Nghiên cứu phương pháp xây dựng quỹ đạo chuẩn của tên lửa đất đối đất

Bài viết đề xuất phương pháp xây dựng quỹ đạo chuẩn cho một loại TL đất đối đất giả định bắn mục tiêu cố định gồm 3 giai đoạn: Giai đoạn đầu phóng tăng tốc có điều khiển, giai đoạn giữa TL bay theo quỹ đạo “đạn đạo” không có điều khiển ở độ cao lớn và giai đoạn cuối hiệu chỉnh vào mục tiêu.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu phương pháp xây dựng quỹ đạo chuẩn của tên lửa đất đối đấtNghiên cứu khoa học công nghệ NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG QUỸ ĐẠO CHUẨN CỦA TÊN LỬA ĐẤT ĐỐI ĐẤT Đặng Võ Công1*, Nguyễn Đức Cương2, Nguyễn Đức Thành3, Đặng Công Vụ4, Phạm Tuấn Hùng1 Tóm tắt: Để điều khiển tên lửa (TL) đất đối đất bắn trúng mục tiêu cố định chúng ta phải tính toán trước một quỹ đạo lý tưởng, đó là quỹ đạo với giả thiết TL không chịu tác động của các sai số kỹ thuật, môi trường không khí không có nhiễu động, thường gọi là quỹ đạo chuẩn. Bài báo đề xuất phương pháp xây dựng quỹ đạo chuẩn cho một loại TL đất đối đất giả định bắn mục tiêu cố định gồm 3 giai đoạn: giai đoạn đầu phóng tăng tốc có điều khiển, giai đoạn giữa TL bay theo quỹ đạo “đạn đạo” không có điều khiển ở độ cao lớn và giai đoạn cuối hiệu chỉnh vào mục tiêu.Từ khóa: Tên lửa, Tên lửa đất đối đất, Quỹ đạo chuẩn, Lực Coriolis. 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Quỹ đạo bay của tên lửa đạn đạo nói chung và tên lửa đất đối đất nói riêng thế hệ cũthường bao gồm 2 giai đoạn. Giai đoạn đầu là giai đoạn phóng, tăng tốc, trong giai đoạnnày có hoạt động của động cơ đẩy, tên lửa (TL) sẽ được phóng với góc phóng thẳng đứngđể nhanh chóng vượt qua tầng khí quyển với mật độ dày đặc, trong giai đoạn này TL cóđiều khiển. Giai đoạn thứ hai là giai đoạn quỹ đạo “đạn đạo” (balistic), sau khi kết thúcđiều khiển TL bay theo quán tính trong môi trường mật độ không khí loãng ở độ cao lớn,do đó sai số điểm rơi lớn (ví dụ tên lửa SCUD có độ tản mát điểm rơi lên đến hàng nghìnmét [8]). Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của kỹ thuật đo lường - điều khiển đã chora đời những thiết bị đo với độ chính xác cao [5, 6], các thuật toán thông minh ngày càngđược ứng dụng có hiệu quả, trong lĩnh vực TL đất đối đất phát triển theo hướng có điềukhiển giai đoạn cuối với độ chính xác rất cao. Ví dụ TL Extra do tập đoàn IMI của Israensản xuất có sai số tản mát điểm rơi (Cicular Eror of Probability-CEP) là 10m [7]. Trên thếgiới, trong những năm gần đây, việc nghiên cứu bài toán điều khiển quỹ đạo cho các tênlửa đất đối đất theo hướng có thêm hiệu chỉnh giai đoạn cuối với độ chính xác cao làhướng tiếp cận chủ yếu và đã đạt được những kết quả khả quan. Các TL đất đối đất thế hệ cũ thường được điều khiển theo chương trình, theo đó, gócchúc ngóc chương trình được tính toán là các hàm theo thời gian [3, 10]. Một hướng đikhác cũng điều khiển theo chương trình nhưng các bộ số liệu chương trình được xây dựngkhông những về góc mà còn về quỹ đạo bao gồm kinh độ, vĩ độ và độ cao. Tuy nhiên, cụthể việc hình thành một quỹ đạo chương trình như thế nào thì chưa có tài liệu nào công bố.Trong bài báo này, nhóm tác giả đề xuất một phương pháp xây dựng quỹ đạo chương trìnhcho TL đất đối đất (quỹ đạo chuẩn). Đó là quỹ đạo lý tưởng với giả thiết TL không chịutác động của các sai số kỹ thuật, môi trường không khí không có nhiễu động. Sau khi đãxây dựng được quỹ đạo chuẩn, TL sẽ được điều khiển để bám theo quỹ đạo này đến mụctiêu một cách chính xác. Để bám được quỹ đạo, ngoài thông tin về quỹ đạo chuẩn, TL phải luôn được cập nhậtthông tin về quỹ đạo hiện thời (kinh độ, vĩ độ, độ cao). Như đã biết, thông thường trên cácTL thế hệ cũ được trang bị hệ thống dẫn đường quán tính có đế để xác định các tham số quỹđạo theo nguyên lý tích phân hai lần gia tốc trong hệ tọa độ quán tính. Các TL thế hệ mớingoài hệ thống dẫn đường quán tính có thể còn được trang bị hệ thống dẫn đường vệ tinh đahệ thống [5] với độ chính xác xác định tọa độ mặt phẳng ngang (kinh độ, vĩ độ) khá cao(±3m). Ngày nay, có nhiều thiết bị dựa trên công nghệ MEMS kết hợp cùng một lúc các loạicảm biến quán tính, từ trường, khí áp và định vị qua vệ tinh nên có độ chính xác rất cao, kíchthước rất nhỏ, ví dụ như bộ cảm biến trong [6].Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 53, 02 - 2018 3 Tên lửa & Thiết bị bay 2. BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN QUỸ ĐẠO VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG QUỸ ĐẠO CHUẨN CHO TL ĐẤT ĐỐI ĐẤT Quỹ đạo đề xuất cho TL đất đối đất có 3 giai đoạn (hình 1). Giai đoạn đầu là giai đoạnphóng tăng tốc, trong giai đoạn này TL được phóng thẳng đứng và có điều khiển. Giaiđoạn thứ hai là giai đoạn quỹ đạo “đạn đạo”, TL bay theo quán tính không có điều khiểntrong môi trường mật độ không khí rất loãng ở độ cao lớn. Giai đoạn thứ hai được tính chođến khi TL mất dần độ cao theo quỹ đạo “đạn đạo” đến một độ cao nhất định, lúc này mậtđộ không khí đủ lớn cánh lái khí động có hiệu lực, để bắt đầu vào giai đoạn thứ 3 (giaiđoạn cuối) có điều khiển (hiệu chỉnh), trong giai đoạn này TL được hiệu chỉnh chính xácvào mục tiêu. Như vậy, sự khác nhau giữa quỹ đạo đề xuất và quỹ đạo của các TL đất đốiđất thế hệ cũ ở chỗ giai đoạn cuối có điều khiển. ...