Системы радиоуправления

По характерным особенностям радиоуправления различают следующие системы радиоуправления: ракетами (СУР), спутниками (ИСЗ), космическими аппаратами (КА).

Типы ракет, используемых при радионаведении:

а) Поверхность- поверхность (Баллистические ракеты).

б) Воздух – воздух (ВВ)

в) Поверхность- воздух (ПВ).

г) Воздух- поверхность (ВП).

Структурная схема системы радиоуправления зенитными ракетами приведена на рис 12.4.

На схеме показано радиоуправление зенитными ракетами при взаимодействии РЛС с ЭВМ, рассчитывающей координаты цели и ракеты, определяющей оптимальную траекторию полета ракеты с упреждением передающей команды управления по командной радиолинии.

В настоящее время системы радиоуправления совершенствуются. Дальность действия достигает 400 км, а скорости управляемых ракет достигают 2 км/с, что позволят использовать их в противоракетных системах.

Рис. 12.4. Структурная схема системы радиоуправления зенитными ракетами

Функциональная схема взаимодействия соответствует функциональной схеме радиоуправления, приведенной в главе 1. Следует отметить, что система управления содержит кинематическое звено в виде ЭВМ, в которой рассчитывается оптимальная траектория движения ракеты к цели, и она постоянно корректирует траекторию, учитывая координаты и параметры скорости цели и ракеты. В динамическом звене системы происходит учет параметров движения и инерционности ракеты.

В системе управления участвует и автопилот ракеты с гироскопом, которые поддерживают заданное направление движения, управляя рулями ракеты, радиосигналы корректируют движение ракеты в соответствии с расчетами в кинематическом и динамическом звене.

В военной технике используются также системы самонаведения ракеты на цель с использованием активного облучения РЛС (рис. 12.5) или с использованием излучения радиотехнических средств самой цели.

Рис. 12.5. Функциональная схема системы самонаведения с использованием РЛС

В других распространенных системах самонаведения используются инфракрасные датчики, которые отслеживают направление излучения горячих двигателей самолётов, вертолетов и наземной техники.

В связи с развитием полетов космических аппаратов возникла необходимость их стыковки на орбите. В этом случае, также как и в случае управления зенитной ракетой, важен учет законов динамики полета инерционного тела на орбите и выбор оптимальной траектории. Для управления космическими аппаратами разработаны специальные программы, учитывающие динамические особенности летательных аппаратов, энергетические характеристики двигателей и кинематику полета на орбите.

Схематическое изображение системы самонаведения КА со станцией на орбите показано на рис. 12.6.

Рис. 12.6. Функциональная схема системы самонаведения КА

В системе управления имеется автопилот с гироскопом, которые поддерживают заданное направление движения, управляя двигателями КА, радиосигналы собственного локатора дают информацию об отклонении от направления на станцию. В кинематическом и динамическом блоках (звеньях) вырабатываются сигналы, корректирующие движение ракеты КА в соответствии с расчетами на оптимальную траекторию движения.

В гражданской и военной авиации разработаны и используются автоматизированные системы радиоуправления посадкой в трудных метеорологических условиях. Система осуществляет сближение траектории самолета с заданной путем воздействия на рули высоты, повороты и крена. При управлении посадкой самолета необходимо учитывать многие факторы: состояние атмосферы, ветер, инерционные силы, скорость и положение. Наиболее ярко такая система проявила себя при посадке космического возвращаемого корабля «Буран».

Заключение

В заключение хочется отметить, что радиотехнические системы сейчас бурно развиваются и находят все более широкое применение в быту людей. Многие достижения радиотехники, ранее казавшиеся фантастическими, сейчас широко используются. Примерами могут служить сотовая телефонная связь и сеть «Интернет», поддерживаемая спутниковыми системами связи. Спутниковое телевидение не только расширило возможности просмотра многих каналов, но и охватило ранее недоступные районы. Продолжается и непрерывное развитие РТС сбора информации. Налажены аэрологические и спутниковые системы контроля экологической обстановки на поверхности Земли, ведется разведка полезных ископаемых и контроль ледовой обстановки на морях.

Радиотехнические системы передачи информации играют важную роль там, где проводные и волоконно-оптические системы прокладывать сложно и нецелесообразно. Это особенно характерно для регионов Сибири, Дальнего Востока и Крайнего Севера. Для этих районов наличие общедоступных спутниковых систем связи является жизненной необходимостью и играет важную роль в народном хозяйстве.

В настоящее время потребность в передаче цифровых сообщений растет в геометрической прогрессии, что требует создания высокоскоростных систем передачи информации с высоким коэффициентом широкополосности. Это требует освоения все более высоких частот сантиметрового и миллиметрового диапазонов, а также оптических диапазонов с волоконными трактами передачи. Параллельное развитие этих направлений открывает возможность создания универсальных локальных абонентских сетей и систем. В таких системах в единую сеть объединяются различные службы, поставляющие информацию, и абоненты её потребляющие. Одно и то же "лицо" может быть в роли и поставщика, и потребителя информации. Предоставляемые услуги - ТВ, телефакс, телефонная связь, электронная почта, сеть "Интернет", передача высококачественной видео- и аудиоинформации, например, стерео- или даже квадрофонического звучания, просмотр кинофильмов, музейных экспозиций и т.п. Осваиваемые сейчас так называемые «городские локальные сети» рассчитаны на скорость передачи 100 Мбит/с и сотни тысяч абонентов в радиусе нескольких десятков километров.

В качестве развивающихся служебных систем следует отметить быстродействующие локальные вычислительные сети (ЛВС), объединяющие в единое целое банки данных больших вычислительных машин и комплексов. Пользуясь телефаксным каналом, пользователь может работать с вычислительной системой или быстродействующей и хорошо оснащенной ЭВМ с помощью персонального компьютера. В этом случае также возрастает роль широкополосных каналов и открываются большие возможности для радио- и волоконно-оптических линий передачи цифровой информации.

Большой вклад в развитие современных направлений радиотехники внесен учеными России. Работы по теории помехоустойчивости, фильтрации и кодирования проводись академиками В.А. Котельниковым, Ю.В. Гуляевым, А.С. Бугаевым, В.И. Сифоровым. Благодаря их приоритетным исследованиям и разработкам в России успешно внедрены и работают радиорелейные и спутниковые многоканальные системы связи. Известны также результаты работ советских ученых области радиоуправления летательными аппаратами, разработки навигационных систем. Благодаря работам академиков А.М. Прохорова, Ж.И. Алферова, Е.М. Дианова сейчас успешно идет прогресс в области развития волоконно-оптических систем передачи информации. Продолжаются работы и в области развития оборонной радиотехники. Для успешного развития новых направлений в области радиофизики и радиотехники требуется прилив полных сил и знаний молодых специалистов. Следует заметить, что студенты радиотехнических специальностей без труда находят работу по специальности и спрос на специалистов в области радиотехники и электроники постоянно растет.

Дата добавления: 2014-01-04