система наведения управляемого снаряда
Классы МПК: | F42B15/01 средства наведения или управления для них F41G7/26 оптические системы наведения |
Автор(ы): | Збранков Ю.В., Бабичев В.И., Коечкин Н.Н., Рабинович В.И., Сергеев Ю.В. |
Патентообладатель(и): | Государственное унитарное предприятие "Конструкторское бюро приборостроения" |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-04-05 публикация патента:
27.05.2003 |
Изобретение относится к вооружению, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерной головкой самонаведения. Техническим результатом настоящего предложения является повышение точности наведения. Система наведения управляемого снаряда содержит гироскоп инерциальный, рулевой привод и головку самонаведения, выход "Захват", который соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом гироскопа инерциального, второй выход которого соединен со вторым входом первого элемента И. Выход первого элемента И соединен со входом "Компенсация" головки самонаведения и со вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом гироскопа инерциального и входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с первым выводом электровоспламенителя механизма раскрытия рулей рулевого привода, второй вывод которого соединен с первым полюсом источника питания. Выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы головки самонаведения "-Y", "+Y" соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соединены соответственно с первыми входами первой, второй, третьей и четвертой обмоток управления рулевого привода. Вторые входы обмоток управления и вход гироскопа инерциального соединены со вторым полюсом источника питания, введены схема задержки, RS-триггер, схема установки в исходное состояние, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, причем выходы этих элементов соединены со входами второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соответственно, а вторые входы этих элементов И соединены с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом схемы установки в исходное состояние, вход которой соединен со вторым полюсом источника питания, а S-вход - с выходом схемы задержки, вход которой соединен с первым выходом гироскопа инерциального. Первые входы третьего, четвертого элементов И соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, а первые входы пятого и шестого элементов И соединены с выходами "+Z" и "Z" головки самонаведения соответственно. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Система наведения управляемого снаряда, содержащая схему задержки, триггер, шесть элементов И, гироскоп инерциальный, рулевой привод и головку самонаведения, выход "Захват" которой соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом гироскопа инерциального, второй выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен с входом "Компенсация" головки самонаведения и с вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом гироскопа инерциального и входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с первым выводом электровоспламенителя механизма раскрытия рулей рулевого привода, второй вывод которого соединен с первым полюсом источника питания, выход второго элемента И соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход головки самонаведения -Y, +Y соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соединены соответственно с первыми входами первой, второй, третьей и четвертой обмоток управления рулевого привода, а вторые входы обмоток управления и вход гироскопа инерциального соединены с вторым полюсом источника питания, отличающаяся тем, что она снабжена схемой установки в исходное состояние, а в качестве триггера использован RS-триггер, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с входами второго, третьего, четвертого, и пятого усилителей мощности соответственно, а вторые входы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом схемы установки в исходное состояние, вход которой соединен с вторым полюсом источника питания, а S-вход - с выходом схемы задержки, вход которой соединен с первым выходом гироскопа инерциального, первые входы третьего, четвертого элементов И соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, а первые входы пятого и шестого элементов И соединены с выходами +Z и -Z головки самонаведения соответственно.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к области вооружения, в частности к артиллерийским управляемым снарядам с лазерной головкой самонаведения. Известна система наведения управляемого снаряда [1], содержащая гироскоп инерциальный (ГИ), рулевой привод (РП) и головку самонаведения (ГСН), выход "Захват" которой соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом гироскопа инерциального, второй выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен со входом "Компенсация" ГСН и со вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом гироскопа инерциального и входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с первым выводом электровоспламенителя механизма раскрытия рулей рулевого привода, второй вывод которого соединен с первым полюсом источника питания, выход первого элемента ИЛИ соединен со входом второго усилителя мощности, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен со входом третьего усилителя мощности, выходы головки самонаведения "-Y" и "+Y" соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы головки самонаведения "+Z" и "-Z" соединены со входами четвертого и пятого усилителей мощности соответственно, выходы второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соединены с первыми входами первой, второй, третьей и четвертой обмоток управления рулевого привода, вторые входы которых и вход гироскопа инерциального соединены со вторым полюсом источника питания бортовой аппаратуры. Существенным недостатком данной системы управления является тот факт, что в момент раскрытия рулей снаряд получает возмущающее воздействие, которое приводит к колебательному процессу. При этом одновременно с моментом раскрытия рулей от ламельного датчика инерциального гироскопа на рулевой привод подается команда управления (сигнал компенсации силы тяжести). Под действием суммарного воздействия управляющей команды и возмущения, вызванного раскрытием рулей, амплитуда колебаний снаряда может достигнуть критической величины, что приводит к ухудшению точности системы. Задачей предлагаемого изобретения является повышение точности наведения управляемого снаряда за счет разнесения во времени момента раскрытия рулей и начало управления. При этом команда управления на рулевой привод подается через временной интервал Тзад по отношению к моменту раскрытия рулей, определяемый временем переходного процесса, достаточным для затухания колебаний и зависящим от параметров конкретного управляемого снаряда. Для достижения поставленной задачи в систему наведения управляемого снаряда, содержащую схему задержки, триггер, шесть элементов И, гироскоп инерциальный, рулевой привод и головку самонаведения, выход "Захват" которой соединен с первым входом первого элемента И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с третьим выходом гироскопа инерциального, второй выход которого соединен со вторым входом первого элемента И, выход первого элемента И соединен со входом "Компенсация" головки самонаведения и со вторым входом первого элемента ИЛИ, третий вход которого соединен с первым выходом гироскопа инерциального и входом первого усилителя мощности, выход которого соединен с первым выводом электровоспламенителя механизма раскрытия рулей рулевого привода, второй вывод которого соединен с первым полюсом источника питания, выход второго элемента И соединен со вторым входом второго элемента ИЛИ, выходы головки самонаведения "-Y" и "+Y" соединены с первыми входами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, выходы второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соединены соответственно с первыми входами первой, второй, третьей и четвертой обмоток управления рулевого привода, а вторые входы обмоток управления и вход гироскопа инерциального соединены со вторым полюсом источника питания, введены схема установки в исходное состояние, а в качестве триггера использован RS-триггер, выходы третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И соединены со входами второго, третьего, четвертого и пятого усилителей мощности соответственно, а вторые входы этих элементов И соединены с выходом RS-триггера, R-вход которого соединен с выходом схемы установки в исходное состояние, вход которой соединен со вторым полюсом источника питания, a S-вход - с выходом схемы задержки, вход которой соединен с первым выходом гироскопа инерциального, первые входы третьего, четвертого элементов И соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ соответственно, а первые входы пятого и шестого элементов И соединены с выходами "+Z" и "-Z" головки самонаведения соответственноНа чертеже приведена блок-схема предлагаемой системы, где:
1 - головка самонаведения, выполненная например, как в прототипе, 2 - гироскоп инерциальный с ламельным датчиком, выполненный, например, как в прототипе, 3 - рулевой привод, 4 - элемент НЕ, 5, 6 - первый и второй элементы И, 7, 8 - первый и второй элементы ИЛИ, 9 - схема задержки, 10 - схема установки в исходное состояние, 11 - RS-триггер, 12, 13, 14 и 15 - третий, четвертый, пятый и шестой элементы И, 16, 17, 18, 19 и 20 - первый, второй, третий, четвертый и пятый усилители мощности, 21 - электровоспламенитель механизма раскрытия рулей рулевого привода, 22, 23, 24 и 25 - первая, вторая, третья и четвертая обмотки управления рулевого привода. Работает система наведения следующим образом. Производится выстрел и снаряд летит по баллистической траектории. В расчетной точке траектории разарретируется и раскручивается ротор гироскопа инерциального 2, выходит на режим батарея питания бортовой аппаратуры. После разгона ротора гироскопа инерциального последний приобретает гироскопические свойства и его главная ось запоминает положение продольной оси снаряда в момент разарретирования. Под действием силы тяжести продольная ось снаряда изменяет свою ориентацию в вертикальной плоскости. При этом происходит смещение ламельного датчика относительно токоввода гироскопа инерциального. На инерциальном участке наведения, когда сигнал "Захват" с выхода головки самонаведения отсутствует, при достижении заданного угла пеленга ламельный датчик формирует сигнал по выходу 1 гироскопа инерциального, который поступает на вход первого усилителя мощности 16 и далее на электровоспламенитель механизма раскрытия рулей 21 рулевого привода 3. Под действием этого сигнала раскрываются рули рулевого привода. В расчетной точке траектории происходит задействование батарей, питающих головку самонаведения, и происходит отделение блока носового, открывается входной зрачок головки самонаведения. Одновременно сигналы компенсации силы тяжести с выходов 1 и 3 гироскопа инерциального поступают соответственно на третий вход первого элемента ИЛИ 7 и через второй вход второго элемента И 6 на второй вход второго элемента ИЛИ 8 и далее на первые входы третьего элемента И 12 и четвертого элемента И 13, но далее они не проходят, т.к. на вторые входы третьего 12, четвертого 13, пятого 14 и шестого 15 элементов И приходит сигнал лог.0 с выхода RS-триггера 11, который устанавливается в нулевое состояние под действием импульса с выхода схемы установки в исходное состояние 10 по выходу бортового источника питания на режим. Сигнал с выхода 1 гироскопа инерциального поступает также на вход схемы задержки 9, которая задерживает начало инерциального наведения на время переходного процесса, вызванного воздействием на него перегрузок, связанных с раскрытием рулей. Сигнал с выхода схемы задержки 9 поступает на S-вход RS-триггера и устанавливает на его выходе сигнал лог.1, которая, поступая на вторые входы третьего 12, четвертого 13, пятого 14 и шестого 15 элементов И, разрешает проход сигналов, поступающих на их первые входы. Т. о. сигналы с первого и третьего выходов гироскопа инерциального через второй 17 и третий 18 усилители мощности будут проходить соответственно на первую 22 и вторую 23 обмотки управления рулевого привода, осуществляя тем самым инерциальное наведение снаряда, причем начало инерциального наведения разнесено во времени с моментом раскрытия рулей на время переходного процесса, вызванного их раскрытием. При подлете снаряда к цели и при приеме отраженных от цели импульсов лазерного излучения ГСН 1 формирует сигнал "Захват", который, поступая на первый вход первого элемента И 5, разрешает проход импульсов с первого и второго выхода ГИ на вход "Компенсация" ГСН, а также поступая через инвертор 4 на первый вход второго элемента И 6, запрещает проход импульсов с третьего выхода гироскопа инерциального на рулевой привод. При вращении снаряда на первом и втором выходах гироскопа вырабатываются импульсы, суммарная длительность которых приблизительно равна половине периода вращения снаряда. Под действием этого сигнала ось ГСН будет стремиться разворачиваться в вертикальной плоскости вниз, а в ГСН при этом будет вырабатываться сигнал, компенсирующий влияние прецессии, обусловленной сигналом с инерциального гироскопа, при этом сигнал на выходе ГСН в процессе ее слежения за целью будет иметь следующий вид:
J = f(e-

где f - функция, определяемая пеленгационной характеристикой ГСН, е - угловая скорость линии "снаряд-цель",

1. 152-мм выстрел 3ВОФ64 (3ВОФ93) с осколочно-фугасным управляемым снарядом 3ОФ39 и зарядом 1 (Уменьшенным переменным зарядом). Техническое описание и инструкция по эксплуатации 3ВОФ64.00.00.000ТО (3ВОФ93.00.00.000ТО)". - М.: Военное издательство, 1990, стр. 56-64.
Класс F42B15/01 средства наведения или управления для них
Класс F41G7/26 оптические системы наведения