быстро уменьшить угол ф р для второй ступени. Естественно, в процессе расчетов по выбору программы угла тангажа скачок сглаживается некоторой плавной переходной кривой (рис. 7.10), с тем чтобы ф р не превышало допустимого значения. Кстати, на основе тех же предпосылок построена и программа для трехступенчатой ракеты, траекторные параметры которой в качестве примера были приведены на рис. 7.8. Заметим заодно, что изломы в графике изменения угла тангажа воспринимаются автоматом стабилизации при исполнении программы как кратковременные возмущения, и если они не чрезмерны, система управления с ними легко справляется. [c.316]

Система стабилизации всегда автономна. Угловые возмущения, которые испытывает ракета в полете, столь многообразны, непредвидимы и переменчивы, что оперативное вмешательство извне в процесс стабилизации практически исключается. Автомат стабилизации должен быть заранее наделен способностью принимать решение самостоятельно. Здесь вполне уместна очевидная аналогия. Человек, которому можно дать какое-то поручение, должен прежде всего уметь ходить он должен быть в [c.364]

Итак, на ракете контрольно-измерительные датчики гироскопических приборов являются чувствительными органами автомата стабилизации. Полученные от них сигналы необходимо как-то преобразовать, обработать, Суммировать, усилить и передать иа рулевые машины, которые и повернут в необходимой мере газоструйиые рули или управляющие камеры, и таким образом ориентация летательного аппарата в ходе некоторого динамического процесса будет восстановлена. [c.366]

Такая классическая схема автомата стабилизации первого поколения , конечно, не единственная и тем более — не обязательная. В современных системах управления явно намечена тенденция к совмещению каналов стабилизации и не только через общую гироплатформу. Управляющие органы (поворотные камеры), имевшие до того только одну ось поворота по отношению к корпусу, приобретают еще одну степень свободы (как у ракеты Сатурн , см. стр. 81). Момент по тангажу может быть создан поворотом четырех управляющих двигателей относительно оси II—IV. Момент по рысканию — поворотом снова всех камер относительно оси /—III. Соответствующим поворотом всех камер получается и управляющий момент по крену. В основе такого решения лежит, как уже говорилось, требование живучести, т. е. способности системы в нештатной (аварийной) ситуации передавать функции одного исполнительного органа другим. Но это качество ие может быть приобретено [c.393]

Мы уже говорили, что разделение управления на систему стабилизации и на систему наведения достаточно условно, и провести между нимп четкую границу не всегда возможно, а, может быть, даже и не всегда нужно. Автомат стабилизации— это одна из исполнительных подсистем общей системы управления. У него постоянная задача, которую он упрямо выполняет выдерживать задаваемую системой наведения ориентацию ракеты в пространстве. [c.394]

Автомат стабилизации получает на вход информацию от гироскопических датчиков и судит об ориентации ракеты в пространстве по сигналам, снятым с потенциометров, от датчика ДКд.(, в частности. Если потенциометр этого датчика повернуть относительно корпуса ракеты на некоторый угол фпр, соответствующий программному развороту по тангажу, то на вход автомата стабилизаци 1 поступит сигнал. Честно работающий автомат воспримет это как следствие поворота самой ракеты и постарается восстановить положение. На рули II—IV будет подана команда, и ракета повернется на тот же угол, на который был повернут датчик, но в обратную сторону. Таким образом, автомат стабилизации не только не препятствует программному развороту ракеты, но сам же его и выполняет ). [c.394]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...