СПОСОБ ИСПЫТАНИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ РЕГИСТРАЦИИ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК F42B15/00 

Предлагаемая группа изобретений относится к военной технике и может быть использована в комплексах полигонной отработки летательных аппаратов (ЛА) (управляемых ракет или снарядов).

Испытания современных летательных аппаратов - процесс дорогостоящий, требующий значительных материальных, временных затрат. Для оценки применяемых при конструировании ЛА технических решений необходимо получать достоверные и наиболее полные данные о функционировании ЛА и его блоков на всех этапах испытаний ЛА.

Известен способ испытаний ракеты с телеметрической системой регистрации ее основных параметров, в котором с функциональных блоков ракеты считывается телеметрическая информация, поступает в бортовой телеметрический передающий модуль (БТПМ), где преобразуется в цифровой двоичный код, из которого формируются информационные пакеты в двоичном коде о каждом регистрируемом параметре. В процессе полета ракеты БТПМ излучает информационные пакеты в двоичном коде о каждом регистрируемом параметре. Цифровая последовательность кодов поступает через БТПМ, антенную систему по радиоканалу в наземный приемный пункт (НПП) наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, в котором производится прием информации, ее обработка в режиме реального времени, патент РФ №2373486, публикация 2009 г., 20 ноября, кл. МПК F42B 15/00 /1/.

При реализации данного способа используют наземную аппаратуру телеметрической системы регистрации, содержащую НПП с антенной, и ракету с телеметрической системой регистрации ее основных параметров, содержащую функциональные блоки, аппаратуру управления, БТПМ, состоящий из последовательно соединенных аналого-цифрового преобразователя, сигнального контроллера и многолитерного радиопередатчика, соединенного через устройство коммутации с антенной БТПМ, при этом входы аналого-цифрового преобразователя соединены с выходами функциональных блоков и аппаратуры управления, а управляющий вход многолитерного радиопередатчика соединен с одним из выходов аппаратуры управления /1/.

Данные известные способ испытаний ракеты с телеметрической системой регистрации ее основных параметров и ракета с телеметрической системой регистрации ее основных параметров обеспечивают в режиме реального времени многоканальную передачу информации о параметрах функционирования блоков ракеты в процессе их испытаний и отработки. Однако при запусках ЛА на большую дальность при сложном профиле траектории из-за ограниченного раскрыва диаграммы направленности антенны НПП не обеспечивается радиовидимость ЛА на всей траектории полета, что приводит к значительному, в несколько раз, уменьшению коэффициента передачи антенны НПП относительно антенны БТПМ. Эти факторы обуславливают многократное уменьшение энергетики принимаемого НПП сигнала и искажение телеметрической информации до ее полной потери на некоторых участках траектории ЛА, а также затрудняют, а порой делают невозможным обоснованный анализ функционирования основных боков и узлов ЛА в процессе его полета.

Поэтому задачей предлагаемой группы изобретений является устранение указанных выше недостатков, а именно обеспечение НПП телеметрической системы регистрации основных параметров надежной бесперебойной связью с ЛА на всей траектории полета при больших дальностях полета и сложных профилях траектории, устойчивого приема телеметрической информации с борта ЛА на НПП, повышение точности и достоверности результатов испытаний ЛА и проведения анализа функционирования блоков ЛА.

В способе испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров, включающем считывание с функциональных блоков ЛА телеметрической информации, преобразование ее в двоичный код, из которого формируют информационные пакеты о каждом регистрируемом параметре, излучение информационных пакетов в направлении HПП наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, прием и обработку в НПП информации в режиме реального времени, поставленная задача достигается тем, что перед пуском ЛА рассчитывают и вводят в наземную аппаратуру телеметрической системы регистрации исходные данные: координаты положения антенны НПП и зависимость траекторных параметров ЛА от времени полета, с момента пуска и в процессе полета ЛА считывают текущие расчетные траекторные параметры ЛА в реальном масштабе времени, начало отсчета которого синхронизируют с моментом пуска ЛА, рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП, совмещают ось диаграммы направленности антенны НИИ с направлением на ЛА.

В системе испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров, содержащей установленные на ЛА функциональные блоки, аппаратуру управления, БТПМ с антенной, а в наземной аппаратуре телеметрической системы регистрации - наземный приемный пункт с антенной, при этом входы БТПМ соединены с выходами функциональных блоков и аппаратуры управления, поставленная задача достигается тем, что наземная аппаратура телеметрической системы регистрации снабжена последовательно соединенными пультом управления, вычислителем и приводом наведения, выход которого соединен с антенной НПП, при этом второй вход вычислителя в момент запуска ЛА параллельно с ЛА соединен со вторым выходом пульта управления.

Технический результат обеспечивается за счет того, что в способе испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров перед пуском ЛА рассчитывают и вводят в наземную аппаратуру телеметрической системы регистрации исходные данные: координаты положения антенны НИИ и зависимость траекторных параметров ЛА от времени полета, с момента пуска и в процессе полета ЛА считывают текущие расчетные траекторные параметры ЛА в реальном масштабе времени, начало отсчета которого синхронизируют с моментом пуска ЛА, рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП, совмещают ось диаграммы направленности антенны НПП с направлением на ЛА.

Для этого наземная аппаратура телеметрической системы регистрации снабжена последовательно соединенными пультом управления, вычислителем и приводом наведения, выход которого соединен с антенной НПП, при этом второй вход вычислителя в момент запуска ЛА параллельно с ЛА соединен со вторым выходом пульта управления.

Результатом всех операций является следящая диаграмма направленности антенны НПП, которая в течение полета ЛА направлена на антенну БТПМ, что обеспечивает повышенный энергетический запас радиоканала и устойчивую связь ЛА с НПП на всей траектории полета.

Данное техническое решение поясняется графическими материалами.

На фиг. схематически приведена блок-схема системы испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров, с помощью которой реализуют предлагаемый способ испытаний ЛА, где

1 - летательный аппарат;

2 - функциональные блоки;

3 - аппаратура управления;

4 - БТПМ;

5 - антенна БТПМ;

6 - наземная аппаратура телеметрической системы регистрации;

7 - НПП;

8 - антенна НПП;

9 - привод наведения;

10 - вычислитель;

11 - пульт управления.

Перед пуском на заданную дальность в наземной аппаратуре телеметрической системы регистрации (6) в пульте управления (11), например, с аппаратуры спутниковой навигации, определяют координаты положения антенны НПП (8). С клавиатуры блока (11) вводят баллистические, программные данные и производят расчет траекторных параметров ЛА (1).

На основании расчетов в пульте управления (11) формируют исходные данные: координаты положения антенны НПП и зависимость траекторных параметров ЛА от времени полета и вводят их в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) вычислителя (10).

При запуске ЛА (1) с пульта управления (11) посредством кнопки «Выстрел» по кабелю пуска подают команду на запускающие цепи ЛА (1) и на синхронизирующий (второй) вход вычислителя (10). В блоке (10) начинается отсчет текущего времени полета ЛА t_i и считывание введенных в ОЗУ текущих расчетных траекторных параметров ЛА (1), соответствующих t_i.

При испытаниях ЛА с выходов функциональных блоков (2) телеметрические сигналы, содержащие информацию об основных параметрах ЛА (1), и управляющие сигналы аппаратуры управления (3) поступают на входы БТПМ (4). В блоке (4) по сигналам аппаратуры управления (3) согласно алгоритму управления ЛА телеметрические сигналы с выходов функциональных блоков (2) преобразуются в двоичный код и формируются в информационные пакеты о каждом регистрируемом параметре, которые излучаются посредством антенны БТПМ (4) в направлении НПП (7).

В вычислителе (10) в моменты t_i по координатам положения антенны НПП (8) и текущим траекторным параметрам ЛА (1) рассчитывают направление на ЛА (1) относительно положения антенны НПП (8). На выходе вычислителя (10) формируют пропорциональный данному направлению сигнал и подают его на вход привода наведения (9), соединенного с антенной НПП (8). Привод наведения (9) по поступившему сигналу разворачивает антенну НПП (8) таким образом, чтобы ось диаграммы направленности антенны НПП (8) совместилась с рассчитанным направлением на ЛА (1). Результатом всех операций является следящая диаграмма направленности антенны НПП, ось которой направлена на ЛА (1). При этом шаг отсчета времени At_i выбирают из необходимой точности слежения диаграммы направленности антенны НПП (8) за ЛА (1).

НПП (7) посредством антенны НПП (8) принимает сигналы с борта ЛА (1), расшифровывает поступившие данные о параметрах функциональных блоков (2) и обрабатывает телеметрическую информацию. Ось диаграммы направленности антенны НПП (8) направлена на ЛА (1), что обеспечивает работу антенны НПП с коэффициентом направленного действия, близким к максимальному, следовательно, и устойчивость связи между НПП (7) и БТПМ (4) на всей траектории полета ЛА.

В предлагаемом устройстве функциональные блоки (2), аппаратура управления (3), БТПМ (4), антенна БТПМ (5), НПП (7), антенна НПП (8) могут быть выполнены, например, аналогично блокам прототипа /1/. Привод наведения (10) может быть выполнен, например, как следящий привод постоянного тока, Л.В. Рабинович, Б.И. Петров, В.Г. Терсков и др. Проектирование следящих систем, под ред. Л.В. Рабиновича. М., Машиностроение, 1969, стр.86-87, /2/. В качестве вычислителя (10) и пульта управления (11) может быть применена, например, малогабаритная ЭВМ типа «Багет» аналогично пульту управления орудием, патент РФ №2247297, публикация 27.02.2005 г., кл. МПК F41G 5/00, 7/22 /3/.

Таким образом, использование предлагаемых способа испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров и устройства для его осуществления позволяет обеспечить НПП надежной бесперебойной связью с ЛА на всей траектории полета и устойчивым приемом телеметрической информации с борта ЛА при больших дальностях полета и сложных профилях траектории, повысить точность и достоверность результатов испытаний ЛА и проведения анализа функционирования блоков ЛА.

Система испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров содержит установленные на летательном аппарате (ЛА) функциональные блоки, аппаратуру управления, бортовой телеметрический передающий модуль (БТПМ) с антенной и наземный приемный пункт с антенной. На наземном приемном пункте установлена аппаратура телеметрической системы регистрации, которая содержит пульт управления, вычислитель, привод наведения, соединенные определенным образом. Обеспечивается устойчивый прием телеметрической информации с борта ЛА при больших дальностях полета и сложных профилях его траектории. 1 ил.

Система испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров, содержащая установленные на ЛА функциональные блоки, аппаратуру управления, бортовой телеметрический передающий модуль (БТПМ) с антенной, а в наземной аппаратуре телеметрической системы регистрации - наземный приемный пункт с антенной, при этом входы БТПМ соединены с выходами функциональных блоков и аппаратуры управления, отличающаяся тем, что наземная аппаратура телеметрической системы регистрации снабжена последовательно соединенными пультом управления, вычислителем и приводом наведения, выход которого соединен с антенной НПП, при этом второй вход вычислителя в момент запуска ЛА параллельно с ЛА соединен со вторым выходом пульта управления.