Радиовзрыватель

4.  Радиовзрыватель

При самом тщательном выполнении систем управления снарядами трудно рассчитывать на стопроцентную вероятность их прямого попадания в цели, особенно воздушные, обладающие, как правило, большой маневренностью и скоростью полета. В то же время нельзя допустить, чтобы дорогостоящий управляемый снаряд прошел мимо цели, не поразив ее, и был потерян. Поэтому все снаряды обеспечиваются неконтактными взрывателями, срабатывающими при приближении снаряда к цели.

Первыми начали работать над созданием радиовзрывателей для снарядов в США еще за 10 лет до Второй мировой войны. Радиовзрыватель, выдерживающий ускорение до 2000g был разработан в США перед Второй мировой войной. Он содержал миниатюрный передатчик, который излучал хорошо направленный пучок ВЧ энергии на цель и детонировал при получении сильного отражения от цели. Такие взрыватели использовались в артиллерийских снарядах, минах, ракетах и бомбах.

 В отличие от аппаратуры теле- или самонаведения неконтактные взрыватели не вырабатывают команд управления рулями, а только дают команду на подрыв боевого заряда в зависимости от степени приближения снаряда к цели

Действие неконтактных взрывателей так же, как и аппаратуры самонаведения, основано на использовании электромагнитных и других полей (акустического, теплового и др.). Ввиду небольших расстояний, на которых действуют взрыватели, возможно применение для них и статических полей: электрического и магнитного.

Рассмотрим сначала принципы, на которых может быть построен неконтактный взрыватель. Для выработки команды на подрыв цели может быть использована информация о расстоянии от снаряда до цели, скорости сближения цели и снаряда V_сбл и интенсивности поля, формируемого целью (собственного или отраженного).

					Траектория снаряда

Из приведенного выше рисунка видно, что при движении снаряда относительно цели расстояние от снаряда до цели будет сначала уменьшаться, а затем после достижения минимального значения увеличиваться.

Радиовзрыватели, использующие информацию о дальности, называются дальномерными. Дальномерные радиовзрыватели срабатывают или по минимуму измеренной дальности, или при достижении определенного значения дальности, когда вероятность уничтожения цели близка к единице. В Германии во время второй моровой войны был разработан такой радиовзрыватель “Марабу”, в котором использовался частотный метод дальнометрии, то есть излучался частотно-модулированный сигнал.

Рассмотрим теперь, как изменяется скорость сближения снаряда с целью при движении снаряда мимо цели.

Скорость сближения V_сбл представляет собой проекцию вектора скорости снаряда V_снар на линию “снаряд – цель”. При приближении снаряда к цели скорость сближения будет уменьшаться до нуля при максимальном сближении, затем становится отрицательной (снаряд удаляется от цели) и увеличивающейся по модулю. Частота Доплера зависит только от величины скорости, поэтому она уменьшается до нуля при приближении к цели и возрастает при удалении от нее.

Информация о скорости используется в радиовзрывателях, использующих эффект Доплера. Передатчик, расположенный на снаряде, излучает непрерывный сигнал. Отраженный от цели сигнал отличается по частоте от излученного на величину доплеровского сдвига частоты. В приемнике выделяются колебания доплеровской частоты. Радиовзрыватель срабатывает по нулю доплеровской частоты. Подобными радиовзрывателями в годы второй мировой войны оборудовались зенитные и авиационные снаряды (например радиовзрыватель “Какаду”, разработанный в Германии).

В основу срабатывания радиовзрывателя может быть положена и энергия поля, излучаемого целью.

					Энергия

Независимо от физической природы поля (электромагнитного, теплового, акустического) максимальному сближению снаряда и цели соответствует максимум энергии этого поля.

Радиовзрыватели, срабатывающие по максимуму излучаемой целью энергии, должны иметь специфическую диаграмму направленности в виде диска, перпендикулярного к оси снаряда. В Германии во время войны был разработан радиовзрыватель “Трихтэр”, срабатывавший по максимуму отраженного от цели радиосигнала.

Надо отдать должное немецким разработчикам за широту подхода к построению радиовзрывателей. Использовались: электрический заряд цели (самолета); изменение емкости (проводник в электрическом поле); изменение индуктивности (железо в магнитном поле); отражение модулированного света; изменение интенсивности звука от двигателей самолета. Многое из того, что было заложено ими, использовалось в поздних разработках во многих странах мира.

Заключение

Радиоуправление применяется при построении систем автоматики, в авиа- и ракетостроении, робототехнике. В современное время получило развитие направление управления бытовой техникой и приборами ("умный дом").

Список литературы

1. Коновалов Г.Ф. Радиоавтоматика.

2. Основы радиоуправления, под ред. В.А. Вейцеля, В.Н. Типугина.-М.: Сов. радио, 1973.

3. Мановцев А.П., Основы теории радиотелеметрии, М., 1973.

Размещено на http://www.