[1]Изобретение относится к военной технике и может найти применение для прицеливания наклонных пусковых установок крылатых ракет, размещаемых на надводных и подводных носителях.
[2]Необходимым условием выведения крылатой ракеты (далее - КР) в заданный район (расчетную точку) для последующего самонаведения КР на цель является прицеливание КР, т.е. определение начального азимутального положения осей инерциального блока (далее - ИБ) изделия относительно направления истинного меридиана, до начала проведения режима предстартовой подготовки КР.
[3]Погрешность прицеливания КР складывается из целого ряда погрешностей, с которыми изготовлены КР, пусковая установка (далее - ПУ) и др. Например, при установке КР на морском носителе погрешность прицеливания зависит от погрешности положения ИБ относительно внешних узлов КР, стыкуемых с ПУ, погрешности установки ПУ на носителе и погрешности установки навигационного комплекса носителя (далее - НКН).
[4]В настоящее время известны способы измерения угловых рассогласований и ближайшим аналогом является способ прицеливания крылатых ракет, базирующихся на самоходной пусковой установке (патент на изобретение №2549215, заявка №2014103975 от 06.02.2014)
[5]При прицеливании КР наклонного старта проводятся измерения угловых рассогласований между элементами комплекса по всем трем осям (курс, крен, тангаж). По результатам этих измерений рассчитывается курсовой угол между осями ИБ КР и НКН.
[6]Угловые отклонения осей ИБ КР относительно внешних стыковочных узлов на КР, фиксирующих ее положение в ПУ, измеряются на заводе-изготовителе КР, вводятся в бортовой вычислительный комплекс и являются индивидуальными для каждой КР.
[7]Параметры, характеризующие угловое положение посадочного места под КР на ПУ относительно НКН измеряются после установки ПУ на морском носителе и являются постоянными на длительный период эксплуатации.
[8]Очевидно, что вследствие соотношения длины КР к ее диаметру, достигающему 10:1, измерения углового положения посадочного места КР на ПУ по курсу и тангажу относительно НКН проводятся с более высокой точностью, чем измерение углового положения фиксационного узла ПУ по крену.
[9]Например, при линейной погрешности равной ±1 мм, включающей в себя фиксирование контрольных элементов (шкал, рисок, штифты и др.), погрешности имитаторов и методов измерений, угловая погрешность измерения курса и тангажа составляет 30 угл. секунд (для длины КР≅6000 мм), а погрешность измерения крена составит 5 угл. мин (для диаметра КР≅600 мм).
[10]Рассмотрим влияние кренового разворота фиксационного узла ПУ, стыкуемого с КР, на курсовое положение ИБ КР относительно НКН. Вывод формулы, описывающий влияние крена ПУ (γПУ) при фиксированном тангажном угле ПУ (ϑ) на курсовое положение ИБ КР (Δψ) приведен ниже.
[11]При отсутствии углового разворота ПУ относительно НКН по крену единичный вектор 
, связанный с базовой осью 0ХИБ в системе координат 0XНКНYНКНZНКН (фиг. 1) имеет вид:
[12]
[13]Наличие углового разворота ПУ, а вместе с ней и ИБ в КР, по крену относительно НКН на угол γПУ эквивалентно развороту единичного вектора 
на угол γПУ вокруг оси 0ХНКН. В матричном виде данный разворот можно выразить следующим образом:
[14]
[15]Тогда дополнительное курсовое рассогласование (угол Δψ) между ИБ КР и НКН будет равен:
[16]
[17]Или, ввиду малости углов
[18]Таким образом, при достаточно больших углах тангажа ϑ (на практике эти углы лежат в диапазоне 15°÷45°) между продольной осью КР и НКН разворот по крену вносит существенное влияние на курсовое положение ИБ КР относительно НКН.
[19]Существующие способы измерений крена ПУ имеют ряд недостатков:
[20]- повышенная погрешность измерения крена ПУ вследствие большого количества промежуточных измерений (стыковочный узел - контрольные площадки носителя - посадочное место под НКН - базовые оси НКН),
[21]- требуют применение специальных средств для каждого этапа измерений (имитаторы стыковочного узла ПУ, контрольные площадки, оптические элементы, измерительные средства и др.),
[22]- не учитывают влияние деформации элементов конструкции в точностной цепочке ПУ - НКН.
[23]Технической задачей изобретения является устранение этих недостатков.
[24]Суть предлагаемого способа заключается в возможности определения крена стыковочного узла ПУ с учетом имеющихся ранее проведенных на заводе-изготовителе результатов измерений ИБ КР относительно внешних элементов КР по крену (параметр αХР) и курсу (параметр αYP) (при горизонтальном положении КР) и измерений между ИБ КР и НКН по крену (параметр αХКОП) (при положении ПУ по тангажу не равном 0°) с последующим вычислением курсовой поправки к положению ИБ КР относительно НКН.
[25]После установки КР в ПУ носителя проводятся штатные электрические проверки систем ракеты (регламентные проверки). В процессе проведения электрических проверок измеряются углы отклонения чувствительных элементов (акселерометров) ИБ КР и НКН от плоскости горизонта и рассчитывается угловое рассогласование по крену между ИБ КР и НКН. Фактическое значение этого рассогласования по крену (параметр αХКОП) документируется, а также вводится в бортовой вычислительный комплекс КР.
[26]Выведем формулу, описывающую положение оси 0ZИБ относительно стыковочного узла ПУ, фиксирующего КР по крену после установки КР в ПУ с тангажным углом ϑ.
[27]Стыковочный узел, фиксирующий КР по крену (линия 
), описывается как перпендикуляр, проходящий через центр фиксирующего узла (паз, шпонка и т.д.) и продольную ось 0ХКР, являющейся базовой осью ракеты по курсу и тангажу (фиг. 2).
[28]Продольная ось 0ХКР и линия 
образуют плоскость, а перпендикуляр 
к этой плоскости описывает пространственное положение стыковочного узла ракеты по крену.
[29]Положение оси 0ZИБ в проекции на оси 0ХКР, 0YКР, 0ZКР можно записать в виде:
[30]
[31]Учитывая, что отклонения αХР, αYР (фиг. 2) лежат в пределах ±1°, положение оси 0ZИБ относительно базовых осей КР можно записать в виде:
[32]
[33]Проекция курсового положения ПУ относительно НКН измеряется и может быть совмещенной с базовыми осями НКН, а креновое положение ИБ КР является искомым, поэтому найдем положение оси OZИБ по крену относительно узла фиксации КР в ПУ при установке КР в ПУ с тангажным углом θ относительно базовой горизонтальной плоскости НКН.
[34]При выводе расчетных формул принимаем, что креновой разворот ПУ относительно НКН отсутствует. Матрица, соответствующая повороту базовых осей КР относительно базовых осей НКН вокруг оси 0ZНКН на угол тангажа θ имеет вид:
[35]
[36]Найдем положение оси 0ZИБ (фиг. 3) относительно базовых осей НКН после поворота ПУ на тангажный угол θ вокруг оси 0ZHКН:
[37]
[38]Исходя из соотношений соответствующих проекций 0ZИБ на оси НКН, вычисляем положение ИБ по крену относительно горизонтальной плоскости ZНКН0XНКН и соответственно относительно стыковочного узла ПУ по формуле:
[39]
[40]или с учетом малости углов αХР и αYР
[41]
[42]При наличии разворота стыковочного узла ПУ по крену (γПУ) вокруг продольной базовой оси 0ХНКН суммарный угол отклонения оси 0ZИБ ИБ КР относительно НКН, который и измеряется при электрических проверках, описывается формулой:
[43]αХКОП=γПУ+(αХР⋅cosθ-αYP⋅sinθ), отсюда можно рассчитать крен стыковочного узла ПУ по формуле:
[44]
[45]где γПУ - положение стыковочного узла ПУ по крену относительно НКН;
[46]αХКОП - угловое положение по крену оси 0ZИБ ИБ КР относительно НКН;.
[47]αХР - отклонение оси 0ZHБ ИБ КР относительно стыковочного узла на КР, фиксирующего ее положение в ПУ по крену;
[48]αYP - отклонение оси 0ZИБ ИБ КР относительно стыковочного узла на КР, фиксирующего ее положение в ПУ по курсу;
[49]ϑ - тангажный угол ПУ.
[50]Таким образом, не проводя оптическими средствами измерения ПУ по крену, а используя имеющиеся параметры угловых рассогласований, измеренные на заводе-изготовителе КР и на морском носителе после установки КР в ПУ, можно рассчитать фактическое угловое положение ПУ по крену относительно НКН.
[51]Расчет γПУ по формуле (4) и курсовой поправки Δψ по формуле (1) можно провести как в ручном, так и в автоматическом режиме.
[52]Результаты расчета вводятся в корабельную автоматическую систему управления (КАСУ) и в режиме предстартовой подготовки используются при вычислении истинного азимута ИБ КР.
[53]Таким образом, можно констатировать, что изобретение позволяет повысить точность прицеливания КР, исключить проведение операций поэтапного контроля, применение специальных средств измерения и при необходимости исключить ошибку, обусловленную деформациями корабля на взаимное положение ИБ КР и НКН, путем проведения повторной электрической проверки.
[54]Представляется, что данный способ найдет применение как во вновь разрабатываемых ракетных комплексах, так и при модернизации существующих комплексов ракетного оружия.
