Основы проектирования ракет класса 'воздух-воздух' и авиационных катапультных установок для них
О 75 Основы проектирования ракет класса «воздух-воздух» и
авиационных катапультных установок для них: Учебник/В.А.
Нестеров, Э.Е. Пейсах, А.Л. Рейдель и др.; Под общей редакцией
В.А. Нестерова.
- М.: Изд-во МАИ, 1999. - 792 с.: ил. ISBN 5-7035-1949-7, ББК 13.4 (Нестеров Виктор Антонович, Пейсах Эдуард Евсеевич, Рейдель Анатолий Львович, Соколовский Геннадий Александрович, Станкевич Александр Иванович)
Изложены основополагающие идеи, принципы построения и функциональные технические
решения при проектировании ракет класса «воздух-воздух», математические модели их подсистем,
приведены основные характеристики ракет. Рассмотрены вопросы структуры, кинематики и
динамики (анализ и синтез) рычажных механизмов авиационных катапультных установок, а также
пути совершенствования перспективных АКУ на основе использования адаптивных схем
управления. Рассмотрены методы определения вибродипамических характеристик ракет класса
«воздух-воздух».
|
ОГЛАВЛЕНИЕ | Предисловие | 3 |
Условные обозначения | 4 |
Раздел первый. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТЫ. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПОДСИСТЕМ И ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ОБЛИКА РАКЕТ | |
Глава 1. Ракета класса 'воздух — воздух' как элемент авиационного боевого комплекса | |
1.1. Боевые характеристики АБК | 6 |
1.2. Кинематические методы исследования сближения и атаки воздушной цели | 8 |
1.3. Методы оценки эффективности истребителя в воздушном бою | 18 |
Глава 2. Аэродинамика ракеты | |
2.1. Аэродинамические характеристики ракет и вопросы выбора параметров компоновки | 25 |
2.2. Классификация аэродинамических схем и способов создания управляющих сил | 32 |
2.3. Модель аэродинамических сил и моментов осесимметричной ракеты на больших углах атаки | 38 |
Глава 3. Баллистика ракеты | |
3.1. Энерговооруженность и баллистический коэффициент как основные параметры, определяющие баллистический облик | 53 |
3.2. Баллистика ракеты на навесных траекториях | 72 |
3.3. Баллистическое проектирование | 78 |
Глава 4. Кинематика относительного движения ракеты и цели | |
4.1. Траектории ракеты в абсолютной СК. Зоны достижимости | 90 |
4.2. Относительная СК, связанная с целью. Зоны возможных пусков | 94 |
4.3. Относительная СК, связанная с носителем. Зоны отлетов. Всенаправленная зона возможных пусков | 98 |
Глава 5. Общая структура систем управления ракетой | |
5.1. Функции систем управления современных ракет и основы системного подхода к их рассмотрению | 103 |
5.2. Основные подсистемы СУ ракеты | 105 |
5.3. Иерархическая система моделей СУ | 110 |
Глава 6. Модель ракеты как объекта управления | |
6.1. Реакция ракеты на отклонение органов управления в плоском движении | 112 |
6.2. Постановка задачи исследования пространственной устойчивости движения ракеты | 119 |
6.3. Динамические характеристики ракеты с двумя парами органов управления | 131 |
Глава 7. Расширенный объект | |
7.1. Математическая модель рулевого привода и ее анализ | 135 |
7.2. Анализ характеристического уравнения следящего рулевого привода на основе диаграммы Вышнеградского | 141 |
7.3. Анализ устойчивости контуров демпфирования ракеты с учетом передаточной функции привода | 143 |
7.4. Расширенный объект с приводом, замкнутым по шарнирному моменту | 146 |
Глава 8. Модель контура стабилизации | |
8.1. Стабилизирующие связи и структура КС | 149 |
8.2. Теория идеализированного КС | 152 |
8.3. Основные свойства астатических КС | 157 |
8.4. Аппаратурные методы повышения устойчивости балансировки в пространственном движении | 159 |
Глава 9. Примеры решения задачи анализа пространственной устойчивости в различных постановках | |
9.1. Линейная зависимость аэродинамических сил и моментов от углов атаки и отклонения рулей | 162 |
9.2. Приближенная оценка граничных по условиям устойчивости значений угла атаки, основанная на использовании достаточных условий устойчивости | 167 |
9.3. Оценка влияния конструктивноттехкологических искажений симметрии компоновки на границы области устойчивости | 169 |
9.4. Устойчивость балансировочных режимов ракеты в составе контура стабилизации | 175 |
Глава 10. Модель автономного контура | |
10.1. Ошибки обтекателя и их проявления при колебаниях ракеты. Структура АК | 184 |
10.2. Передаточная функция, частотные характеристики и устойчивость АК | 187 |
10.3. Пути снижения влияния ПОС. Инвариантный АК | 191 |
Глава 11. Модель контура наведения | |
11.1. Уравнение кинематической связи ракеты с целью | 198 |
11.2. Точность наведения ракеты на цель. Систематическая и случайная составляющие пролета. Выбор оптимального значения навигационной постоянной | 201 |
11.3. Влияние инерционности контура наведения на характеристики точности | 206 |
Глава 12. Модель контура наведения ракеты с БЦВМ | |
12.1. Общая структура СУ ракет четвертого поколения | 210 |
12.2. Дальность действия современных радиолокационных головок самонаведения | 213 |
12.3. Математические основы алгоритмов управления | 215 |
12.4. Математические основы алгоритмов фильтрации | 225 |
Глава 13. Общая постановка и математическая формулировка задачи проектирования облика ракеты | |
13.1. Роль этапа формирования облика ракеты в процессе проектирования | 232 |
13.2. Облик как совокупность концепции, параметров и управлений | 235 |
13.3. Математическая формулировка задачи проектирования облика как задачи оптимизации | 237 |
Глава 14. Методы учета системы управления на этапе формирования облика ракеты | |
14.1. Связь системы управления с параметрами облика ракеты | 243 |
14.2. Структура пространства технических решений и связи между его элементами | 244 |
14.3. Понятие о достижимой точности наведения и обобщенных характеристиках системы управления | 254 |
14.4. Общая структурная схема учета системы управления при формировании облика ракеты | 258 |
Глава 15. Автоматизированная система формирования облика ракеты | |
15.1. Общая структура и принципы построения системы | 262 |
15.2. Подсистемы анализа ТТЗ и выбора технической концепции | 266 |
15.3. Подсистема компоновки корпуса | 269 |
15.4. Другие подсистемы, участвующие в цикле параметрических расчетов | 274 |
Литература к первому разделу | 283 |
Раздел второй. СТРУКТУРА, КИНЕМАТИКА И ДИНАМИКА РЫЧАЖНЫХ МЕХАНИЗМОВ АВИАЦИОННЫХ КАТАПУЛЬТНЫХ УСТАНОВОК | |
Глава 16. Структура рычажных механизмов авиационных катапультных установок | |
16.1. Основные понятия и определения теории механизмов | 286 |
16.2. Классификация кинематических пар, кинематических цепей и механизмов | 289 |
16.3. Число степеней свободы механизма. Механизмы с избыточными связями | 296 |
16.4. Принцип Ассура структурного строения и образования рычажных механизмов | 303 |
16.5. Структурный анализ и структурный синтез плоских рычажных механизмов | 314 |
16.6. Обзор схем плоских рычажных механизмов, применяемых в АКУ | 319 |
16.7. Классификация рычажных механизмов, применяемых в АКУ | 325 |
16.8. Синтез структурных схем шестизвенных плоских рычажных механизмов для АКУ | 330 |
Глава 17. Кинематический анализ рычажных механизмов АКУ | |
17.1. Кинематическая схема механизма и ее параметры | 337 |
17.2. Функция положения механизма. Передаточные функции | 339 |
17.3. Сборки рычажных механизмов | 342 |
17.4. Критерии качества передачи движения для плоских рычажных механизмов | 353 |
17.5. Задачи кинематического анализа рычажных механизмов | 360 |
17.6. Погруппный способ анализа рычажных механизмов | 362 |
17.7. Анализ механизмов методом проецирования замкнутых векторных контуров на оси координат | 366 |
17.8. Анализ двухзвенных структурных групп | 371 |
17.9. Анализ четырехзвениых структурных групп | 381 |
17.10. Анализ плоских механизмов, содержащих двухзвенные структурные группы | 388 |
17.11. Алгоритмы анализа рычажных механизмов АКУ | 393 |
17.12. Расчет критерия передачи для рычажных механизмов АКУ | 411 |
17.13. Численные результаты анализа механизмов АКУ | 433 |
Глава 18. Кинематический синтез рычажных механизмов АКУ | |
18.1. Основные и дополнительные условия синтеза плоских рычажных механизмов | 445 |
18.2. Постановка задачи синтеза рычажных механизмов АКУ | 449 |
18.3. Аналитико-оптимизационный метод синтеза рычажных механизмов АКУ | 452 |
18.4. Синтез механизма типа 'ножницы' (схема № 2) | 465 |
18.5. Синтез шестизвенного механизма с качающимся цилиндром (схема № 7) | 472 |
18.6. Синтез восьмизвенного механизма с качающимся цилиндром (схема № 10) | 478 |
Глава 19. Элементы автоматизированного проектирования рычажных механизмов | |
19.1. Предварительные замечания | 489 |
19.2. Общее строение компьютерной системы структурного и кинематического анализа и синтеза рычажных механизмов | 490 |
19.3. Автоматизация структурного анализа рычажных механизмов | 494 |
19.4. Идентификация структурных схем рычажных механизмов | 496 |
19.5. Автоматизация структурного синтеза рычажных механизмов | 498 |
19.6. Автоматизация кинематического анализа рычажных механизмов | 500 |
19.7. Автоматизация кинематического синтеза рычажных механизмов | 503 |
19.8. Компьютерные альбомы рычажных механизмов | 504 |
Глава 20. Система динамического анализа механизмов АКУ | |
20.1. Постановка задачи динамического проектирования механизмов АКУ | 505 |
20.2. Динамические и математические модели упругого рычажного механизма АКУ, упругого отделяемого изделия и упругого крыла самолета-носителя | 507 |
Глава 21. Система оптимизационного динамического синтеза механизмов АКУ | 614 |
21.1. Исследование области состояний сложной динамической системы АКУ | 617 |
21.2. Оптимизационный динамический синтез механизмов АКУ | 624 |
Глава 22. Система динамического синтеза механизмов АКУ с учетом действия детерминистских сил и случайных возмущений | |
22.1. Постановка задачи | 655 |
22.2. Алгоритм динамического синтеза механизмов АКУ с учетом действия детерминистских сил и случайных возмущений | 665 |
22.3. Пример численного исследования | 670 |
Глава 23. Пути совершенствования перспективных АКУ на основе использования адаптивных схем управления | |
23.1. Анализ предельных возможностей АКУ с фиксированной настройкой параметров и обоснование необходимости перехода в перспективе к адаптивным схемам | 679 |
23.2. Математический аппарат синтеза адаптивных алгоритмов методами обратных задач динамики | 684 |
23.3. Основные направления и этапы развития АКУ с адаптивными схемами управления по разомкнутому и замкнутому циклам | 697 |
Литература ко второму разделу | 699 |
Раздел третий. ВИБРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАКЕТ КЛАССА 'ВОЗДУХ-ВОЗДУХ' | |
Глава 24. Внешние нагрузки, действующие на ракету класса 'воздух — воздух' на типовых этапах эксплуатации | |
24.1. Математическое представление нагрузок для совместного движения ракеты с носителем | 702 |
24.2. Нагрузки, действующие на ракету при старте и в автономном полете | 711 |
Глава 25. Методы определения вибраций ракет класса 'воздух — воздух' на типовых этапах эксплуатации совместно с самолетом-носителем | |
25.1. Вибрации авиационных ракет в условиях взлета-посадки самолета | 737 |
25.2. Вибрации авиационных ракет в условиях совместного движения с носителем | 745 |
Глава 26. Методы определения вибраций ракет класса 'воздух — воздух' в автономном полете | |
26.1. Вибрационное состояние ракет с однородными по длине свойствами | 750 |
26.2. О связи пульсаций давления в камере работающего двигателя с величиной вибрации корпуса двигателя | 757 |
26.3. Анализ влияния неоднородности массово-жесткостных параметров и параметров демпфирования на вибрационное состояние ракеты | 762 |
26.4. Расчет вибраций ракеты с большой степенью неоднородности параметров | 766 |
Литература к третьему разделу | 774 |