Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC

Podobne dokumenty
Modele wybranych układów aparatury pokładowej systemu transmisji komend sterowania PZR NEWA SC

SYMULACYJNE BADANIE SKUTECZNOŚCI AMUNICJI ODŁAMKOWEJ

Wpływ wybranych parametrów toru obserwacji na zasięg śledzenia PZR NEWA SC

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia II stopnia (magisterskie)

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania Studia I stopnia (inżynierskie)

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: II stopnia (magisterskie)

INFORMATYKA TECHNICZNA Badanie możliwości wykorzystania języka AutoLISP i środowiska VisualLISP w systemie CAx

SPOSOBY POMIARU KĄTÓW W PROGRAMIE AutoCAD

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Tematy prac dyplomowych w Katedrze Awioniki i Sterowania. Studia: I stopnia (inżynierskie)

Podsumowanie wyników ankiety

Spis treści. Wstęp 13. Część I. UKŁADY REDUKCJI DRGAŃ Wykaz oznaczeń 18. Literatura Wprowadzenie do części I 22

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Mechatronika i inteligentne systemy produkcyjne. Modelowanie systemów mechatronicznych Platformy przetwarzania danych

Odniesienie do obszarowych efektów kształcenia Kierunkowe efekty kształcenia WIEDZA (W)

Cyfrowy system łączności dla bezzałogowych statków powietrznych średniego zasięgu. 20 maja, 2016 R. Krenz 1

Zestawy rakietowe na wyposażeniu Armii Polskiej. Sprzęt rakietowy ziemia ziemia. Taktyczny zestaw rakietowy 9K52 "ŁUNA-M"

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Simulink MATLAB Przegląd obiektów i przykłady zastosowań

Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy. Obowiązkowy Polski VI semestr zimowy

Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka

Urządzenia Elektroniki Morskiej Systemy Elektroniki Morskiej

Szybkie prototypowanie w projektowaniu mechatronicznym

OBSZARY BADAŃ NAUKOWYCH

ĆWICZENIE nr 3. Badanie podstawowych parametrów metrologicznych przetworników analogowo-cyfrowych

Badania charakterystyki wyrobu i metody badawcze. Kompatybilność elektromagnetyczna Odporność uzbrojenia na wyładowania elektrostatyczne.

PR kwietnia 2012 Mechanika Strona 1 z 5. XTS (extended Transport System) Rozszerzony System Transportowy: nowatorska technologia napędów

E-E-A-1008-s5 Komputerowa Symulacja Układów Nazwa modułu. Dynamicznych. Elektrotechnika I stopień Ogólno akademicki. Przedmiot kierunkowy

Efekty kształcenia na kierunku AiR drugiego stopnia - Wiedza Wydziału Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki Politechniki Opolskiej

Broń przciwlotnicza wojsk lądowych. Zestawy rakietowe GROM. Artykuł pobrano ze strony eioba.pl

ZAUTOMATYZOWANY SYSTEM DOWODZENIA i KIEROWANIA ROZPOZNANIEM ELEKTRONICZNYM SIŁ POWIETRZNYCH WOŁCZENICA

Zagadnienia egzaminacyjne AUTOMATYKA I ROBOTYKA. Stacjonarne I-go stopnia TYP STUDIÓW STOPIEŃ STUDIÓW SPECJALNOŚĆ

INSTYTUT TECHNICZNY WOJSK LOTNICZYCH Air Force Institute of Technology

Uchwała obowiązuje od dnia podjęcia przez Senat. Traci moc Uchwała nr 144/06/2013 Senatu Uniwersytetu Rzeszowskiego z 27 czerwca 2013 r.

BADANIA ZDAWCZO-ODBIORCZE OBIEKTÓW DOWODZENIA DYWIZJONEM RAKIETOWYM

NOWE SYSTEMY ELEKTRONICZNE ARMII ROSYJSKIEJ

PRZECIWLOTNICZY ZESTAW RAKIETOWY S-125 NEWA S.C.

Techniczne i wojskowe aspekty zwalczania nowoczesnych rakiet balistycznych klasy SS-26 Iskander

PROGRAM KSZTAŁCENIA dla kierunku automatyka i robotyka studiów pierwszego stopnia o profilu ogólnoakademickim

Spis treści. Analiza i modelowanie_nowicki, Chomiak_Księga1.indb :03:08

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

UCHWAŁA NR 26/2016. SENATU AKADEMII MARYNARKI WOJENNEJ im. Bohaterów Westerplatte z dnia 02 czerwca 2016 roku

ELEMENTY AUTOMATYKI PRACA W PROGRAMIE SIMULINK 2013

KOMPUTEROWY MODEL UKŁADU STEROWANIA MIKROKLIMATEM W PRZECHOWALNI JABŁEK

Efekty kształcenia dla kierunku Mechanika i budowa maszyn

Bezzałogowy samolot rozpoznawczy Mikro BSP

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW: ELEKTRONIKA i TELEKOMUNIKACJA STUDIA PIERWSZEGO STOPNIA PROFIL OGÓLNOAKADEMICKI

GŁOWICE GX-1 DOSTARCZONE POLSKIEJ ARMII

Ruch granulatu w rozdrabniaczu wielotarczowym

Kierunkowe efekty kształcenia wraz z odniesieniem do efektów obszarowych. Elektrotechnika studia I stopnia

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Efekt kształcenia. Ma uporządkowaną, podbudowaną teoretycznie wiedzę ogólną w zakresie algorytmów i ich złożoności obliczeniowej.

UWARUNKOWANIA KINEMATYCZNE OBSERWACJI POCISKÓW BALISTYCZNYCH

KARTA PRZEDMIOTU. zaliczenie na ocenę WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCH KOMPETENCJI

Efekty kształcenia dla studiów o profilu praktycznym na kierunku elektronika i telekomunikacja

Analiza i projektowanie oprogramowania. Analiza i projektowanie oprogramowania 1/32

POSTĘPY W KONSTRUKCJI I STEROWANIU Bydgoszcz 2004

Odniesienie do efektów kształcenia dla obszaru nauk EFEKTY KSZTAŁCENIA Symbol

MT 2 N _0 Rok: 1 Semestr: 1 Forma studiów:

AUTOMATYZACJA PROCESÓW CIĄGŁYCH I WSADOWYCH

Dynamika ruchu technicznych środków transportu. Politechnika Warszawska, Wydział Transportu

DLA SEKTORA INFORMATYCZNEGO W POLSCE

MODEL 3D MCAD LEKKIEGO SAMOLOTU SPORTOWEGO, JAKO ŹRÓDŁO GEOMETRII DLA ANALIZY WYTRZYMAŁOŚCIOWEJ MES OBIEKTU

Opis efektów kształcenia dla programu kształcenia (kierunkowe efekty kształcenia) WIEDZA. rozumie cywilizacyjne znaczenie matematyki i jej zastosowań

Po ukończeniu studiów pierwszego stopnia na kierunku studiów elektronika i telekomunikacja absolwent:

MODELOWANIE I BADANIA SYMULACYJNE NIECIĄGŁYCH PROCESÓW STEROWANIA LOTEM MAŁYCH OBIEKTÓW

2012/2013. PLANY STUDIÓW stacjonarnych i niestacjonarnych I-go stopnia prowadzonych na Wydziale Elektrotechniki, Automatyki i Informatyki

Teoria pola elektromagnetycznego 1. Wprowadzenie

Systemy nawigacji satelitarnej. Przemysław Bartczak

zakładane efekty kształcenia

Symulacja działania sterownika dla robota dwuosiowego typu SCARA w środowisku Matlab/Simulink.

PRZEWODNIK PO PRZEDMIOCIE

Spis treści Przedmowa

ANALiZA WPŁYWU PARAMETRÓW SAMOLOTU NA POZiOM HAŁASU MiERZONEGO WEDŁUG PRZEPiSÓW FAR 36 APPENDiX G

POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Maszyn Roboczych i Transportu

UCHWAŁA NR 46/2013. Senatu Akademii Marynarki Wojennej im. Bohaterów Westerplatte z dnia 19 września 2013 roku

Modelowanie i symulacja II Modelling and Simulation II. Automatyka i Robotyka II stopień ogólno akademicki studia stacjonarne

DRON - PROFESJONALNY SYSTEM BEZZAŁOGOWY GRYF

TWÓJ BIZNES. Nasz Obieg Dokumentów

Czym jest OnDynamic? OnDynamic dostarcza wartościowych danych w czasie rzeczywistym, 24/7 dni w tygodniu w zakresie: czasu przejazdu,

PRZETWARZANIE CZASOWO-PRZESTRZENNE SYGNAŁÓW PROJEKT -2016

POMIARY TŁUMIENIA I ABSORBCJI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

WYZNACZANIE NIEPEWNOŚCI POMIARU METODAMI SYMULACYJNYMI

EFEKTY KSZTAŁCENIA DLA KIERUNKU STUDIÓW ENERGETYKA

Rozszerzony konspekt preskryptu do przedmiotu Podstawy Robotyki

KIERUNKOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA

Spis treści. Przedmowa 11

Jan A. Szantyr tel

PL B1. Układ do lokalizacji elektroakustycznych przetworników pomiarowych w przestrzeni pomieszczenia, zwłaszcza mikrofonów

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Załącznik nr 1 do Zapytania ofertowego: Opis przedmiotu zamówienia

WYKRYWANIE USZKODZEŃ W LITYCH ELEMENTACH ŁĄCZĄCYCH WAŁY

BADANIA WARUNKÓW PRACY LOKATORA AKUSTYCZNEGO

Lista zagadnień kierunkowych pomocniczych w przygotowaniu do egzaminu dyplomowego magisterskiego Kierunek: Mechatronika

S Y L A B U S P R Z E D M I O T U

Transkrypt:

BIULETYN WAT VOL. LVI, NUMER SPECJALNY, 2007 Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC STANISŁAW ŻYGADŁO, DARIUSZ RODZIK, JACEK WARCHULSKI, MARCIN WARCHULSKI Wojskowa Akademia Techniczna, Wydział Mechatroniki, Instytut Systemów Mechatronicznych, 00-908 Warszawa, ul. S. Kaliskiego 2 Streszczenie. W pracy dokonano analizy możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC. Opracowano model symulacyjny obwodu naprowadzania przy wykorzystaniu pakietu Matlab-Simulink. Przeprowadzono wstępne badania symulacyjne potwierdzające możliwość zwiększenia zasięgu rakiet i uzasadniające celowość modernizacji toru transmisji komend sterowania PZR NEWA SC. Słowa kluczowe: model symulacyjny, obwód naprowadzania, zasięg rakiet plot Symbole UKD: 623.418.2 1. Wprowadzenie Przeciwlotniczy zestaw rakietowy (PZR) S-125 NEWA wprowadzono na uzbrojenie wojsk w latach 60 ubiegłego wieku. W czasie wielu lat eksploatacji i wykorzystania w wielu konfliktach zbrojnych zyskał on bardo dobrą opinię. W rezultacie zestaw ten znalazł się na uzbrojeniu armii 35 krajów. W niektórych krajach zestaw był znany pod kryptonimem PECHORA lub SA-3 GOA. W połowie lat dziewięćdziesiątych ze względu na zużycie moralne oraz brak części zamiennych w wielu krajach rozpoczęto prace modernizacyjne. Miały one na celu przystosowanie zestawu do wymagań współczesnego pola walki, zastosowanie nowoczesnych technologii do budowy elementów zestawu oraz zwiększenie jego mobilności. Najbardziej zaawansowane prace w tym zakresie realizowano w Polsce. Ich wynikiem jest zmodernizowanie wszystkich zestawów S-125 NEWA będących na uzbrojeniu Sił Powietrznych do standardu NEWA SC.

382 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski Najogólniej mówiąc, polska modernizacja polegała na zastąpieniu układów lampowych nowoczesnymi układami półprzewodnikowymi oraz na poprawie manewrowości zestawu, poprzez posadowienie wyrzutni na podwoziu czołgowym T-55, a kolumny antenowej oraz kabiny dowodzenia i naprowadzania na podwoziu MAZ-543. Podstawowe elementy wchodzące w skład przeciwlotniczego zestawu rakietowego NEWA SC przedstawiono na poniższym rysunku. Rys. 1. Konfiguracja zmodernizowanego zestawu NEWA SC W skład przeciwlotniczego zestawu rakietowego NEWA SC wchodzą: stacja naprowadzania rakiet SNR-125SC, której kabinę dowodzenia i naprowadzania oraz kolumnę antenową umieszczono na podwoziu kołowym MAZ-543; trzy wyrzutnie W-125 SC, z których każda składa się z wyrzutni czterobelkowej 5P73, zamontowanej na samobieżnym podwoziu gąsienicowym T-55; rakiety 5W24, 5W27U i 5W27D; polowa stacja zasilania; cztery STZ PR-14 SC (na każdym po dwie rakiety); dwa pojazdy PS-8RF do przewozu rakiet (na każdym po osiem rakiet); środki łączności, kable energetyczne i sterujące, zestaw części zamiennych oraz wyposażenie metrologiczne i pomocnicze.

Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC 383 Rys. 2. Wyrzutnia W-125 SC na podwoziu gąsienicowym T-55 Rys. 3. Stacja naprowadzania rakiet zestawu NEWA SC na podwoziu kołowym MAZ-543 2. Możliwości zwiększenia zasięgu rakiet Duże znaczenie na arenie międzynarodowej mają doświadczenia zdobyte przy modernizacji zestawu NEWA przez naukowców z Wojskowej Akademii Technicznej oraz zakłady, które wdrożyły je na uzbrojenie, tj. WZE Zielonka. Zdaniem specjalistów, strona polska poszła najdalej w modernizacji zestawu, w którym znacznie ograniczono liczbę urządzeń i skład osobowy oraz prawie całkowicie wyeliminowano technologię lampową, przechodząc na technologię półprzewodnikową i cyfrową obróbkę sygnałów. Jednak ograniczone koszty i czas, jaki dano WAT na modernizację zestawu oraz brak możliwości ingerencji w aparaturę pokładową rakiety spowodowały, że metody naprowadzania oraz

384 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski parametry toru transmisji komend kierowania pozostawiono na dotychczasowym poziomie, a więc również strefa ognia zestawu pozostała bez zmian. Analiza możliwości polskiego przemysłu i doświadczenia zebrane podczas modernizacjii strzelań poligonowych pozwalają stwierdzić, że w warunkach krajowych szybkie i pozytywne rezultaty w zakresie zwiększenia zasięgu rakiet można uzyskać poprzez opracowanie nowych i optymalizację istniejących metod naprowadzania. Jedną z najważniejszych charakterystyk przeciwlotniczych zestawów rakietowych są stosowane w nich metody naprowadzania rakiet na cele powietrzne. Nadrzędnym wymaganiem przy wyborze metody jest to, aby rakieta została naprowadzona w rejon celu z błędem nie większym od promienia skutecznego działania głowicy bojowej. Dla tak sformułowanego warunku nie istnieje jednoznaczne rozwiązanie tego zadania i trajektorii, które spełniają powyższe wymaganie jest nieskończenie wiele. Dlatego też niezbędne jest sprecyzowanie dodatkowych ograniczeń i kryteriów umożliwiających ilościowe porównywanie własności przyjętych sposobów naprowadzania. Przy ich formułowaniu należy uwzględnić czynniki, takie jak: możliwości manewrowe rakiet w odniesieniu do zdolności manewrowych współczesnych środków napadu powietrznego, możliwości i jakość pomiaru parametrów ruchu celu i rakiety (wymaganych przez metodę), wpływ zakłóceń na proces sterowania rakietą, własności dynamiczne obwodu naprowadzania oraz promień skutecznego działania głowicy bojowej. Z drugiej strony ich uwzględnienie powoduje, że wyznaczenie metody naprowadzania staje się zadaniem bardzo złożonym, a uzyskane formalne rozwiązania wymagają zastosowania bardzo skomplikowanej funkcjonalnie i technicznie aparatury. Wynika to z faktu, że metoda naprowadzania w znacznym stopniu determinuje strukturę funkcjonalną zestawu rakietowego, w szczególności układów określania współrzędnych ruchu celu i rakiet (na ogół radiolokacyjnych) oraz układów wyliczania komend. Z tych powodów dotychczas stosowane w zestawach rakietowych metody naprowadzania wywodzą się z modelów idealizujących zjawiska towarzyszące naprowadzaniu rakiety na cel przy jednoczesnym zawężeniu kryteriów jakości naprowadzania. Charakterystycznym tego przykładem jest synteza metod naprowadzania przy traktowaniu obwodu naprowadzania w kategoriach kinematycznych. Dorobek teorii naprowadzania rakiet prowadzi do konkluzji, że możliwości dalszego doskonalenia kinematycznych metod naprowadzania zostały wyczerpane. Wyznaczone z przesłanek kinematycznych metody naprowadzania zapewniają wysoką skuteczność naprowadzania rakiet w rejon celu, ale okupione jest to znacznymi stratami energetycznymi wynikającymi z gwałtownych manewrów rakiety na znacznym odcinku jej lotu, również przy dużych odległościach od celu. Na potrzeby pracy opracowano oprogramowanie, które umożliwia analizę procesu naprowadzania na podstawie danych rejestrowanych podczas strzelań poligonowych. Na poniższych rysunkach przedstawiono wygląd głównego okna aplikacji oraz przykładowe przebiegi zmian prędkości rakiety przeciwlotniczej. Jak można

Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC 385 zauważyć, konsekwencją silnych manewrów jest znaczący spadek prędkości, a tym samym zdolności manewrowych rakiety (uwarunkowanych spadkiem oddziaływań aerodynamicznych) i w konsekwencji ograniczenie zasięgu lotu rakiety. Rys. 4. Wygląd głównego okna aplikacji do analizy procesu naprowadzania na podstawie danych ze strzelań poligonowych Rys. 5. Przykładowe zmiany prędkości rakiety przeciwlotniczej podczas naprowadzania Z powyższych powodów podjęcie badań w zakresie nowych metod naprowadzania ma znaczenie nie tylko dla rozwoju teorii naprowadzania rakiet, ale jest również uwarunkowane możliwościami i potrzebami praktycznymi. Dorobek ogólnej teorii sterowania obiektami i ich obserwacji w warunkach silnego oddziaływania zakłóceń oraz dostępność wysokowydajnych środków obliczeniowych,

386 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski pozwalających na realizację złożonych obliczeń w czasie rzeczywistym, uzasadniają teoretyczny i praktyczny sens podjęcia badań w zakresie poszukiwania nowych metod naprowadzania rakiet na cel. Nowe podejście w zakresie jakości naprowadzania rakiety polega uwzględnieniu w procesie wypracowania komend naprowadzania minimalizacji strat sterowania rakietą, z uwzględnieniem ograniczeń wnoszonych przez systemy obserwacji celu i rakiet oraz dynamikę obwodu naprowadzania. Własności dynamiczne obwodu naprowadzania oraz skuteczność sterowania rakietą są silnie uwarunkowane chwilowymi własnościami dynamicznymi i aerodynamicznymi rakiety, zależnymi od czasu (ubytek masy i zmiana momentów bezwładności na skutek spalanego paliwa) i warunków lotu (wysokości i prędkości) rakiety. 3. Tor sterowania rakietami PZR NEWA SC PZR NEWA SC charakteryzuje się tym, że naprowadzanie rakiety odbywa się za pomocą komend formowanych w naziemnym punkcie sterowania i przesyłanych na pokład rakiety drogą radiową. Cykl pracy systemu rozpoczyna się z chwilą wskazania wykrytego i zidentyfikowanego celu. Wskazany cel zostaje przechwycony, a następnie jest śledzony przez układ określania współrzędnych celu (UOW-C). Współrzędne śledzonego celu ϕ1 C, ϕ2 C i D C są przesyłane do komputera (KP), gdzie wypracowywane są sygnały sterowania wyrzutniami i dane niezbędne do przygotowania i zainicjowania startu rakiet. Gdy cel znajdzie się w strefie startu, to obsługa inicjuje start rakiety. Po starcie rakieta zostaje przechwycona i jest automatycznie śledzona przez układ określania współrzędnych rakiety (UOW-R), który współpracuje z urządzeniem odzewowym (UO) montowanym na pokładzie rakiety, a jej współrzędne ϕ1 R, ϕ2 R i D R są przesyłane do KP. W przeliczniku KP, na podstawie informacji z UOW-C i UOW-R, wyliczane są komendy kierowania K1 i K2 i komendy jednorazowe K3 i K6, które po zakodowaniu wraz z impulsami zapytania są przez radionadajnik komend (RNK) przesyłane na pokład rakiety i tam odbierane przez odbiornik komend kierowania (OKK). Po rozkodowaniu zostają one w autopilocie (AP) przekształcone w sygnały sterujące i podane na napędy sterów (NS). Przez odpowiednie wychylanie sterów korygowany jest lot rakiety po trajektorii określonej parametrami ruchu celu i przyjętą metodą naprowadzania. Do AP z czujników rakiety podawane są również sygnały stabilizacji i poprawy własności dynamicznych rakiety. Istotną zaletą tego systemu kierowania jest możliwość kształtowania różnych (w zależności od warunków naprowadzania) rodzajów trajektorii lotu rakiety przy stosunkowo prostej, a więc i niedrogiej, aparaturze montowanej na pokładzie rakiety. Z kolei do jego wad należy zaliczyć zwiększoną wrażliwość na zakłócenia,

Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC 387 Rys. 6. Schemat dowódczego systemu kierowania rakietami gdyż występują tu aż trzy kanały radiowe oraz wzrost błędów naprowadzania z odległością, co obniża skuteczność zestawu. Naprowadzanie rakiet na cel odbywa się metodą trzech punktów (TP) lub połowicznego prostowania (PP), przy czym istnieje możliwość zmiany metody z PP na TP w trakcie lotu rakiet. Ich przechwycenie oraz automatyczne śledzenie przez SNR

388 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski Rys. 7. Schemat obwodu kierowania rakietami PZR NEWA SC Newa SC ma miejsce na odległości ok. 850 m, a lot kierowany rozpoczyna się po czasie ok. 0,5 s od startu (po oddzieleniu się silnika startowego). W trakcie naprowadzania rakiet cel może być śledzony automatycznie lub ręcznie, wtedy strzela się na kierunku osi elektrycznej anten, na podstawie informacji z kanału radiolokacyjnego (RLK) lub celownika telewizyjnego (CTV) przy CTV tylko metodą TP. W bliskim otoczeniu celu (do 40 m), radiozapalnik (RZ) pracujący na falach centymetrowych inicjuje wybuch głowicy ciśnieniowo-odłamkowej, a porażenie celu następuje w wyniku działania fali uderzeniowej i odłamków. Gdy rakieta minie cel, następuje jej samolikwidacja, przy czym w celu zabezpieczenia wojsk własnych przy wysokości mniejszej niż 2,5 km, najpierw zostaje ona skierowana w górę za pomocą komend K1 i K2, a przy wysokości powyżej 2,5 km następuje blokada sterów. Cel i rakiety są śledzone w jednym RLK. Kanały celu i rakiet są rozdzielone w częstotliwości, a kanały rakietowe miedzy sobą czasowo. Automatyczny pomiar współrzędnych celu i rakiet oraz wyliczanie komend kierowania realizowane są cyfrowo. Do automatycznego określania odległości zastosowano metodę impulsową, a do automatycznego śledzenia w kątach metodę szybkiego przeszukiwania przestrzeni (skanowania). W trakcie śledzenia kątów celu, anteny podśledzają jego kierunek wg algorytmu realizowanego przez układy sterowania kątami anten i wyrzutni (USAW). Przelicznik wylicza komendy kierowania K1 i K2 wg algorytmu predykcji. Kodowanie komend K1 i K2 odbywa się z wykorzystaniem modulacji z podnośnymi ciągłymi, która polega na wykorzystaniu modulacji szerokości impulsów o zmiennej częstotliwości oraz amplitudowej modulacji nośnej b.w.cz. Kodowanie komendy jednorazowej K3 zachodzi w wyniku modulacji amplitudowej sygnałów komend K1 i K2 napięciem sinusoidalnym o częstotliwości, która jest dużo mniejsza od częstotliwości tych komend. 4. Model obwodu naprowadzania Praca ta w jest części poświęcona zagadnieniom modelowania ruchu obiektów latających i prowadzenia badań symulacyjnych. Problematyka budowania modeli mniej lub

Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC 389 bardziej odzwierciedlających własności obiektów rzeczywistych jest od kilku lat najbardziej aktualną dziedziną szeroko rozumianej techniki rakietowej. Korzyści wynikających z możliwości przedstawienia obiektu latającego w postaci modelu matematycznego, a następnie poddania go różnorodnym badaniom przy wykorzystaniu techniki komputerowej nie sposób przecenić. Badania takie umożliwiają ocenę jego parametrów i własności dynamicznych, pozwalają na natychmiastowe i praktycznie dowolne zmiany wybranych parametrów i charakterystyk, przeprowadzenie bardzo dużej ilości eksperymentów w krótkim czasie i łatwą wizualizację, interpretację oraz archiwizację wyników. Przedstawione powyżej bardzo skrótowo korzyści wynikające z komputerowych badań symulacyjnych powodują, że nieustannie powstają coraz nowsze modele i sposoby badań, wykorzystuje się coraz nowsze metody i programy komputerowe. Podstawowy problem polega na zbudowaniu modelu, który z jednej strony będzie możliwie dokładnie odzwierciedlał rzeczywistość, a z drugiej będzie stosunkowo prosty i będzie umożliwiał łatwą ingerencję w parametry obiektu oraz łatwą interpretację otrzymanych wyników. Model symulacyjny ruchu rakiety opracowano za pomocą środowiska Matlab- -Simulink. Matlab jest uniwersalnym środowiskiem do obliczeń naukowo technicznych. Jednymi z wielu dziedzin, w których Matlab znajduje szerokie zastosowanie są modelowanie i symulacja. Najważniejsze cechy środowiska Matlab to orientacja obiektowa oraz otwarta architektura. Bardzo wygodny, z punktu widzenia użytkownika, język wysokiego poziomu stosowany w Matlabie, a także udostępnienie w nim niezawodnych implementacji algorytmów matematyki stosowanej, bogatych funkcji graficznych i licznych modułów rozszerzeń zorientowanych na określone dziedziny zastosowań sprawiły, że obecnie Matlab w znacznym stopniu wyparł z obliczeń naukowo-technicznych języki uniwersalne (Fortran, C, C++), ograniczając ich zasadniczą rolę do funkcji oprogramowania narzędziowego. Simulink jest pakietem służącym do modelowania, symulacji i analizy układów dynamicznych. Pomaga w rozwiązywaniu układów zarówno liniowych, jak i nieliniowych, ciągłych i dyskretnych. Simulink dostarcza graficzny interfejs użytkownika umożliwiający konstruowanie modeli w postaci diagramów blokowych. Po zdefiniowaniu modelu można rozpocząć symulacje, wybierając jedną z dostępnych metod bądź wpisując odpowiednie komendy w linii poleceń w okienku Matlaba. Simulink udostępnia narzędzia pozwalające śledzić wyniki już w trakcie symulacji modelu. Istnieją również narzędzia pozwalające na zmianę wybranych parametrów modelu i natychmiastowe sprawdzenie wpływu tej zmiany na badany proces. Dla celów wizualizacji wyniki symulacji można przetwarzać za pomocą narzędzi z innych pakietów Matlaba. Ponieważ Matlab i Simulink są zintegrowane, można przeprowadzać symulacje, analizować i śledzić zmiany modelu w każdym z tych środowisk w dowolnym momencie. Aerodynamikę rakiety i jej niestacjonarność odwzorowano w rozbudowanym modelu symulacyjnym, przy czym jako wzorzec fizyczny przyjęto rakietę zestawu NEWA SC. Model ruchu rakiety przeciwlotniczej, opracowany w oparciu o ogólny

390 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski Rys. 8. Schemat blokowy modelu ruchu rakiety przeciwlotniczej model matematyczny ruchu statku powietrznego, obejmuje dwanaście równań różniczkowych oraz zależności dodatkowe, dopełniające powyższy układ równań, tj. zależności geometryczne między wprowadzonymi układami współrzędnych, funkcje w równaniach różniczkowych (zmiana w czasie ciągu, masy, momentów bezwładności), zależności na składowe sił i momentów aerodynamicznych i parametry ośrodka ruchu (zmiana przyspieszenia ziemskiego, prędkości dźwięku i gęstości powietrza wraz z wysokością). Opracowany model symulacyjny zapewnia generację przestrzennych trajektorii lotu rakiety oraz obliczanie parametrów i charakterystyk jej ruchu. Pozostałe elementy obwodu naprowadzania opisano matematycznie i oprogramowano symulacyjnie. Opracowane modele elementów obwodu naprowadzania i sformułowane kryteria jakości naprowadzania są punktem wyjścia do syntezy nowych metod naprowadzania. Uzyskane w tym zakresie rozwiązania będą badane metodami symulacji komputerowej, dla różnych warunków naprowadzania rakiety na cel. Uzyskane wyniki badań nowej metody naprowadzania posłużą do opracowania algorytmu wyliczania komend sterowania rakietą oraz modułu programowego realizującego ten algorytm. 5. Wyniki badań Przeprowadzone badania symulacyjne ukierunkowane były na zapewnienie naprowadzania rakiety na cel z minimalnymi statystycznie błędami, przy jednoczesnym takim kształtowaniu komend sterowania, aby zasięg lotu rakiety i strefa ognia zestawu były maksymalne. Ze wstępnych badań symulacyjnych obwodu na-

Analiza możliwości zwiększenia zasięgu rakiet PZR NEWA SC 391 prowadzania wynika, że dzięki zastosowaniu nowych metod naprowadzania można zwiększyć zasięg rakiet o ponad 20%, w wyniku czego półtorakrotnie powiększona jest strefa ognia zestawu. Zmiana algorytmu sterowania rakietą jest więc bardzo efektywnym sposobem zwiększenia zdolności bojowej zestawu. Rys. 9. Porównanie stref ognia dla nowej i dotychczasowej metody naprowadzania Zwiększenie zasięgu rakiet poprzez zmianę metod naprowadzania wymusza konieczność zmian programowych oraz aparaturowych w torze transmisji komend sterowania. Aby temu podołać, należy opracować nowe algorytmy obróbki sygnałów oraz moduły programowe realizujące te algorytmy oraz zmodernizować aparaturę toru sterowania rakietami znajdującą się zarówno w części naziemnej, jak i na pokładzie rakiety. Praca naukowa finansowana ze środków na naukę w latach 2006-2008 jako projekt badawczy Nr 0012/T02/2006/30. Artykuł wpłynął do redakcji 28.03.2007 r. Zweryfikowaną wersję po recenzji otrzymano w kwietniu 2007 r. LITERATURA [1] M. Podciechowski, D. Rodzik, K. Sienicki, S. Żygadło, Stan aktualny i perspektywy modernizacji przeciwlotniczego zestawu rakietowego NEWA S.C., Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna Perspektywy i rozwój systemów ratownictwa, bezpieczeństwa i obronności w XXI wieku, Gdynia, 2005.

392 S. Żygadło, D. Rodzik, J. Warchulski, M. Warchulski [2] M. Podciechowski, K. Sienicki, S. Żygadło, D. Rodzik, Kierunki rozwoju aparatury pokładowej rakiety 5W27U PZR NEWA, VI Międzynarodowa Konferencja Naukowo-Techniczna CRASS 2005, Kraków, 2005. [3] M. Podciechowski, D. Rodzik, K. Sienicki, S. Żygadło, Modernizacja toru odbiorczego SNR-125SC pod kątem zwiększenia zasięgu PZR NEWA S.C., VI Międzynarodowa Konferencja Uzbrojeniowa Naukowe aspekty techniki uzbrojenia, Waplewo, 2006. [4] M. Podciechowski, D. Rodzik, K. Sienicki, S. Żygadło, Kierunki rozwoju PZR NEWA SC dla Sił Powietrznych RP, VI Międzynarodowa Konferencja Uzbrojeniowa Naukowe aspekty techniki uzbrojenia, Waplewo, 2006. [5] M. Warchulski, J. Warchulski, Modelowanie obwodu naprowadzania rakiety sterowanej komendowo, VI Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, materiały konferencyjne, Jurata, 13-17 maja 2002. [6] M. Warchulski, J. Warchulski, W. Kurowski, Wyznaczanie parametrów masowo-bezwładnościowych rakiet przeciwlotniczych, IX Szkoła Komputerowego Wspomagania Projektowania, Wytwarzania i Eksploatacji, materiały konferencyjne, Jurata, 9-13 maja 2005r. [7] Opis techniczny rakiety 5W27U. Części I-V, OPK 587/74, 585/74, 573/74, 576/74, 610/75, Warszawa, 1974/1975. [8] Przeciwlotniczy Zestaw Rakietowy Newa S.C. Opis techniczny i użytkowanie, Wojskowe Zakłady Elektroniczne, Zielonka, 2002. [9] J. Gacek, Balistyka zewnętrzna. Część I. Modelowanie zjawisk balistyki zewnętrznej i dynamiki lotu, WAT, Warszawa, 1997. [10] PN-83/L-01010, Mechanika lotu samolotów i szybowców, Wydawnictwa Normalizacyjne Alfa, 1984. [11] PN-78/N-03100, Atmosfera wzorcowa, Wydawnictwa Normalizacyjne, 1978. [12] B. Mrozek, Z. Mrozek, MATLAB i Simulink. Poradnik użytkownika, Wydawnictwo HELION, Gliwice, 2004. [13] A. Zalewski, R. Cegieła, Matlab obliczenia numeryczne i ich zastosowania, Wydawnictwo Nakom, Poznań, 1999. [14] F. Morrison, Sztuka modelowania układów dynamicznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1996. S. ŻYGADŁO, D. RODZIK, J. WARCHULSKI, M. WARCHULSKI Analysis of possibilities of increase in missiles range of NEWA SC anti-aircraft system Abstract. Analysis of possibilities of increase in missiles range of NEWA SC anti-aircraft system is performed. A simulation model of a guidance circuit is prepared with the aid of Matlab-Simulink package tools. Initial simulation research, that confirms the possibilities of increase in a missiles range and justify purposefulness of NEWA SC anti-aircraft system s command control channel modernization, is carried out. Keywords: simulation model, guidance circuit, range of anti-aircraft missile Universal Decimal Classification: 623.418.2