1. Überblick über Raketen
Eine Rakete ist eine typische präzise gesteuerte Waffe, die sich auf ihren eigenen Antrieb stützt und ein professionelles Steuerungssystem zur Steuerung ihrer Flugbahn verwendet.Richtige Führung des Sprengkopfes, um Ziele zu treffen und zu zerstörenDie Raketen verfügen über eine lange Reichweite, eine hohe Geschwindigkeit, eine hervorragende Genauigkeit und eine starke Schlagfähigkeit.
Gemäß Flug- und Angriffsmodi werden Raketen in zwei Kategorien eingeteilt: geflügelte Raketen, die Ziele als vollständiger integrierter Körper treffen,und ballistische Raketen, die den Sprengkopf nach Erreichen einer vorgegebenen Höhe und Position vom Raketenkörper trennenDie unabhängige Sprengköpfe schließt den letzten Schlag.Raketen werden als konventionelle Raketen mit gewöhnlichen Sprengstoffen und Kernraketen mit Kernschussköpfen eingestuft..
2Grundprinzip der Trägheitsführung
Inertialsteuerung ist die grundlegendste und gängigste autonome Steuerungstechnologie für Raketen und Trägerraketen.Es berechnet die Bewegungsparameter des Trägers in Echtzeit durch hochpräzise Trägheitsmessgeräte., erzeugt Führungskommandos über Bordcomputer und passt die Größe, Richtung und Dauer des Motorstoßes an, um die Rakete automatisch zum vorgegebenen Zielgebiet zu führen.
Der wichtigste Vorteil der Trägheitsführung istvolle AutonomieDer gesamte Navigations- und Führungsprozess benötigt keine externen Signale oder Umweltinformationen, die vollständig von externen Störungen isoliert sind.Es hat eine ausgezeichnete Störsicherheit und eine hohe Verschleierung., so dass es die Standardführung für moderne taktische Boden-Boden-Raketen, strategische ballistische Raketen und Luft- und Raumfahrtraketen ist.
Ein vollständiges Trägheitslenksystem besteht aus drei Kernteilen: Trägheitsmessungseinheit (IMU), Raketencomputer und Servo-Aktor, die alle vollständig in den Raketenträger integriert sind.
3- Zusammensetzung und Arbeitsmechanismus der Trägheitsmessungseinheit
Die Trägheitsmessungseinheit ist die zentrale Sensorikkomponente des Trägheitslenksystems, das hauptsächlich aus einemmit einer Breite von mehr als 20 mm,und aGyroskop mit drei AchsenEs liefert kontinuierlich Echtzeitdaten zur Dreiachsenbeschleunigung und Dreiachsenwinkelgeschwindigkeit unter dem Trägerkoordinatensystem,Bereitstellung aller ursprünglichen Bewegungssensordaten für die Einstellung und Navigationsberechnung.
Durch Datenlösung und Algorithmenfusion kann die IMU vollständige Informationen über die Haltung und Bewegung des Trägers erhalten: Beschleunigungsdaten lösen den Roll- und Schrägwinkel,mit Kalman-Filterung zur Beseitigung von Sensorlärm und Verbesserung der Stabilität; die Winkelgeschwindigkeitsdaten lösen den Winkel des Winkens, der durch ein dreiachsiges Magnetometer weiter kalibriert und kompensiert wird.Echtzeitfluggeschwindigkeit und kumulativer Drehwinkel jeder Achse können durch Integration von Beschleunigungs- bzw. Winkelgeschwindigkeitsdaten ermittelt werden.
3.1 Funktionsprinzip des Dreiachsenbeschleunigers
Der Arbeitsmechanismus eines Beschleunigungsmessers kann durch ein vereinfachtes mechanisches Modell visualisiert werden: Ein Massenkugel wird durch elastische Federn in der Mitte einer Kubikhülle befestigt.In einer schwerelosen statischen Umgebung, bleibt die Massenkugel mit null Beschleunigung auf allen drei Achsen zentriert.
Wenn der Träger eine lineare Beschleunigung erzeugt, bewegt sich die Schale synchron mit dem Träger, während die innere Massenkugel aufgrund der Trägheit relativ stationär bleibt,an der entsprechenden Seite der SchaleDer Sensor erfasst die Verschiebung der Massenkugel und wandelt die mechanische Verschiebung in elektrische Signale um und löst so die lineare Beschleunigung der drei orthogonalen Achsen des Trägers.
3.2 Funktionsprinzip des dreiachsigen Gyroskops
Gyroskope sind Kernsensoren zur Messung der Trägerwinkelgeschwindigkeit und Haltungsablenkung.Glasfaser-Gyroskope (FOG) und mikroelektromechanische MEMS-GyroskopeDas physikalische Grundprinzip ist der gyroskopische Effekt.der mit hoher Geschwindigkeit rotierende Gyrorotor hält eine feste Achsenrichtung bei und erzeugt Präzession um die feste Achse.
Durch die Erfassung des Präzessionszustands des Rotors kann das Gyroskop die Winkelgeschwindigkeit und den Drehwinkel der dreiachsigen Einstellungsänderungen des Trägers genau erfassen.Realisierung der Echtzeitüberwachung von Flugbeugung und Haltungsrotation.
4. Methode zur Lösung von IMU-Haltung
Nehmen wir zum Beispiel den hochpräzisen Haltungssensor MPU6050.Das Gerät integriert ein dreiachsiges Beschleunigungsmesser und ein dreiachsiges Gyroskop zur vollständigen volldimensionalen Einstellungserfassung. Wenn der Sensor fest mit dem Koordinatensystem des Raketenkörpers (Z-Achse senkrecht nach oben) übereinstimmend installiert ist, wird der Beschleunigungsvektor a(x, y,z) in vertikaler Richtung in einem gleichmäßigen Bewegungszustand erworben werden können.
Auf der Grundlage der Vektor-Innenproduktoperation und der geometrischen Berechnung lassen sich zwei Kernstellwinkel der Rakete genau lösen:Schrägungswinkelist der eingeschlossene Winkel zwischen dem Beschleunigungsvektor und seiner Projektion auf der Schwenkebene;Rollwinkelist der eingeschlossene Winkel zwischen dem Beschleunigungsvektor und der XOZ-Ebene.Niedriggeräusche und stabile Vollhaltungsdaten sind endlich realisiert.
5. technische Zusammenfassung
Die Trägheitsnavigation beruht auf der autonomen Sensorik von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen.Es realisiert vollständige Prozess autonome Einstellung Lösung, Flugbahnberechnung und Schlussschaltungsteuerung.Anti-Störungen und hohe Verschleierung machen Trägheitsführung unersetzlich auf dem Gebiet der Präzisionsschlagwaffen und der Luftfahrzeugnavigation.
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