Учет скорости ветра при решении задач прицеливания

Для решения задач прицеливания необходима информация о скорости ветра при определении угла прицеливания, путевой скорости векторным способом, при определении параметра управления ЛА в случае прицеливания по направлению [17]. Наиболее часто применяются следующие способы определения скорости ветра: векторный, синхронный, автосинхронный, штилевой синхронизации, а также используются метеоданные о ветре в области расположения объекта (цели). Указанные способы реализуются различными техническими средствами, такими как доплеровские измерители скорости и угла сноса (ДИСС), радиосвязь, бомбардировочные прицельные системы (последние позволяют определять скорость синхронным, автосинхронным способами и методом штилевой синхронизации) и другими средствами.

Для беспилотных летательных аппаратов определение скорости ветра имеет важное значение с точки зрения эффективности выполнения поставленных перед БЛА задач. Очевидно, целесообразно применять синхронный и автосинхронный способы определения скорости ветра, которые используются, когда путевая скорость w определяется векторным способом.

Определение путевой скорости w синхронным и автосинхронным способами базируется на достижении синхронного движения линии визирования и наблюдаемого объекта (ориентира, цели), при наличии программного управления визирными системами от системы счисления пути (ССП), что должно быть реализовано на перспективном БЛА.  

При векторном способе определения путевой скорости известно, что, если ось OX прямоугольной горизонтированной системы координат OXYZ направлена по вектору воздушной скорости  при условии горизонтального полета, то проекции путевой скорости w

w_x = v + U_x ;

w_z = U_z .

Как следует из первого уравнения, значение скорости , поступающее, например, от датчика воздушной скорости, суммируется со значением U_x с помощью сумматора (в схеме определения скорости ветра U_x и   U_z синхронным и автосинхронным способами). Как следует из второго уравнения, измерение проекции путевой скорости w_z синхронным и автосинхронным способами равносильно измерению этими способами проекции скорости ветра U_z .

При определении проекции U_x, как и при определении проекции путевой скорости w_x в ССП, вводится приближенное значение продольной составляющей путевой скорости  = v + . Если отсутствует синхронное движение визирного луча и цели в продольном направлении, производится уточнение продольной составляющей синхронным или автосинхронным способами с определением поправки Δw_x = ΔU_x. Тогда значения проекций скорости ветра с учетом поправок ΔU_x и ΔU_z, вычисляемых при автосинхронном способе автоматически (с учетом коэффициента автосинхронизации, а, следовательно, времени автосинхронизации), будут определяться как

U_x =  + ΔU_x;

U_z =  + ΔU_z.

Поправки Δw_x и Δw_z вычисляются по величине смещения изображения объекта относительно перекрестия визирной системы за некоторое время Δτ, называемое временем автосинхронизации.

Во многих случаях при решении задачи прицеливания считается, что вектор ветра постоянен по высоте и направлению. Однако, при изменении курса ψ ЛА (БЛА) изменяется положение осей горизонтированной системы координат в пространстве, что приводит к необходимости пересчитывать проекции вектора ветра (рис.2.2)

Рис. 2.2 Проекции вектора ветра.

В соответствии с рис. 2.2 текущие значения проекций вектора ветра U_x и U_z можно определить по формулам:

                        ( ***)

 ,

Где  и  – начальные значения проекций вектора ветра; и  – начальное и текущее значения курса ЛА (БЛА).

Если продифференцировать уравнения (***) по курсу  , то производные будут иметь вид:

На основе вышеприведенных формул получим выражения:

 ;

 ,

которые в результате интегрирования дают формулы для определения текущих значений проекций вектора ветра  и

Текущие значения  и  при разворотах ЛА (БЛА) получаются с помощью преобразователя координат ветра (ПКВ), обеспечивающего стабилизацию вектора ветра.

 .

   4. 3 Определение точности попадания в цель и степени поражения

     Используя результаты моделирования предложенные в п. 2.2, задавая различные площади поражения STarget для соответствующего типа ОС, можно получить цифровой сигнал ( digital signal (ds ) ) о поражении цели и степени поражения с помощью следующего программного кода.

#include <iostream>

#include <cmath>

using namespace std;

int main()

{    

double D, SD, STarget1, STarget2;   

int ds;

cout<<"Введите площади поражения цели STarget1 и

                    повреждения цели STarget2\n";

cin >> STarget1>>STarget2;  

SD = D*D;

if (SD<=STarget1) ds = 2; //Сигнал о успешном поражении цели

else if (SD>STarget1 && SD<= STarget2) ds = 1; //Сигнал о

                              // повреждении  цели (объекта)

else ds = 0;                   //Сигнал о непоражении цели

cout<<"\n Digital_signal: " <<ds;

return 0;

} 

       Рассчитать, какой должна быть скорость ветра, чтобы цель была поражена при заданных характеристиках отделяемого средства.

    На основании результатов моделирования необходимо сделать выводы с оптимизационным анализом.