Введение. Основным содержанием курса ”Теория полета” является составление и исследование движения ЛА , изучение общих закономерностей полета

Основным содержанием курса ”Теория полета” является составление и исследование движения ЛА, изучение общих закономерностей полета, а также его особенностей в различных частных случаях.

Задача исследования полета беспилотного ЛА в общем случае очень сложная, т.к.

Например ЛА с фиксированными (неподвижными) рулями, как всякое твердое тело имеет 6 степеней свободы и его движение в пространстве описывается 12 дифференциальными уравнениями I-го порядка. Траектория полета реального ЛА описывается значительно большим количеством уравнений.

Ввиду чрезвычайной сложности исследования траектории полета реального ЛА, обычно ее разбивают наряд этапов и исследуют каждый этап в отдельности переходя от простых к сложным.

На первом этапе исследования можно рассмотреть движение ЛА, как движение материальной точки. Известно, что движение твердого тела в пространстве можно разделить

на:

§ движение центра масс

§ вращение твердого тела вокруг собственного центра масс

Для изучения общей закономерности полета Лав некоторых случаях при определенных условиях можно не рассматривать вращательное движение. Тогда движение ЛА можно рассматривать, как движение материальной точки, масса которой равна массе ЛА и к которой приложены сила тяги, тяжести и аэродинамического сопротивления.

Следует заметить, что даже при такой упрощенной постановке задачи в ряде случаев приходится учитывать моменты сил, действующих на ЛА и потребные углы отклонения органов управления, т.к. в противном случае невозможно установить однозначную зависимость, например, между подъемной силой и углом атаки; между боковой силой и углом скольжения.

На втором этапе исследуются уравнения движения ЛА с учетом его вращения вокруг собственного центра масс.

Задачей является исследование и изучение динамических свойств ЛА, рассматриваемого как элемент системы уравнений, при этом главным образом интересуются реакцией ЛА на отклонение органов управления и влияние на ЛА различных внешних воздействий.

На третьем этапе (наиболее сложном) проводят исследование динамики замкнутой системы управления, которая включает в себя наряду с другими элементами и сам ЛА.

Одной из основных задач является исследование точности полета. Точность характеризуется величиной и вероятностью отклонения от требуемой траектории.Для изучения вопросов точности управления движением ЛА необходимо составить систему дифференциальных уравнений, которая бы учитывала все силы и моменты действующие на ЛА, а случайные возмущения. В результате получают систему дифференциальных уравнений высокого порядка, которые могут быть нелинейными, с правильными частями, зависящими от времени, со случайными функциями в правых частях.

Основные задачи решаемые для баллистической ракеты.

1. Исследование летных характеристик ЛА и в первую очередь дальности, в зависимости от конструктивных параметров ЛА с целью выбора наивыгоднейшего сочетания этих параметров.

2. Определение траектории и других характеристик ЛА с известными конструктивными параметрами, с известной системой управления при заданных прицельных дальностях полета для управляемых баллистических ракет.

3. Определение исходных данных для проектирования головных частей и исследование рассеивания головных частей.

4. Обеспечение максимальной прицельной дальности стрельбы в условиях влияния различных возмущающих факторов: разброса конструктивных параметров, изменение внешних условий полета и т.д.

5. Исследование влияния различных возмущающих факторов на активном участке полета ракеты.

6. Определение прицельных данных по заданным координатам точки старта и точки целей.

7. Выбор такой траектории полета, которая обеспечит наилучшее использование возможностей ЛА.

8. Определение исходных данных для летно-конструкторских испытаний и анализ этих испытаний.

При решении этих задач возникает ряд и других вопросов:

§ аэродинамика – определение величин аэродинамических сил, моментов, нагрева поверхности и элементов конструкции ракеты и головной части (ГЧ).

§ динамика конструкций – расчет упругих колебаний и колебаний жидкостей в баках.

§ управление полетом ЛА –это обеспечение устойчивости движения, обеспечение управляемости полетом ракеты с учетом упругих колебаний и колебаний жидкости в баках; выбор структуры и основных параметров системы уравнений.

§ динамика неустановившихся режимов –старт ракеты, процессы разделения ступеней, отделение ГЧ (обеспечение безопасности разделения и управляемости ракеты на этих участках полета).

§ расчет конструкции ЛА на прочность – определение нагрузок, действующих на конструкцию Лана различных участках траектории полета ЛА.