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一种运载火箭双光束地面瞄准的方法

来源:wdwcms.com 时间:2019-11-01 编辑:阅读

0简介

运载火箭地面瞄准系统的作用是将制导系统中惯性设备的方位敏感轴调整为垂直于发射方向(或已知角度值的方向),然后再发射火箭。发射或通过精确测量。获取方位敏感轴与惯性装置的入射方向之间的偏角,以保证火箭的初始方位精度,满足运载火箭系统方位精度的要求。

随着深空探测的发展,未来的运载火箭将朝着大直径,大推力的方向发展,捷联惯性群导方法和固定释放发射技术的成熟和应用将对火箭技术提出突出的技术难题。瞄准工作。例如,在火箭变形或风摇动时的快速捕获目标,在火箭棱镜的大角度安装偏差下的大灵敏区域角度测量,无人值守的自动瞄准等。这些问题将导致瞄准镜的复杂化。瞄准过程,瞄准成功或失败。肯定。

因此,未来的火箭瞄准系统将面临非常大的技术挑战。在对国内外运载火箭瞄准方案研究的基础上,提出了一种基于双波束的接地方法。

1双光束瞄准方案

1.1程序原理

两束瞄准是同时通过两束表示方位参考的光束进行的,该两束光束同时指向悬挂在火箭瞄准窗口中的自准直仪。自准直仪通过光电接收获得参考方向,并使用惯性棱镜通过光电准直进行测量。惯性棱镜的法线角度与参考方向之间的角度。

在中国尚未应用双光束准直。图1显示了在乌克兰开发的运载火箭瞄准系统。它由一个装在火箭上的装置和两个离火箭中心两侧约二十或三十米的地面照明装置组成。两个接地设备代表参考方向。工作时,光束会发射到与火箭相连的瞄准装置上。箭头上的瞄准装置对两个光束进行方位角计算以获得已知的方位角,然后测量箭头的惯性。单位棱镜的法线与自对准仪器之间的角度最终确定了惯性单位的初始方向。在火箭点火之前,箭头上的瞄准装置会自动与箭头分离。乌克兰的双光束瞄准系统可实现全天候的全自动瞄准过程。

1.2启动站点布局和系统组成

如果将来的运载火箭采用双光束瞄准方案,则可以如图2所示布置发射地点。P0点是发射点,P1点是瞄准点,P4点是参考点,P2和P3点是射束发射装置的安装点,P1P4的连接线与理论方向(理论方向和北方方向角α)重合,P2P3该线垂直于理论方向。

1.3双光束瞄准的工作原理

由测绘部门预先校准束发射装置安装点的连接位置与火箭的理论方向之间的角度,并发射出一对具有一定调制角度的发散角的平行光。在工作期间,火箭对准玻璃杯的外部。在自准直仪上,两个光束的平面与理论方向成已知角度,即,光束垂直投射在P2P3上(参见图2)。光束被自准直仪上的双平面镜反射,反射光被聚焦镜聚焦在光敏元件上(见图3)。当双平面镜的脊线取向平行于理论方向时,选择适当的角度β。可以使由双平面镜反射的两束光束平行,并且平行光通过聚焦镜会聚在光敏元件的同一点,并由光敏元件进行光电信号转换和信号处理。处理电路,并且可以在此时进行确定。有一个良好的目标。

2理论推导

建立一个坐标系,如图4所示。在瞄准过程中,双平面镜通过自动准直器固定在火箭瞄准窗口之外,双平面镜则随箭头移动。可以将运动量分解为沿x轴旋转的俯仰运动,沿y轴和y轴旋转的滚动。 z轴旋转的方位角旋转。

3次测试验证

为了验证方位角变量θ在小角度范围内,该θ角度与光敏元件上沿X轴的光斑变化量成线性关系,并进行了模拟测试。平面镜垂直放置在摇摆台的工作表面上,并且倾斜台的倾斜用于等效火箭的旋转。从旋转台的外部向平面镜照射固定光束,由平面镜反射的光斑由光管接收,并跟随旋转台。 θ角以一定步长安装,并且光导管测量平面镜的反射光束的方位角的变化。由光导管测量的光斑变化轨迹是等效双平面镜在接收设备所在平面中的反射光斑的轨迹。

4个计划的好处和关键技术

4.1优势

a)双光束瞄准具有快速,高精度,全自动等优点;

b)与传统的单光束方法相比,双光束瞄准方案的光路缩短了至少1倍,并且更能抵抗发射场中的雾,雨,阴和强阳光的不利影响;

c)双光束瞄准方案可适用于不同高度和直径的火箭,涵盖中国现有的所有交付模型,并满足未来中国大型运载火箭的瞄准需求。

4.2关键技术

a)能量分布均匀的调制源设计;

b)双平面镜脊线零点跟踪识别与稳定系统设计;

c)在中国,从未安装过安装在箭头外墙上的自动准直仪。在点火之前,需要将自动准直仪与火箭分离。如何实现快速,有效和高可靠性的脱落和回收设备需要进一步研究。

5个结论

与目前的中国运载火箭瞄准方案相比,双光束瞄准方案具有自动化程度高,瞄准速度快,瞄准面积大,环境适应性强的优点。如果发生火箭变形或风摇,它可以实时捕获目标。针对该工作,在火箭棱镜大角度安装偏差和无人值守自动瞄准要求的情况下,可以满足大敏感区角度测量的需要。由于关键技术的突破,该程序将来可以应用于大型运载火箭。同时,该程序对今后全天候快速机动导弹的瞄准具有一定的参考价值。

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