Файл: С. В. Кондаков 2019 г.pdf

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
70
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
промежуточными между свойствами кривых погони и свойствами траекторий параллельного сближения. В частности, по мере увеличения коэффициента пропорциональности k линия визирования цели вращается медленнее и при k =
∞ перемещается параллельно самой себе при любых начальных условиях.
Соответственно с увеличением коэффициента k траектории наведения все менее и менее отличаются от прямолинейных, а потребные нормальные перегрузки уменьшаются.
Достоинства метода пропорционального наведения:
- Простота приборной реализации метода;
- Применение метода в широком диапазоне отношений скорости цели и ракеты.
Недостатки метода:
- Условия стрельбы вдогон более благоприятны, чем на встречном курсе;
- Предъявление более жестких требований к маневренным свойствам ракеты при наведении на маневрирующую цель.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
71
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
Выводы по главе один
В ходе выполнения работы были рассмотрены основные непрерывные методы наведения зенитных управляемых ракет на цели аэробаллистического типа
По проделанной работе можно сделать вывод, что каждый метод имеет свои сложности реализации.
Метод прямого наведения может быть успешно применен только для наведения летательного аппарата на неподвижную цель, например, в управляемых бомбах и самолетах-снарядах, или на цель, скорость которой во много раз меньше скорости
ЛА. При этом необходимо, чтобы угол атаки а был минимальным, т. е. чтобы направление продольной оси ракеты как можно точнее совпадало с направлением вектора скорости ракеты.
При методе погони следует иметь в виду два возможных случая: преследование удаляющейся цели (на попутных курсах) и преследование приближающейся цели
(на встречнопересекающихся курсах). Траектория летательного аппарата сильно искривлена, особенно при встречнопересекающихся курсах.
Пропорциональный метод наведения [4] на данный момент является наиболее эффективным и используемым методом наведения самонаводящихся ракет для наведения как на не маневрирующие цели, так и на маневрирующие.
При проверке зависимости данного метода от коэффициента навигации
????
0
, было получено, что при N
0
=1 метод вырождается в метод погони; при N
0
=2 контур управления неустойчив, т.к.


n
. Значение N=3 является минимальным для метода пропорциональной навигации. В этом случае
3

n
. При N
0

1

n
, т.е. перегрузка УО не превосходит перегрузки цели. В данном случае реализуется метод параллельного сближения, когда выполняется условие
0



В таблицах 3, 4 приведены значения текущего промаха и перегрузки ЛА, полученные при моделировании различных методов наведения.
Таблица 3 – Значения текущего промаха для различных методов наведения
По данным таблицы 3 можно сделать вывод, что при методе пропорционального наведения значения промаха
ℎ наиболее близки к нулю.
Метод наведения
Метод погони
Метод прямого наведения
Пропорциональное наведение
Курсовой угол цели
θ
c
0
°
15
°
100
°
0
°
15
°
100
°
0
°
15
°
100
°
Текущий промах h
y
, м
0,65 0,55 0,654 0,55 0,96 0,23 0,1 0,01 0,01

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
72
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
Таблица 4 – Значения перегрузки ЛА для различных методов наведения
По данным, представленным в таблице 4, можно отметить, что при стрельбе ракеты навстречу цели (при
θ
???? = 100°) ракета имеет наибольшее значение перегрузки. Перегрузки в установившемся режиме в методе пропорционального наведения самые близкие к нулю.
Для надежного поражения цели необходимо выбирать такие методы наведения, использование которых не требует высоких нагрузок на ракету даже при самых неблагоприятных условиях стрельбы.
Дальнейшим этапом исследования является анализ возможности применения перечисленных классических методов самонаведения для полета в условиях космоса.
Метод наведения
Метод погони
Метод прямого наведения
Пропорциональное наведение
Курсовой угол цели
θ
c
0
°
15
°
100
°
0
°
15
°
100
°
0
°
15
°
100
°
Перегрузка n,g 5,172 4,1 24,5 35,47 21,7 36,26 0,15 0,1 0,58

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
73
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ НЕПРЕРЫВНЫХ МЕТОДОВ
НАВЕДЕНИЯ НА ОБЪЕКТЫ КОСМИЧЕСКОГО ТИПА.
2.1 Задача самонаведения в условиях космического полета ЛА
Милитаризация космоса произошла уже довольно давно — практически каждый спутник, космический аппарат, американского, российского или иного производства, имеет двойное назначение, второе из которых – военное. Это общеизвестный и практически никем не оспариваемый факт. Очевидно, что с развитием коммерческой космической инфраструктуры, например, такой как группировки спутников, раздающих интернет, борьба в космосе будет только обостряться. О том, что космическое пространство становится ареной стратегического противостояния, военно-политические руководства великих держав активно говорят уже долгое время.
Конфронтация в космосе требует изобретения современного оружия, которое будет действовать за пределами воздушного пространства Земли, что сопровождается резким увеличением технической сложности по сравнению с наземным, воздушным и морским оружием. Расширяется масштаб международной конкуренции, поскольку к ней присоединяются Япония, Индия и, возможно, Иран.
Предполагаемые космические войны могут проходить на орбитах, начиная с 160 и до 42 тысяч километров над уровнем моря, при этом Международная космическая станция находится на высоте около 400 километров от поверхности земного шара.
Перечислим некоторые возможные способы применения космического оружия:

поражение воздушных летательных аппаратов при попытке атаки охраняе- мых территорий;

подавление радиосвязи на обширных территориях и вывод из строя радио- электронного оборудования противника;

разрушение стратегических космических объектов противника;

нанесение ударов по территории противника из космоса;

поражение удалённых целей в космическом пространстве (лучевое и ракет- ное поражение удалённых станций и др.);

противоастероидная защита.
Реально возможное космическое оружие будущего по способу воздействия на противника практически подразделяется на следующие категории:

фугасное оружие, принцип действия, которого основан на применении большого числа взрывчатого вещества, которое при детонации высвобождает энергию и образует взрывную волну, совмещенную с высокой температурой.
Возможные подвиды такого оружия:

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
74
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
– торпеды – скоростные управляемые ракеты или снаряды с иным собственным двигателем (например, гравитационным);
– различные противокорабельные мины – дрейфующие самонаводящиеся тор- педы, атакующие космические суда, оказавшиеся в пределах радиуса действия си- стем самонаведения таких торпед.

Энергетическое оружие:
– лучевое оружие – оружие, воздействующее на противника лучеобразным направленным непрерывным или квазинепрерывным потоком: фотонов (боевые ла- зеры: эксимерные и лазеры на свободных электронах или рентгеновские), различ- ных высокоэнергичных частиц (протонов, электронов, ионов, нейтронов или иных высокоэнергичных частиц), гравитационные лучи и т. д;
– пучковое оружие, воздействующее на противника выстреливаемыми сгусткам высокоэнергичных частиц (протонов, электронов, ионов, нейтронов или иных вы- сокоэнергичных частиц);
– кинетическое – любое оружие, использующее в качестве поражающего эле- мента снаряды-болванки, разгоняемые до очень больших скоростей (не менее 100 км/с).
Из перечисленных видов космического оружия, именно над кинетическим оружием ведется наибольшее число разработок.
По известным данным, возможность осуществления кинетического перехвата прорабатывалась в США почти с самого начала создания противоракетной обо- роны. Однако ввиду большой сложности такая концепция долго не получала реаль- ного развития, из-за чего старые противоракеты несли осколочные или специаль- ные боевые части. Интерес к кинетическому перехвату вновь возник только в начале девяностых годов.
В 1992 году была запущена разработка принципиально нового наземного мо- бильного противоракетного комплекса THAAD. На этот раз речь шла о создании системы ПРО, способной перехватывать боевые блоки баллистических ракет сред- ней дальности за пределами земной атмосферы. Максимальная скорость перехва- тываемой цели должна была достигать 2500-2800 м/с. Разработка заняла несколько лет, и в 1995 году опытные образцы средств будущего THAAD вышли на полигон для испытаний.
Ракета комплекса THAAD представляет собой изделие длиной 6,2 м диаметром
340 мм со стартовой массой 900 кг. Имеется твердотопливный двигатель, обеспе- чивающий дальность полета более 200 км и высоту поражения цели до 150 км. Про- тиворакета THAAD оснащается инфракрасной головкой самонаведения. Отдельная

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
75
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
боевая часть, даже вспомогательного назначения, отсутствует. Поражение цели осуществляется путем наведения и столкновения.
Наиболее крупной, заметной и амбициозной разработкой США в области ПРО является комплекс GBMD (Ground-Based Midcourse Defense – «Наземная система
ПРО с перехватом на маршевом участке»), способный (потенциально) поражать своими ракетами орбитальную цель на высоте до нескольких сотен километров.
Тяжелая противоракета в состоянии разогнать аппарат-перехватчик до орбитальной скорости, что позволяет ему поразить цель в любой точке орбиты, где обеспечивается выработка огневого решения: при использовании
Пока не известно о разработке США противоспутниковых систем космического базирования, однако высказывались предположения, что космолёт Boeing X-37 может быть потенциально использован для размещения противоспутникового оружия. Габариты грузового отсека аппарата допускают размещение в нём одного
64-килограммового кинетического перехватчика EKV (разработанного для противоракет программы GBMD) или нескольких легких перехватчиков LEAP
(разработанных для противоракет SM-3). Пока нет подтверждений подобным планам использования.
Несмотря на то, что результаты большинства военных изобретений не афишируются, известно, что подобными разработками кинетического оружия также занимаются и в Китае. В 2007 году в Китае состоялись испытания собственного противоспутникового оружия. находящийся на полярной орбите высотой 865 км, метеоспутник FY-1C серии Fengyun, был поражен прямым попаданием так называемой кинетической боеголовкой. Ракета была запущена с мобильной пусковой установки на космодроме Сичан и перехватила спутник на встречном курсе. После столкновения, «Фэнъюнь–1С» распался на три тысячи осколков, и сейчас они составляют 28% всего мусора на орбите.
Отечественные разработки противоспутниковой обороны начались ещё в
Советском Союзе. В 1963 году был осуществлен запуск первого космического аппарата-перехватчика «Полет-1» с зарядом взрывчатого вещества. Он был способен выполнять многочисленные маневры изменения плоскости и высоты орбиты. «Полёт» разрабатывался опытно-конструкторским бюро 52 под руководством академика Владимира Николаевича Челомея. Маневрирующие космические аппараты дали старт к созданию истребителей спутников, стоявших на страже СССР в космосе, и управляемых межпланетных кораблей, обеспечивших возможность доставки космических станций в различные уголки нашего пространства и подготовивших перспективные межпланетные путешествия для всего человечества.

Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
76
24.05.06.2019.356.00
ПЗ ВКР
Одной из перспективных разработок на сегодняшний день является новая система противоракетной обороны А-235 «Нудоль» (названная по одноименному
ОКР), которая способна сбивать как МБР (межконтинентальные баллистические ракеты), так и спутники. Согласно конструкторскому замыслу ракета должна обладать возможностью сбивать гиперзвуковые средства нападения, баллистические ракеты и их боевые блоки, а также спутники в ближнем космосе.
Наиболее ожидаемой на сегодняшний день является поставка на вооружение зенитного ракетного комплекса С -500, в котором предполагается применить принцип раздельного решения задач уничтожения баллистических и аэродинамических целей. Основной задачей комплекса является отражение ударов баллистических ракет средней дальности с дальностью пуска до 3500 км.
Также среди задач зенитного комплекса ставятся уничтожение гиперзвуковых крылатых ракет, самолётов и БПЛА, как обычных высотных, так и гиперзвуковых ракет со скоростью 5 M и выше, уничтожение низкоорбитальных спутников и космических средств поражения, запускаемых с гиперзвуковых самолётов, ударных гиперзвуковых БПЛА и орбитальных платформ.
Ракеты С-500 с маневрирующими блоками с собственными РЛС для поражения кинетическим ударом, как в THAAD, способны сбивать ракеты, доставляющие средства противоракетной обороны для поражения МБР на самом уязвимом разгонном участке траектории, пока не произошло разделения боеголовок и выброса ложных целей.
Метод кинетического перехвата получил более широкое применение, так как обладает рядом преимуществ. Основным достоинствам данного метода является наличие большой разрушительной силы, не обусловленной использованием взрывчатых веществ, а также возможность с большой вероятностью попадать в высокоскоростную маневрирующую цель при ограниченном времени на выполнение боевой задачи.
В
прочем, кинетический перехват не лишен существенных недостатков, с которыми приходится бороться на стадии проектирования. В первую очередь, такой способ поражения цели является крайне сложным с точки зрения техники.
Противоракета или боевая ступень-перехватчик нуждается в усовершенствованных средствах наведения. ГСН должна обеспечить своевременное обнаружение баллистической цели, в том числе в сложной помеховой обстановке. Затем ее задачей является выведение перехватчика в точку встречи с мишенью.