Петр Асташенков - Советские ракетные войска. 2-е переработанное и дополненное издание

В процессе работы двигателя продукты горения истекают через выходное сопла, причем скорость горения заряда топлива зависит от его конфигурации, начальной температуры, давления в камере.

Поначалу двигатели на твердом топливе применялись лишь на малых ракетах, теперь они получают права гражданства для дальних и даже межконтинентальных ракет.

Что касается сравнительной оценки топлив, то наиболее перспективными считаются такие жидкие горючие, как бороводороды, и в частности пентаборан и декаборан. Среди твердых топлив все большее значение приобретают полиуретаны. С их помощью удалось увеличить время работы двигателя. В США все большим вниманием пользуются и проекты ядерных двигателей, их считают весьма эффективными.

Как осуществляется управление ракетами?Мы уже отмечали, что ракеты не нуждаются в экипаже, ими управляют автоматы. Автоматическое управление ракетным оружием есть логическое развитие систем управления, применявшихся в артиллерии, авиации и других отраслях техники. Еще K. Э. Циолковский указывал, что для управления ракетами полностью применимы общие принципы теории автоматического регулирования.

На ракету, покинувшую стартовое устройство, кроме силы тяги, создаваемой двигателем, действуют аэродинамические силы. Точка приложения равнодействующей этих сил называется центром давления. Расположение центра давления относительно центра масс ракеты сказывается на ее устойчивости в полете. Когда центр давления находится впереди центра масс, ракета оказывается в состоянии неустойчивого равновесия. И тогда случайные возмущения — порывы ветра, нарушение геометрических форм ракеты или симметрии тяги — приводят к отклонению ракеты от траектории.

Как же увеличить устойчивость ракеты в полете, сдвинуть центр давления назад по отношению к центру масс? Решить эту задачу помогает применение стабилизатора в виде хвостового оперения. Однако оно действует эффективно лишь на неуправляемых и сравнительно небольших управляемых ракетах. другой путь обеспечения устойчивости ракеты — придание ей вращательного движения вокруг продольной оси. Но здесь имеются те же ограничения — невозможность применить его для больших управляемых ракет. Самым радикальным способом сдвинуть назад центр давления оказалось применение специальных автоматов. Они выполняют как бы роль оперения и сохраняют устойчивость оси ракеты, несмотря на влияние различных возмущающих воздействий.

В основе структурной схемы системы управления ракеты лежат внешний контур управления и внутренний контур угловой стабилизации. Первый обеспечивает управление положением (стабилизацию) центра масс ракеты относительно расчетной траектории, второй ликвидирует угловые колебания ракеты относительно центра масс.

Возникает вопрос, какие источники информации могут быть использованы на борту летящей ракеты для выдерживания нужной траектории? Это могут быть излучения земных или астрономических ориентиров, естественные поля Земли — магнитное, гравитационное, температуры, давления и т. д. В соответствии с характером источников навигационной информации обычно называются четыре системы управления: автономная, командная, наведения по радиолучу, самонаведения.

Автономная система состоит из находящихся на борту снаряда автоматических устройств. По принципу действия автономные системы бывают гироскопическими, инерциальными, астронавигационными, радиоастрономическими.

В автономных системах для измерения используют естественные поля Земли и излучения звезд. С помощью их измеряют различные величины, характеризующие движение ракеты. Они сравниваются с заданной программой полета. Если обнаруживается расхождение между ними, то бортовые автоматы вырабатывают такие сигналы, которые в конечном счете корректируют направление полета ракеты или положение ее на траектории.

Отличительной чертой автономных систем, особенно основанных на использовании естественных полей Земли, является высокая помехозащищенность. Абсолютно помехоустойчивыми считаются системы, не использующие никакой иной информации извне, кроме доставляемой полем сил тяжести (гравитационным полем) Земли. Такие системы называют инерциальными. Они так названы потому, что в них измеряются ускорения ракеты по отношению к инерциальному пространству, включающему Солнце и звезды.

Что же дает нам измерение ускорения движения ракеты? Ускорение — это приращение скорости в единицу времени. Чтобы узнать по нему скорость, надо проинтегрировать (просуммировать) это приращение скорости. А уж затем по скорости таким же образом можно определить путь, пройденный ракетой. И не только путь, но и величины боковых отклонений ракеты от заданной траектории.