Способ испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров и устройство для его осуществления

Способ испытаний летательных аппаратов с телеметрической системой регистрации основных параметров и устройство для его осуществления

Реферат

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 НЛП 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 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 НПП 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 координаты положения антенны НПП, а в процессе полета на борту ЛА в реальном масштабе времени определяют текущие координаты ЛА, включают их в информационные пакеты регистрируемых параметров для передачи в НПП наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, после приема и обработки информации в НПП рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП, совмещают ось диаграммы направленности антенны НПП с направлением на ЛА.

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

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 координаты положения антенны НПП, а в процессе полета на борту ЛА в реальном масштабе времени определяют текущие координаты ЛА, включают их в информационные пакеты регистрируемых параметров для передачи в НПП наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, после приема и обработки информации в НПП рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП, совмещают ось диаграммы направленности антенны НПП с направлением на ЛА.

Для этого в ЛА установлена аппаратура спутниковой навигации, а наземная аппаратура телеметрической системы регистрации снабжена последовательно соединенными пультом управления, вычислителем и приводом наведения, выход которого соединен с антенной НПП, при этом выход аппаратуры спутниковой навигации соединен со входом БТПМ, а второй вход вычислителя - с выходом НПП.

Результатом всех операций является следящая ДН 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 чертеже 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 - аппаратура спутниковой навигации;

5 - БТПМ;

6 - антенна БТПМ;

7 - группировка спутников навигационной системы (СНС);

8 - наземная аппаратура телеметрической системы регистрации;

9 - НПП;

10 - антенна НПП;

11 - привод наведения;

12 - вычислитель;

13 - пульт управления.

Перед пуском на заданную дальность в пульте управления (13) определяют координаты положения антенны HПП (10) и вводят их в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) вычислителя (12).

При испытаниях ЛА на его борту с выходов функциональных блоков (2) сигналы, содержащие информацию об основных параметрах ЛА (1), и управляющие сигналы аппаратуры управления (3) поступают на входы БТПМ (4). Аппаратура спутниковой навигации (4), принимая сигналы с группировки СНС (7), в текущем масштабе времени определяет координаты ЛА (1), которые также поступают на вход БТПМ (5). В блоке (5) по сигналам аппаратуры управления (3) согласно алгоритму управления ЛА телеметрические сигналы с выходов функциональных блоков (2) и координаты ЛА с выхода аппаратуры спутниковой навигации (4) преобразуются в двоичный код и формируются в информационные пакеты регистрируемых параметров, которые излучаются посредством антенны БТПМ (6) в направлении НПП (9).

НПП (9) посредством антенны НПП (10) принимает сигналы с борта ЛА (1), расшифровывает поступившие текущие координаты ЛА (1), данные о параметрах функциональных блоков (2) и передает координаты ЛА (1) в вычислитель (12). По хранящимся в ОЗУ блока (12) координатам положения антенны НПП (10) и текущим координатам ЛА (1) в вычислителе (12) рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП (10). На выходе вычислителя (12) формируют пропорциональный данному направлению сигнал и подают его на вход привода наведения (11), соединенного с антенной НПП (10). Привод наведения (11) по поступившему сигналу разворачивает антенну НПП (10) таким образом, чтобы ось диаграммы направленности антенны НПП (10) совместилась с рассчитанным направлением на ЛА (1). Результатом всех операций является следящая диаграмма направленности антенны НПП, ось которой направлена на ЛА(1).

НПП (9) посредством антенны НПП (10) обрабатывает телеметрическую информацию о параметрах функциональных блоков (2). Ось диаграммы направленности антенны HПП (10) направлена на ЛА (1), что обеспечивает работу антенны НПП с коэффициентом направленного действия, близким к максимальному, следовательно, устойчивость связи между НПП (8) и БТПМ (4) на всей траектории полета ЛА.

В предлагаемом устройстве функциональные блоки (2), аппаратура управления (3), БТПМ (5), антенна БТПМ (6), НПП (9), антенна НПП (10) могут быть выполнены, например, аналогично блокам прототипа III.

Аналогично блокам, используемым в патенте РФ №2247297, публикация 27.02.2005 г., кл. МПК F41G 5/00, 7/22 /2/, в качестве аппаратуры спутниковой навигации (4) может быть применен, например, прибор ориентации системы GPS, в качестве вычислителя (12) и пульта управления (13) может быть применена, например, малогабаритная ЭВМ типа «Багет».

Привод наведения (11) может быть выполнен, например, как следящий привод постоянного тока. Л.В. Рабинович, Б.И. Петров, В.Г. Терсков и др. Проекторование следящих систем, под ред. Л.В. Рабиновича, М., Машиностроение, 1969, стр.86-87, /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.

1. Способ испытаний летательных аппаратов (ЛА) с телеметрической системой регистрации основных параметров, включающий 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 наземного приемного пункта (НПП) наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, прием и обработку в НПП информации в режиме реального времени, отличающийся тем, что перед пуском ЛА рассчитывают и вводят в наземную аппаратуру телеметрической системы регистрации координаты положения антенны НПП, а в процессе полета на борту ЛА в реальном масштабе времени определяют текущие координаты ЛА, включают их в информационные пакеты регистрируемых параметров для передачи в НПП наземной аппаратуры телеметрической системы регистрации, после приема и обработки информации в НПП рассчитывают направление на ЛА относительно положения антенны НПП, совмещают ось диаграммы направленности антенны НПП с направлением на ЛА.

2. 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 в ЛА установлена аппаратура спутниковой навигации, а наземная аппаратура телеметрической системы регистрации снабжена последовательно соединенными пультом управления, вычислителем и приводом наведения, выход которого соединен с антенной НПП, при этом выход аппаратуры спутниковой навигации соединен со входом БТПМ, а второй вход вычислителя - с выходом НПП.