Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.
Аннотация к работе
Стимулом к развитию беспилотной авиации во всем мире послужило успешное и широкое использование БПЛА армиями США и Израиля в ходе военных операций (Персидский залив, Югославия, Ближний Восток, арабо-израильские войны).Эта задача решается методами и приборами мореходной, воздушной и космической навигации, которые позволяют определить местоположение и ориентацию движущегося объекта относительно принятой системы координат, величину и направление скорости движения, направление и расстояние до места назначения и т.д. К задачам навигации также относится определение оптимального маршрута движения, под которым понимается требование обеспечения максимальной безопасности и экономичности вывода объекта в заданную точку пространства в определенный момент времени с установленной точностью. Параметры движения ЛА (параметры траектории, координаты и др.) и другие параметры, используемые для формирования программы траекторного движения, называют навигационными. Системы, определяющие навигационные параметры по первичным параметрам (линейные угловые ускорения или скорости, расстояния, азимуты и др.), называют навигационными системами. Различают следующие навигационные системы по способу управления: Ручное управление оператором (или дистанционное пилотирование) с дистанционного пульта управления в пределах оптической наблюдаемости или по видовой информации, поступающей с видеокамеры переднего обзора.Природа в процессе эволюции не выработала механизма, позволяющего человеку без визуального контакта с известными ориентирами определять свое местоположение, поэтому всякому приходилось в своей жизни неоднократно решать старые, как мир, вопросы: "Где я нахожусь?" и “Куда я направляюсь?” Наверное, любому жителю Земли знакомо неприятное чувство страха и неуверенности, когда он, очутившись в неизвестном месте, вдруг начинает понимать, что сбился с пути, заблудился и не знает, в какую сторону ему нужно двигаться. Самыми ранними навигационными средствами, если судить по египетским картам золотых рудников, относящимся ко времени трех тысячелетней давности, служили земные ориентиры. Когда такие средства становились недоступными, человек днем ориентировался по Солнцу, а ночью использовал звезды, и в первую очередь звезду альфа Малой Медведицы - Полярную. Уже древние мореходы - греки, финикийцы - умели «разговаривать со звездами» и для грубого определения местоположения и оценки широты определяли угол между направлением на Полярную и плоскостью местного горизонта. Изза многочисленных аномалий магнитного поля Земли и магнитных бурь магнитный компас является весьма капризным устройством, а звезды и Солнце в любой момент могут спрятаться в густом тумане или за черными тучами штормового неба.Так устроен обычный механический пружинный динамометр, в котором измерение веса тела сводится к измерению деформации пружины: 2) at > 0. лифт движется с ускорением вверх, абсолютная величина деформации пружины увеличивается. и наблюдатель, находящийся в лифте и не имеющий контактов с окружающим лифт пространством, фиксирует возрастание деформации пружины. которая им воспринимается как увеличение силы тяготения. На ракете была применена автономная инерциальная система управления, включавшая контур стабилизации углового положения ракеты на АУТ и автомат управления дальностью, в котором использовался гироскопический интегратор ускорений. При выборе схемы ракеты Р-2 и разработке ее агрегатов недостатки, свойственные ракете Р-1 были устранены только частично, тем не менее были существенно повышены дальность полета, масса головной части и точность попадания. В целях повышения точности на ракете применялась комбинированная система управления, включавшая автономную систему стабилизации ракеты и определения скорости и радиосистему боковой коррекции полета ракеты. Это усложнило эксплуатацию и боевое применение комплекса и, кроме того, резко уменьшало сектор возможных пусков ракеты (от 45° для ракеты Р-1 до 1°40’ для ракеты Р-2).Этому способствовало появление и совершенствование новых типов гироскопических чувствительных элементов - гироскопов с неконтактным подвесом, динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), лазерных гироскопов (ЛГ), волоконнооптических гироскопов (ВОГ), волновых твердотельных гироскопов (ВТГ), малогабаритных акселерометров, а также бурное развитие средств вычислительной техники. Это существенно ограничивает круг их применения и увеличивает стоимость, поэтому основной тенденцией развития БЛА в России и в других странах на сегодняшний день является уменьшение стартовой массы и размеров БЛА, при сохранении большой дальности и длительности полета. К малогабаритным датчикам угловой скорости, которые могут быть применены в качестве датчиков первичной информации в перспективных навигационных системах, относятся динамически настраиваемые гироскопы, волоконнооптические гироскопы и волновые твердотельные гироскопы, а также микромеханические гироскопы. Это гироскоп с двумя кардановыми рамками, что устраняет чувствительность к внешним воздействиям
План
СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ПОНЯТИЯ
2. ВОЗНИКНОВЕНИЕ НАВИГАЦИИ
3.ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ИНЕРЦИАЛЬНЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ИСТОРИЯ ПОЯВЛЕНИЯ ПЕРВЫХ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ
4. РАЗРАБОТКА НОВЫХ ТИПОВ ГИРОСКОПИЧЕСКИХ ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ