Рис. 33. Использование свойства прецессии гироскопа:
ωпр — вектор угловой скорости прецессии (коррекции СКЦ); вращается с ωр ~ и Мвн;
mр — вектор магнитного момента постоянного магнита (связан с линией раздела полюсов магнита и согласован с положением фотосопротивления; вращается с ωР; имеет постоянную величину);
Н — вектор кинетического момента ротора (имеет постоянную величину и направление; совпадает с осью вращения ротора);
hк — вектор напряженности магнитного поля катушек коррекции (совпадает с продольной осью ракеты; изменяет величину и направление по сигналу ошибки слежения);
Мвн — вектор внешнего момента, создаваемый взаимодействием магнитных полей катушек коррекции и постоянного магнита (вращается с ωР; изменяет величину по сигналу ошибки слежения; точно «привязан» к положению фотосопротивления);
ωр, ωпр — угловая скорость и направление вращения ротора и прецессии ротора;
N, S — полюса постоянного магнита;
ФС — фотосопротивление
В результате взаимодействия магнитных полей катушки коррекции и постоянного магнита ротора (характеризующегося вектором магнитного момента mр) возникает внешний электромагнитный момент (Mвн), приложенный к ротору гироскопа (правило трех пальцев правой руки: если указательный палец направить по mр, а согнутый на 90° средний палец по hк, то большой палец укажет Mвн). Учитывая, что магнит и его mp вращаются и что hк изменяется по синусоидальному закону ошибки слежения, можно представить эпюру изменения величины и направления Mвн за один оборот ротора. Видно, что равнодействующая (ΣMвн) находится в плоскости и пропорциональна ошибке слежения.
9. Из теории и практики гироскопа известно, что при наличии внешнего момента, приложенного к ротору, гироскоп будет прецессировать, т. е. стремиться совместить по кратчайшему пути вектор кинетического момента (H) с Mвн, причем с угловой скоростью ωпр, пропорциональной Mвн.
Благодаря свойству прецессии:
а) гироскопический следящий координатор безынерционно совмещает свою оптическую ось с линией визирования (направлением на цель), т. е. автоматически сопровождает цель;
б) при сопровождении цели сигнал ошибки слежения (UΔε) пропорционален угловой скорости прецессии, а значит угловой скорости линии визирования «ракета — цель» (dεв/dt) и поэтому с выхода усилителя коррекции он подается на вход автопилота для реализации метода пропорционального сближения (dεв/dt = 0) как сигнал ошибки наведения ракеты на цель.
Автопилот ракеты 9М39 входит в состав ОГС и предназначен для автоматического управления полётом ракеты. Он представляет собой одноканальную систему автоматического управления, задающим воздействием для которой является сигнал ошибки слежения с выхода следящего координатора цели, а объектом управления — рули ракеты, работающие в релейном режиме.
Автопилот решает следующие задачи:
1. Фильтрация сигнала ошибки наведения, пропорционального угловой скорости линии визирования (dεв/dt), — для реализации метода пропорционального сближения и повышения качества управления полетом.
2. Формирование специального сигнала управления ракетой по пеленгу на начальном участке траектории — для ускорения вывода на кинематическую траекторию и увеличения зоны поражения за счёт приближения ближней границы.
3. Преобразование сигнала ошибки наведения с частоты сканирования цели на частоту вращения ракеты — для реализации одноканального управления полётом.
4. Формирование импульсного сигнала управления на рулевом приводе — для реализации релейного режима его работы.
5. Демпфирование поперечных колебаний корпуса ракеты относительно центра масс — для повышения точности и устойчивости наведения.
6. Смещение центра группирования попаданий ракеты от сопла в корпус цели.
К задачам и принципам работы автопилота:
1. При заданном методе пропорционального сближения автопилот должен вести ракету в упреждённую точку встречи с целью по траектории, обеспечивающей отсутствие угловой скорости линии визирования, т. е. наличие угловой скорости является ошибкой наведения (параметром управления), которую автопилот должен свести к нулю.