I. INTRODUCERE

Prelegere 1. Consideraţii generale privind zborul

dirijat

CONSIDETRATII GENERALE PRIVIND ZBORUL DIRIJAT

Elementele procesului de dirijare:Mobilul(M), Tinta(T) si purtatorul(A)

T, A- elemente punctiforme cu evolutie cunoscuta;

M- Sistemul aparat de zbor dirijat

Dirijarea este un proces automat în cadrul căruia aparatul de zbor îşi îndeplineşte misiunea de zbor

Sistemul aparat de zbor dirijat este un sistem automat multivariabil , neliniar, în buclă închisă, cu blocuri funcţionale continue sau discrete, care descrie procesul de dirijare a aparatului de zbor

OBIECT COMANDAT

bucla de amortizare şi control acceleraţie

poziţie şi mişcare relativă aparat de zbor

programator de zbor

bloc cinematic

elaborator comenzi de

ghidare bloc de formare

comenzi

traductor de zbor

sistem de acţionare

celulă

dispozitiv de urmărire

a ţintei

bucla de ghidare

SISTEM DE COMANDĂ

poziţie şi mişcare ţintã şi putător

perturbaţii atmosferice, asimetrii ale aparatului de zbor

1 2

perturbaţii introduse de ţintă şi purtător

perturbaţiiinterne

VERIGĂ CINEMATICĂ

bucla de stabilizare

transmisie de date pentru teledirijare indirectă

telecomandă pentru

teledirijare

AUTOPILOT

poziţie şi mişcare rachetă

corecţii externe

Sistemul APARAT DE ZBOR dirijatSchema bloc

• Variabilele de stare care descriu sistemul aparat de zbor dirijat sunt:

• variabilele de stare ale sistemului aparat de zbor comandat care descriu poziţia şi mişcarea aparatului;

• variabilele de stare care descriu funcţionarea blocurilor conţinute în sistemul de comandă;

• variabilele de stare care descriu poziţia şi mişcarea relativă aparat e zbor – purtător -ţintă în cadrul metodelor de dirijare în două sau trei puncte.

• Mărimile de intrare în sistem sunt:• evoluţia programată a aparatului în cazul

zborului autonom (dirijare într-un punct);• poziţia şi mişcarea ţintei în cazul metodelor

de dirijare în două sau trei puncte ;• poziţia şi mişcarea purtătorului în cazul

metodelor de dirijare în trei puncte.

• Mărimile de ieşire din sistem sunt:• poziţia şi mişcarea aparatului de zbor.

Perturbaţiile introduse în sistem sunt:perturbaţii interne datorate blocurilor funcţionale din

cadrul sistemului de comandă;perturbaţii interne datorate asimetriilor aerodinamice

şi gazodinamice ale aparatului de zbor;perturbaţii externe introduse în sistem prin

intermediul ţintei şi a purtătorului;perturbaţii externe introduse în sistem de condiţiile

atmosferice de zbor.

Sistemul APARAT DE ZBOR dirijatdescrierea sistemica

SUBSISTEME ŞI BLOCURI FUNCŢIONALE• Sistemul de comandă descrie procesul de

formare al bracajelor de comandă• Variabilele de stare ale sistemului de comandă

sunt mărimi care descriu blocurile funcţionale ale acestuia.

• Mărimile de intrare ale sistemului de comandă sunt:poziţia şi mişcarea aparatului de zbor pentru sisteme cu buclă de amortizare şi stabilizare;parametrii programaţi de evoluţie a aparatului în cazul zborului autonom; mărimi privind poziţia şi mişcarea relativă aparat de zbor-ţintă-purtător în cazul autodirijării sau teledirijării.

• Mărimile de ieşire din sistemul de comandă sunt bracajele de comandă .

• blocuri funcţionale:dispozitivul de urmarire a ţintei - pentru sisteme autodirijate sau teledirijate; elaboratorul comenzilor de ghidare -pentru sisteme autodirijate sau teledirijate;programatorul de zbor - pentru sisteme cu dirijare autonomă; blocul de formare comenzi -pentru toate tipurile de sisteme; sistemul de acţionare - pentru toate tipurile de sisteme;traductor de zbor - pentru sisteme cu dirijare autonomă sau cu buclă de amortizare.

• Obiectul comandat descrie poziţia şi mişcarea aparatului.

• Variabilele de stare sunt cele 12 variabile de stare ale sistemului aparat de zbor comandat (şase viteze şi şase coordonate).

• Mărimile de intrare în subsistem sunt bracajele de comandă care pot fi aerodinamice sau gazodinamice.

• Mărimile de ieşire din subsistem sunt poziţia şi mişcarea aparatului de zbor.

• Obiectul comandat conţine un singur bloc funcţional, care poartă numele de celulă şi care este descris de ecuaţiile de mişcare a aparatului de zbor.

• Veriga cinematică închide circuitului de dirijare.• Variabilele de stare ale subsistemului sunt

parametrii caracteristici ai metodei de dirijare.• Mărimile de intrare sunt poziţia şi mişcarea

aparatului de zbor, precum şi poziţia şi mişcarea ţintei şi a purtătorului.

• Mărimile de ieşire sunt poziţia şi mişcarea relativă a aparatului şi parametrii caracteristici ai metodei de dirijare.

• bloc funcţional, blocul cinematic, care este descris de ecuaţiile cinematice de dirijare

PROCEDEE DE DIRIJARE

Dirijarea autonomăCaracteristica procedeu -

dispozitivul de urmărire a ţintei şi elaboratorul comenzilor de ghidare este înlocuit cu un programator de zbor care impune traiectoria şi atitudinea de zbor a unui aparat de zbor într-un sistem de referinţă terestru.

Determinarea poziţiei şi atitudiniicurente a aparatului de zbor se face cu ajutorul unei centrale inerţiale aflată la bordul aparatului (în cadrul traductorului de zbor).

(FOX, SAMO, EADFP….)Absenţa buclei de ghidare şi a

verigii cinematice (absenţa ţintei şi a purtătorului). Poziţia aparatului, determinată prin traductorul de zbor, poate fi actualizată prin intermediul unor corecţii externe

UAV experimental, urmare a unor proiecte succesive finanţate prin programe naţionale, in cadrul unor consorţii compuse din: UPB, INCAS, ACTTM, Electromecanica. Aparatul a fost realizat in doua exemplare si avea capabilităţi de zbor autonom.

AutodirijareaCaracteristica procedeu - comenzile de ghidare se formează la bordul aparatului de zbor (elaboratorul comenzilor de ghidare se află la bordul aparatului).

Autodirijarea directă - determinarea poziţiei relative aparat-ţintă se efectuează la bordul aparatului (dispozitivul de urmarire a ţintei se află la bordul aparatului), într-un sistem de coordonate raportat la ţintă

.(A95,A94,A91,A911,A901,A960Autodirijarea indirectă (dirijarea în

fascicol) determinarea poziţiei relative aparat-ţintă nu se efectuează integral la bordul aparatului. Pentru aceasta se utilizează un sistem de referinţă auxiliar definit de ţintă şi purtător (linia de vizare purtător ţintă), urmărirea ţintei fiind efectuată de la distanţă (dispozitivul de urmarire a ţintei nu se află la bordul aparatului).

(A-90, 3UBK)

A-90, rachetă cu o singură treaptă. Motorul este cu combustibil solid. Comanda se realizează prin bracaje aerodinamice. Sistemul de acţionare este pneumatic. Lansarea se face de pe avion purtător cu ajutorul unui lansator de lungime "zero" . Distanţa orizontală de zbor pentru condiţii iniţiale Vo = 400 m/s, Ho= 5 Km este de 10 Km .

A-91 rachetă cu o singură treaptă. Motorul este cu combustibil solid. Comanda se realizează prin bracaje aerodinamice cu controlul momentului. Sistemul de acţionare este cu gaze fierbinţi preluate de la un generator de gaze. Lansarea se face de pe avionul purtător cu ajutorul unui lansator de lungime „zero”.

TeledirijareaCaracteristica procedurii comenzile de ghidare ale aparatului se formează la distanţă (elaboratorul comenzilor de ghidare nu se află la bordul aparatului) Teledirijarea directă -determinarea poziţiei relative mobil - ţintă se face la distanţă (dispozitivul de urmărire a ţintei nu se află la bordul aparatului).Teledirijarea directă manuală -operatorul uman aflat la sol sau la bordul unei nave urmăreşte ţinta şi aparatul de zbor şi elaborează comenzile de ghidare.(MALIUTKA, FAGOT)Teledirijarea directă semiautomată -operatorul uman aflat la sol sau la bordul unei nave urmăreşte ţinta , iar un dispozitiv automat elaborează comenzile de ghidare.(MALIUTKA)Teledirijarea directă automată urmărirea aparatului şi a ţintei se face de către un dispozitiv, sau ansamblu de două dispozitive, iar elaborarea comenzilor de ghidare este efectuată de un aparat (calculator) asociat.(VOLHOV, NEVA)Teledirijarea indirectă determinarea poziţiei relative aparat-ţintă este efectuată la bordul aparatului de zbor (dispozitivul de urmărire este la bordul aparatului) , iar elaborarea comenzilor se face la distanţă (sisteme cu cameră T.V. la bordul aparatului). (cred ca estecela ISRAELIAN cu camera TV)

A-100 (Complex VOLHOV) - rachetă cu două trepte. Etajul I de start o reprezintă un accelerator cu combustibil solid. Treapta a –II-a este echipată cu un motor de marş cu combustibil lichid. Dirijarea se face prin comenzi aerodinamice. Sistemul de acţionare este pneumatic. Lansarea se face de pe rampă înclinată. Distanţa maximă de zbor este de 200 Km . Viteza maximă este de 1200 m/s.

PRINCIPII ŞI METODE DE DIRIJARE

Caracteristica principiuparticipă numai mobilul.Metodele de dirijare :Zborul autonom cu controlul

atitudinii aparatului de zbor, care asigură orientarea în spaţiu a aparatului fără controlul traiectoriei de zbor a acesteia.(8K14, V2)

Zborul autonom cu controlul atitudinii şi a traiectoriei, care asigură orientarea aparatului şi controlează traiectoria de zbor a acesteia(TAR 01, UAV-uti)

Procedeul utilizat pentrurealizarea acestor metode este zborul autonom.

Dirijarea într-un punct

A-931 rachetă cu o singură treaptă. Motorul este cu combustibil lichid. Dirijarea se face pe toată durata funcţionării motorului prin comenzi in jet. Sistemul de acţionare este hidraulic. Lansarea se face de pe platformă, la verticală. Bataia maxima350 Km

TAR01 tinta de aviatie reactiva cu configuraţie cruciformă şi este dotat cu motor rachetă cu o singură treaptă. Doua motoare este cu combustibil solid, cu funcţionare succesivă. Comanda se realizează prin bracaje aerodinamice. Sistemul de acţionare este cu aer preluat de la o butelie. Lansarea se efectuează de pe rampă la un unghi de înclinare de 30 grade.

Dirijarea în două puncte

Caracteristica principiuparticipă mobilul şi ţinta.Metodele de dirijareDirijarea directă (dirijarea pe curba de

urmărire) în care aparatul de zbor se orientează în permanenţă pe direcţia ţintei. (STAR 80)

Dirijarea în avans la care aparatul de zbor, anticipând evoluţia ţintei, se orientează cu un unghi de avans faţă de direcţia ţintei. (A91, A95 )

Procedeele utilizate pentru realizarea acestor metode sunt autodirijarea directă sau teledirijarea indirectă.

A-95 rachetă S-A cu o treaptă. Motorul este cu combustibil solid cu două regimuri: regim de start si regim mars. Comanda se realizează prin bracajeaerodinamice cu controlul unghiului. Sistemul de acţionare este electric. Lansarea se face din container. Distanţa maxima înclinata de zbor dirijat este de 6 Km. Viteza maximă de zbor este de 640 m/s. Durata zborului dirijat este de 11 s.

Dirijarea în trei puncte

Procedeul utilizat pentru realizarea acestei metode este teledirijarea directă. . (VOLHOV)

Metode de dirijare cu corecţie în care , anticipând evoluţia ţintei, se consideră un unghi de avans în raport cu linia de vizare purtător-ţintă.Procedeele utilizate pentru realizarea acestor metode sunt teledirijarea directă sau autodirijarea indirectă (OSA)

NEVA Complex S-A .Racheta cu două trepte. Motorul de start şi motorul de marş sunt cu combustibil solid. Comanda se realizează prin bracaje aerodinamice. Sistemul de acţionare este pneumatic, alimentat de la o butelie cu aer. Lansarea se face de pe rampă înclinată. Distanţa maximă înclinată de zbor dirijat este de 17 Km. Viteza maximă este de 850 m/s. Durata zborului dirijat este de 35 s.

Caracteristica principiu participă mobilul, ţinta şi purtătorul.

Metodele de dirijare:Metoda celor trei puncte coliniare

anularea (minimizarea) distanţei dintre poziţia aparatului de zbor şi linia de vizare purtător-ţintă

Dirijarea cu controlul abaterii liniare, aparatul de zbor caută să anuleze abaterea liniară dintre poziţia mobilului şi linia de vizare purtător - ţintă. Procedeul utilizat pentru realizarea acestei metode este autodirijarea indirectă (dirijarea în fascicol) (A90)

Dirijarea cu controlul abaterii unghiulare, aparatul de zbor caută să anuleze abaterea unghiulară dintre linia de vizare purtător-ţintă şi linia de vizare purtător-mobil.