2. Способи практичного вирішення задачі наведення та їхня коротка характеристика.

3. Можливість наведення на повітряну ціль, яка перевершує винищувач по швидкості.4. Області можливих зближень.

5. Побудова траєкторії винищувача методом "Погоня".

Тема № 5. Метод наведення "маневр". Навчальні питання

1. Сутність методу й аналітичне рішення

задачі наведення

2. Визначення моменту початку розвороту

3. Методика регулювання крену винищувача

під час розвороту

4.¹ РОЗРАХУНОК ТРАЄКТОРІЇ РОЗВОРОТУ ВИНИЩУВАЧА З РОЗГОНОМ.

5. Методика графічного рішення задачі наведення

6. Методика інструментального рішення задачі

наведення

Навчальна література:

1. В.М.КАМЕНСЬКИЙ, "Наведення на повітряні і наземні цілі", ч.1.

стр. 114-115, 132-136.

І. НАВЕДЕННЯ МЕТОДОМ "МАНЕВР"

Сутність методу полягає в тому, що винищувач командами з землі направляється в точку розвороту з наступним виводом його в тактично корисне положення, що забезпечує виявлення і знищення повітряної цілі з заданого напрямку.

При наведенні винищувача цим методом у задню (ЗПС) або передню (ППС) півсферу повітряної цілі він послідовно повинний виконати наступні етапи польоту (мал.1.):

1-й - поле в точку початку розвороту (ТНР);

2-й - розворот; (ділянка РК)

3-й - зближення з ціллю після розвороту

Мал.1. Етапи наведення винищувачів на повітряну ціль методом “МАНЕВР“.

I етап: Sп - істотно залежить від швидкостей повітряної цілі і винищувача, дальності виявлення повітряної цілі (ПЦ) наземними РЛС, уміння ОБУ (ШН) швидко виконувати розрахунки і видавати необхідні команди на борт винищувача.

ІІ етап: є найбільш відповідальним і тому помилки у визначенні моменту початку розвороту навіть у кілька десятків секунд, можуть привести до зриву атаки повітряної цілі. На цьому етапі виправляються помилки, допущені на І етапі.

Ш етап необхідний, для виправлення помилок наведення на другому етапі (у розвороті), а також для зближення і виявлення повітряної цілі бортовими радіотехнічними засобами або візуально.

Для ОБУ на третьому етапі високе практичне значення має дистанція виходу винищувача з розвороту d = l_o cos q_o – n(l_o-  l_o), де:

- q_o - кут зближення з ціллю (ракурс);

- R - радіус розвороту;

- l_o - довжина 3-ї ділянки після розвороту l_o =  l_o + Vи tк, де tк – час польоту на третьому етапі наведення, необхідне для компенсації помилок наведення і виконання маневру по висоті (1-2 хв.)

-  l_o - дистанція виходу на ціль.

Після розвороту, наведення винищувача здійснюється звичайно методом прямого зближення, причому до виходу винищувача в задане положення (С ) він проходить шлях (l_o-  l_o). Повітряна ціль за цей час проходить шлях n(l_o-  l_o).

Наприкінці третього етапу наведення звичайно здійснюється перехід з методу прямого зближення на метод погоні або погоні з попередженням, що підвищує надійність виявлення цілі і полегшує вихід винищувача в атаку.

АНАЛІТИЧНЕ ВИРІШЕННЯ ЗАДАЧІ МЕТОДОМ "МАНЕВР"

Ціль і перехоплювач знаходяться в одній горизонтальній площині, їхні швидкості постійні і рівні відповідно Vц і Vи. Точки О и А - положення повітряної цілі і винищувача в момент часу, з якого винищувач починає наводитися на ціль. Точка С- передбачувана точка перехоплення.

Уведемо позначення:

До - дальність "винищувач - ціль" на початку наземного наведення;

q_о - кут зближення з ціллю (або ракурс);

R - радіус розвороту;

l_o - ділянка довжини після розвороту, призначений для виправлення помилок наземного наведення;

S_п - частина траєкторії винищувача до ТНР;

S_ц - шлях, прохідний ціллю від початку наземного наведення до точки зустрічі (перехоплення);

t - балансовий час наведення;

Q = и_оц_о.

Мал. 2. Побудова траєкторії польоту винищувача методом “Маневр“.

Оскільки передбачається, що точка С існує, те фігура на мал.2 являє собою замкнутий багатокутник, що може бути представлений у виді векторного багатокутник. Проектуючи векторний багатокутник ОАА₁О₁ А₂СО на вісь Х, а потім на лінію ОС, одержимо два основних рівняння методу наведення "Маневр":

(1)

(2)

Шлях, прохідний винищувачем за балансовий час наведення (t), можна виразити в такий спосіб:

(3),

де s  sign (Q - q_o) = sign(- _ц -_і - q_o) характеризує знак вираження

Q - q_o (сигнатура): коли Q q_o, замість (s) у формулах (1) і (2) ставиться знак "+", коли Q  q_o, ставиться знак "". Підставимо у вираження (1) і (2) одержуване з (3) вираження для ділянки траєкторії винищувача до ТНР,

S_п = V_и t s Q  q_oR  l_o (5)

відношення швидкостей і шлях цілі до точки перехоплення. Тоді одержимо:

; (6), (7).

Рівняння (6) і (7) зв'язують вісім перемінних: S_ц, До, _і, R, l_о, q_о, _ц, m. Шість з яких можуть бути обрані незалежними і тоді система (6) і (7) може бути вирішена однозначно щодо двох оставшихся невідомих. Наприклад, якщо відомі До, m,_і, R, _ц і S_ц, те система (6) і (7) дозволяє визначити кут зближення з ціллю (або ракурс) q_о і довжину траєкторії після розвороту l_о, при яких можливий перехоплення цілі. Якщо дорівняти перші частини рівнянь (6) і (7), то курсовий кут цілі, а отже і курс винищувача визначаються по відомим або величинах, що задаються_, S_ц, Д_о, _и, R, l_о, q_о, m.

Приклад.

До – відомо;

и_о - визначається взаємним положенням цілі і винищувача і напрямком польоту цілі в момент початку наведення;

R - визначається швидкістю винищувача і креном у розвороті;

l_о, q_о - можуть бути задані, виходячи з ТТД конкретного типу винищувача;

- (відомо)

Результатом рішення системи рівнянь у цьому випадку є, S_ц - положення точки зустрічі і ц _о.

Ці дві величини дозволяють визначити _і=П_ц+_цо, балансовий час і S_п - довжину ділянки польоту винищувача до ТНР.

Саму точку початку розвороту можна розрахувати, використовуючи формули. З огляду на взаємне положення цілі і винищувача, останнього можна вивести на побіжний, або на попутно-пересічний курс із повітряною ціллю, якщо він виводиться в задню півсферу повітряної цілі, або на зустрічний або зустрічно пересічний курс, якщо винищувач для атаки виводиться в передню півсферу повітряної цілі.

ІІ. ВИЗНАЧЕННЯ МОМЕНТУ ПОЧАТКУ РОЗВОРОТУ.

а). Визначення моменту початку розвороту для виходу винищувача на побіжний курс із повітряною ціллю.

Команда на виконання розвороту подається винищувачеві в момент зближення його з повітряною ціллю на попереджену дистанцію виконання розвороту (S_упр), що відраховується уздовж лінії шляху повітряної цілі між позначками цілі і винищувача на індикаторі кругового огляду. Сама команда на розворот подається трохи раніш з урахуванням часу проходження команди і часу виконання її льотчиком.

Рис.3. Визначення початку розвороту для виходу винищувача на попутний курс із повітряною ціллю.

Для виходу винищувача в точку До на задану дальність (d) позад повітряної цілі (мал.3.), необхідно, щоб розворот почався на дистанції від повітряної цілі (S_упр), що розраховується по формулі:

S_упр= V_ц t_ур R sinУР d (8)

Таким чином, як тільки між повітряною ціллю і винищувачем, уздовж лінії її шляху, відстань стане рівної попередженої дистанції початку розвороту (S упр), винищувач по команді повинний почати розворот.

б). Визначення моменту початку розвороту при виході винищувача на попутно-пересічний курс із повітряною ціллю.

Рис.4. Визначення моменту початку розвороту при виході винищувача на попутно-пересічний курс.

Для випадку виходу винищувача на попутно-пересічний курс повітряної цілі (мал.4.) попереджена дистанція початку розвороту дорівнює:

S_упр= V_ц t_ур R sin УР  q_o  sin q_o  d (9)

г). Визначення моменту початку розвороту при виводу винищувача з зустрічно-рівнобіжного курсу на побіжний курс із повітряною ціллю.

На практиці часто визначається момент початку розвороту і з зустрічно рівнобіжного курсу з повітряною ціллю на побіжний курс (мал.5).

Допустимо, що швидкості польоту винищувача і повітряної цілі рівний, тоді шлях цілі ВК₁ дорівнює шляхи винищувача за час розвороту, тобто:

ВК₁ =  R

Якщо швидкості польоту винищувача і повітряної цілі не рівні, то одержимо ВК₁ = n  R

Тоді з трикутника АВК (мал.5.) можна визначити кут візування на ціль (), по досягненні якого, винищувачеві подається команда на розворот: (10)

Під кутом візування (), варто розуміти кут, укладений між лінією шляху винищувача і напрямком на повітряну ціль в даний момент часу.

Рис.5. Визначення моменту початку розвороту при виводу винищувача з зустрічно-рівнобіжного на побіжний курс із повітряною ціллю.

Поділимо чисельник і знаменник у вираженні (10) на R, одержимо вираження у виді:

У реальних умовах , тому

(11)

Таким чином, можна заздалегідь визначити кути візування () для різних чисел n. Наприклад, числу n = 1 відповідає   37, а при n  0,8 кут = 45.

На практиці часто зустрічається відношення швидкостей n = 0,8 , а відповідний йому кут візування  = 45 , що окомірно відкладається з дуже високою точністю.

Якщо ОБУ (ШН) звик оперувати лінійними величинами, то використовуючи колишні викладення, можна виразити Sупр як відстань, яка ­кратна радіусу розвороту винищувача:

(12)

При n = 0,8 Sупр = 2R, а кут візування = 45.

Уміння ОБУ (ШН) відкладати конкретне значення кута візування в ході наведення не менш важливо, чим використання лінійних залежностей. При визначенні моменту розвороту по куту візування, не виробляються ніякі обчислення, чим заощаджується час. Це важливо при наведенні винищувачів на кілька повітряних цілей і в складній тактичній обстановці.

Через помилки наведення, розворот, винищувач може почати не в розрахунковій точки, а деяким відхиленням від неї. У зв'язку з цим виникає необхідність внесення коректив у режим розвороту винищувача, шляхом зміни кута крену для забезпечення його виходу в задане положення щодо повітряної цілі.

ІІІ. МЕТОДИКА РЕГУЛЮВАННЯ КРЕНУ ВИНИЩУВАЧА ПІД ЧАС РОЗВОРОТУ.

У регулюванні кута крену () і складається сутність наведення на другому етапі наведення методом "Маневр".

Правила регулювання зводяться до наступного:

1. Якщо винищувач відхилився в зовнішню сторону, тобто від повітряної цілі, то розворот варто починати раніш і виконувати його з меншим креном (). Якщо винищувач ще і спізнився з розворотом, то на якийсь час крен () повинний бути збільшений аж до максимального, а потім зменшений до величини, що відповідає бічному відхиленню.

2. Якщо винищувач відхилився у внутрішню сторону , тобто на повітряну ціль, то розворот треба починати пізніше і виконувати його з великим креном. Якщо, крім того, розворот почався раніш чим потрібно, то необхідно на якийсь час зменшити крен, аж до виводу з розвороту, а потім збільшити його до величини, що відповідає значенню бічного відхилення.

Таким чином, може знадобитися кількаразова зміна крену винищувача на розвороті.

У практиці застосовується також спосіб однократної зміни крену, але зі зміною курсу виходу винищувача з розвороту, а саме:

- якщо винищувач ухилився вправо або спізнився з розворотом, то кут крену () збільшують, але зменшують курс виходу з розвороту (1^я лінія).

- якщо ж винищувач ухилився вліво або розворот початий раніш, ніж потрібно, то кут крену зменшується, але збільшується курс виходу з розвороту (2^я лінія).

Рис.6. Вплив зміни кута крену на курс виходу з розвороту:

1 - крен збільшується, курс виходу зменшується; 2 - крен зменшується, курс виходу з розвороту збільшується.

Зміною кута крену можна істотно зменшити помилки наведення. Однак зустріч у цих випадках з повітряною ціллю відбувається не в розрахунковій точки, а винищувач відхиляється від заданого напрямку виходу на ціль.

У практиці роботи ОБУ (ШН) виникає необхідність у розрахунку потрібного крену на розвороті при заданих значеннях швидкості (Vи) і радіуса розвороту (Rи) винищувача, а також часу розвороту на різні кути.

, де g – прискорення сили ваги; УР – кут розвороту, вимірюваний у радіанах (рад).

Так само можна визначити потрібний кут крену () і tур по НЛ – 10М.

Якщо винищувач у процесі розвороту розганяється у форсажному режимі роботи двигуна, то середня його швидкість приблизно дорівнює напівсумі початкової і кінцевої швидкостей розвороту.

, де

Мо - число М при введенні в розворот;

Мк - число М при виводу з розвороту;

ао - швидкість звуку при введенні в розворот;

ак - швидкість звуку при виводу з розвороту.

Користуючись середнім значенням швидкості винищувача на розвороті, за допомогою НЛ-10М (мал.6.) можна розрахувати наближені значення середнього радіуса розвороту і часу розвороту на заданий кут.

Рис.6. Ключі для розрахунку на НЛ-10М радіуса, кута крену і часу розвороту винищувач.

ОБУ (ШН) повинний знати, скільки часу винищувач буде випливати за повітряною ціллю після закінчення розвороту до пуску ракети.

Якщо винищувач після закінчення розвороту вийшов на побіжний з ціллю курс (мал.7.) на дистанцію (d) від повітряної цілі, а ракету необхідно пустити з дальності (dп), то йому необхідно скоротити дистанцію на величину (ddп). Тому що, Vсбл. =VиVц, те

Рис.7. Зближення винищувача з повітряною ціллю на побіжному курсі.

На довжину шляху винищувача самий істотний вплив робить вихідна дальність між ним і повітряною ціллю, і відношення їхніх швидкостей польоту.