¿Cómo funciona la guía inercial?

Principio de guía inercial

Basado en el fenómeno inercial del movimiento de objetos, un tipo de guía que utiliza instrumentos inerciales como giroscopios y acelerómetros para medir y determinar los parámetros de movimiento de los misiles y controlar el misil para volar hacia el sistema objetivo. La computadora del misil genera instrucciones de guía, como control de actitud y apagado del motor, en tiempo real, en función de la posición, la velocidad, la salida del instrumento inercial y la posición del objetivo dada en el momento del lanzamiento, y las transmite al actuador para controlar el misil. dar en el blanco. Según el principio de la mecánica, el acelerómetro mide la aceleración aparente del misil ω, que satisface la ecuación de navegación con la aceleración del misil ɑ:

　　ɑ =ω ɡ

Donde ɡ es la aceleración de la Tierra aceleración gravitacional, que es función de la posición del misil y puede calcularse según un determinado modelo de gravedad. La ecuación de navegación anterior se resuelve en tiempo real en el marco de referencia inercial seleccionado para obtener el cálculo de la velocidad y posición del misil, lo que se denomina cálculo de navegación. Debido a que cada acelerómetro sólo puede medir el componente de la aceleración aparente del misil en su dirección de instalación, tres acelerómetros instalados en diferentes direcciones en el espacio forman una combinación de acelerómetros para medir el vector de aceleración aparente completo ω.

Dispositivo de medición inercial de guía inercial

Los dispositivos de medición inercial se dividen en tipo de plataforma y tipo de correa según la combinación de instrumentos. El dispositivo de medición inercial tipo plataforma utiliza un giroscopio para estabilizar la plataforma en el espacio inercial y la combinación de acelerómetro se fija en la plataforma. Durante el proceso de guía, la relación angular entre la combinación del acelerómetro y el sistema de referencia inercial permanece sin cambios, por lo que el cálculo de la navegación es sencillo. La plataforma aísla el movimiento angular y la vibración del proyectil, permite que el acelerómetro funcione en un mejor entorno y tiene las ventajas de una fácil alineación inicial. Por lo tanto, los dispositivos de medición inercial de tipo plataforma se utilizan ampliamente en misiles balísticos superficie-superficie. El dispositivo de medición inercial con correa fija el conjunto de acelerómetro al proyectil, de modo que el ángulo entre el conjunto de acelerómetro y el sistema de referencia inercial cambia con la actitud del proyectil. Se usa un giroscopio como sensor de desplazamiento angular o velocidad angular para medir o calcular el ángulo de la combinación de acelerómetro con respecto al sistema de referencia inercial, y luego se usa una computadora para convertir el valor medido de la combinación de acelerómetro al sistema de referencia inercial. El cálculo de la navegación con correa es más complejo y el instrumento se ve muy afectado por la vibración del cuerpo del misil, pero tiene las ventajas de un equipo simple, alta confiabilidad y fácil uso de tecnología redundante. Por lo tanto, con el desarrollo de las microcomputadoras, se les ha prestado cada vez más atención.

Guía inercial - ventajas

La mayor ventaja de la guía inercial giroscópica es que no está sujeta a interferencias de radio, por lo que es utilizada por misiles balísticos en todo el mundo. La guía inercial de misiles balísticos se puede dividir en guía de perturbación y guía de circuito cerrado según las reglas de guía y las condiciones de apagado. La guía de perturbación, también conocida como guía de circuito abierto, consiste en controlar el vuelo del misil de acuerdo con un programa de tiempo fijo durante toda la sección activa. Debido a factores como la desviación estructural del misil y la interferencia externa, el misil se desvía del estándar predeterminado. trayectoria, y se requiere guía para hacer que se desvíe limitado a pequeñas desviaciones. La desviación del punto de aterrizaje del misil (desviación de alcance, desviación lateral) se puede escribir como la serie Tailau de la desviación del parámetro del punto de parada. Dado que la tasa de cambio de la desviación del rango con el tiempo es mucho mayor que la tasa de cambio de la desviación lateral con el tiempo, la "desviación del rango es cero" se toma como la condición de parada para derivar la ecuación de parada; del punto de aterrizaje" y la "desviación del parámetro del punto de parada" se toman. "Mínimo" se utiliza como índice de rendimiento de la guía para derivar la ecuación de guía, y el comando de guía y el comando de parada se dan respectivamente mediante cálculo. La guía de perturbaciones tiene las ventajas de un cálculo simple y una fácil implementación, pero cuando la interferencia es grande, el error de guía aumenta. La guía de circuito cerrado es una guía óptima de retroalimentación de estado. El misil se controla de acuerdo con un programa fijo en la atmósfera. La guía de circuito cerrado comienza cuando sale de la atmósfera. Se basa en la posición del objetivo y el estado en tiempo real del misil. posición y velocidad), y forma la guía óptima a través de cálculos analíticos. Las instrucciones de control de actitud se transmiten continuamente al actuador para lograr la guía. La computadora realiza cálculos continuamente y, cuando la velocidad real del misil alcanza la velocidad requerida para alcanzar el objetivo, emite una orden de apagado. La guía de circuito cerrado no se basa en la balística estándar y tiene una alta precisión y un cálculo simple de los elementos de disparo. Es adecuado para el lanzamiento móvil de misiles y la guía de ojivas múltiples, pero el misil