Далее, используя фазовые соотношения и логику последовательного алгебраического суммирования, взаимно подавляют сигналы исходных частот (сканирования и ГОН), а из оставшихся сигналов суммарной и разностной частот с помощью двойного Т-образного фильтра выделяют сигнал разностной частоты [(f2 — f3) — f2 = f3].
Физический смысл такого преобразования состоит в том, что ошибка наведения проецируется на вращающуюся плоскость, в которой рули создают управляющую силу. При этом получаемый синусоидальный сигнал частоты f3 будет нести в себе информацию о том, в какую сторону (фаза сигнала) и насколько (амплитуда сигнала) нужно повернуть рули в любой момент периода их вращения, чтобы создаваемая ими управляющая сила непрерывно уменьшала ошибку наведения.
Информационный сигнал на частоте управления с выхода фазового детектора поступает на первый вход сумматора (ΣII) схемы линеаризации.
Схема линеаризации
Схема состоит из генератора линеаризации и сумматора-усилителя.
Генератор линеаризации собран по схеме RC-генератора низкой частоты с использованием операционного усилителя, частоты зависимой RC-цепи положительной обратной связи и фильтра низких частот. Генератор вырабатывает синусоидальное напряжение удвоенной частоты управления (2f3), поступающее на второй вход сумматора.
При этом суммарный сигнал (Uсум = Uфд + Uгл) на выходе сумматора ΣII определяется в зависимости от соотношения амплитуд Uфд и Uгл.
Усилитель-ограничитель
Усилитель состоит из каскада усиления на интегральной схеме дифференциального усилителя и каскада ограничения на составном транзисторе.
Входными сигналами усилителя являются суммарный информационный сигнал с ΣII и сигнал датчика угловых скоростей контура демпфирования колебаний корпуса ракеты.
Выходной управляющий импульсный сигнал подается на усилитель мощности, работающий в ключевом режиме.
Вид выходного сигнала в зависимости от Uсум представлен на рис. 38.
Очевидно, что под действием управляющего сигнала рулевая машина будет перебрасывать рули из однократного положения в другое по-разному:
• При Uфд = 0 рули перебрасываются четырежды за один оборот корпуса и будут находиться в каждом положении одинаковое время, поэтому результирующая управляющей силы, создаваемая ими, будет равна нулю.
• При Uфд/Uгл > 1,5 рули перебрасываются дважды на одинаковое время.
Вспомнив, что с плоскостью ошибки наведения связана фаза Uфд, а значит и временное положение импульсов Uуд в периоде управления (Тупр), понимаем, что рули создадут максимальную результирующую управляющую силу, лежащую в плоскости ошибки наведения и уменьшающую эту ошибку.
• При 0 < Uфд/Uгл < 1,5 рули перебрасываются четырежды на разное время и создадут результирующую управляющую силу (R) в плоскости ошибки, по величине пропорциональную коэффициенту команды Кк = Ri/Rmax.
Таким образом, с помощью схемы линеаризации введена линейная зависимость управляющей силы от величины ошибки наведения.
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ АВТОПИЛОТА
1. Сигнал ошибки наведения ракеты, пропорциональный угловой скорости линии визирования, с выхода усилителя коррекции следящего координатора цели поступает на синхронный фильтр формирователя сигнала управления рулями (ФСУР). Информация о величине и плоскости ошибки наведения содержится в амплитуде и фазе периодического сигнала с частотой сканирования цели.
2. Синхронный фильтр позволяет выделить первую гармонику входного сигнала и обеспечивает высокую точность передачи информации.
3. С помощью усилителя-динамического ограничителя задаётся и стабилизируется требуемый коэффициент передачи входного сигнала на суммирующий усилитель ΣI. На второй вход сумматора поступает сигнал со схемы ФСУРа по пеленгу.
4. Схема ФСУРа по пеленгу, используя сигналы статорной катушки пеленга, блока пусковой логики и кнопки «НАВСТРЕЧУ-ВДОГОН», формирует на начальном этапе полёта ракеты дополнительный синусоидальный сигнал, при суммировании которого с сигналом ошибки наведения обеспечивается ускоренный вывод ракеты на кинематическую траекторию.
5. Для реализации одноканального управления фазовый детектор, используя сигнал ошибки наведения с выхода сумматора ΣI, следующий на частоте сканирования f2, и сигнал генератора опорных напряжений с частотой вращения ротора f2 + f3, переносит информацию об ошибке наведения с частоты сканирования на частоту управления рулями f3. Синусоидальный сигнал частоты f3 несёт в себе информацию о том, в какую сторону (фаза) и насколько (амплитуда) нужно отклонить рули в любой момент периода их вращения, чтобы создаваемая ими управляющая сила непрерывно уменьшала ошибку наведения. Сигнал с выхода фазового детектора поступает на суммирующий усилитель ΣII схемы линеаризации.
6. Схема линеаризации применяется для сохранения линейной зависимости величины управляющей силы, создаваемой рулями, от величины сигнала ошибки наведения при использовании релейного режима работы рулей. Благодаря ей формируется суммарный управляющий сигнал, обеспечивающий переброс рулей на ±15° четыре раза за период вращения и нахождение рулей разное время в каждом из положений. Нужно помнить, что фаза суммарного управляющего сигнала ошибки наведения будет задавать плоскость результирующей управляющей силы, совпадающей с плоскостью ошибки наведения.
7. С помощью усилителя-ограничителя и усилителя мощности, работающего в ключевом режиме, суммарный управляющий сигнал с выхода ΣII преобразуется в импульсное двухполярное напряжение управления электромагнитами рулевой машины.
8. Для гашения поперечных колебаний корпуса ракеты, возникающих при управлении, используется контур отрицательной динамической обратной связи (электронный амортизатор), повышающий устойчивость управления. Для этого сигнал датчика угловой скорости колебаний с определённым коэффициентом передачи вычитается на входе усилителя#ограничителя из суммарного управляющего сигнала.
9. Под действием управляющего напряжения поочередно срабатывают электромагниты золотника, обеспечивая подачу газов порохового аккумулятора, давление (ПАД) в полости рабочего цилиндра рулевой машины и соответствующее перемещение поводка и рулей.
10. Рули создают аэродинамическую управляющую силу, результирующая R которой за период управления:
а) лежит в плоскости ошибки наведения ракеты;
б) направлена на уменьшение ошибки наведения;
в) пропорциональна величине ошибки наведения.
Под действием результирующей управляющей силы ракета удерживается на кинематической траектории полёта в упрежденную точку встречи с целью.
11. На участке разгона ракеты эффективность аэродинамического управления недостаточна, поэтому дополнительно используется пороховой управляющий двигатель.
Для повышения эффективности поражения цели во ФСУРе предусмотрена схема смещения, обеспечивающая на конечном участке полёта смещение траектории от сопла в корпус самолёта.
РУЛЕВОЙ ОТСЕК
В рулевом отсеке размещены элементы бортовой энергосистемы и автопилота.
Рис. 39. Устройство рулевого отсека
Пороховой аккумулятор давления
Пороховой аккумулятор давления (ПАД) предназначен для питания пороховыми газами турбогенератора, а также рулевой машины.
Он представляет собой камеру с зарядом твёрдого топлива и элементами воспламенения. Образование пороховых газов происходит за счёт торцевого горения заряда, поэтому длина ПАД определяется временем управляемого полёта ракеты.
Технические характеристики:
• скорость горения заряда — примерно 5 мм/с;
• время горения — не менее 11 с;
• расход газа — 2,5 г/с.
ПАД состоит из стального корпуса, являющегося камерой сгорания. Внутри корпуса размещается пороховой заряд, покрытый бронировкой — защитным слоем, препятствующим горению с боковых сторон. В корпус ввёрнут воспламенитель, состоящий из электровоспламенителя, навески пороха и пиротехнической петарды.
При срабатывании электровоспламенителя срабатывает пиротехническая петарда, затем воспламеняется навеска пороха. Раскалённые частицы пороха поджигают основной заряд, и происходит его торцевое горение со скоростью примерно 5 мм/с в течение не менее 11 с. С выхода ПАД газ через дроссель и газовую втулку поступает в турбогенератор и РМ.
