Wie steuern Raketen (hauptsächlich Luft zur Oberfläche)?

Schauen Sie sich das folgende Bild an. Was siehst du?

Die Flossen , Flügel und Canards , wie im Diagramm zu sehen, arbeiten in ähnlicher Weise wie Seitenruder/Höhenruder/Querruder, um jeweils einen Luftwiderstand zum Gieren/Neigen/Rollen zu entwickeln.

Flossen : Die meisten Flugkörper verwenden Heckflossen, die extreme Manövrierfähigkeit und hohe Anstellwinkel bieten. Oft sind sie mit Flügeln ausgestattet, um zusätzlichen Auftrieb und eine verbesserte Reichweite zu erzielen. Maverick, Harpoon, AIM-9X Sidewinder sind gute Beispiele für schwanzflossengesteuerte Raketen.

Oben zu sehen: Gitterrippen

Flügel : Im Allgemeinen spielen Flügel die gleiche Rolle wie bei einem Flugzeug, indem sie für Auftrieb sorgen, und sind die älteste Art von Steuerflächen. Darüber hinaus können Flügel nicht unabhängig arbeiten und werden in den meisten Fällen als Wirbelgeneratoren verwendet, um die Effizienz der Flossen zu verbessern. Darüber hinaus werden sie hauptsächlich in Unterschall-Marschflugkörpern wie Tomahawk und Sparrow AIM-7 verwendet. Das Problem ist, dass die Flügel lang genug sein müssen, um den nötigen Auftrieb zu erzeugen.

Canards : Sie arbeiten effektiver mit großer Manövrierfähigkeit bei niedrigem Anstellwinkel und funktionieren genauso wie Flossen. Canards, die sich in der Nähe der Nase einer Rakete befinden, können jedoch dazu führen, dass eine Rakete bei hohen Anstellwinkeln stehen bleibt, was sie auf eine kurze Reichweite beschränkt. Fast alle intelligenten Bomben und lasergelenkten Raketen verwenden Canards.

Darüber hinaus ist der geteilte Canard eine moderne Entwicklung (zu finden in Raketen wie Python-4 und AA-11), die zwei Canards verwendet, von denen einer fest ist und der zweite sich direkt hinter dem ersten Satz befindet und beweglich ist. Die Rolle des festen Canards besteht darin, Hochleistungswirbel für die beweglichen Canards zu entwickeln, um eine bessere Leistung bei hohem Anstellwinkel zu erzielen.

Quelle

Ich bin mir nicht sicher, nach wie vielen Details Sie suchen, aber die meisten aktuellen Raketen steuern ihr Nicken, Gieren und ihre Lage über Steuerflächen, die von elektromechanischen Aktuatoren betätigt werden. Einige verwenden auch Schubvektorsteuerung ihrer Raketenmotorabgase. Das Steuersystem wird typischerweise durch Eingaben von Trägheitsmesseinheiten (Beschleunigungsmesser, Geschwindigkeitssensoren und Kreisel), Suchern und Sensoren wie Radar und Laser und GPS angetrieben.

Eine einzigartige Variante der Steuerflächen ist die Starstreak-Rakete :

Jeder Pfeil besteht aus einem rotierenden Vorderkörper mit zwei Canard-Flossen, die an einer nicht rotierenden hinteren Baugruppe mit vier Flossen befestigt sind. Die hintere Baugruppe jedes Pfeils beherbergt auch die Elektronik, die die Rakete steuert, einschließlich eines nach hinten gerichteten Sensors.

Die Submunition lenkt, indem sie den rotierenden Vorderkörper mit einer Kupplung kurzzeitig abbremst. Die Frontflügel lenken den Flugkörper dann in die entsprechende Richtung.

Nicht wirklich eine Antwort, aber ich denke, es ist relevant:

Sie schauen auf ein Flugzeug, Sie sehen große hupende Flügel und Leitwerke. Sie sehen sich eine Rakete an und sehen stämmige kleine Dinger. Was Sie nicht erkennen, ist, dass sie dasselbe sind. Flugzeuge brauchen keine großen hupenden Flügel, um zu fliegen, sie brauchen sie, um bei Start und Landung mit niedriger Geschwindigkeit zu fliegen.

Eine Rakete wird jedoch von einem Flugzeug gestartet, das sich bereits schnell bewegt, es muss niemals in der Lage sein, mit niedriger Geschwindigkeit zu fliegen, und daher spielt die Tatsache, dass die Flügel für einen Flug mit niedriger Geschwindigkeit völlig unzureichend sind, keine Rolle. Die meisten Raketen haben minimale Startgeschwindigkeiten, die weit über den normalen Landebahngeschwindigkeiten liegen.

Ja, einige Raketen können vom Boden abheben. Dies geschieht, indem sie mit einem separaten Raketenverstärker in den Himmel befördert werden, der dann abfällt und es ihnen ermöglicht, normal zu fliegen.

Raketen steuern entweder durch Befehle von internen Computern (für Luft-Boden-Raketen mit GPS oder Trägheitsnavigationssystemen), durch Befehle von einer Bodenradarstation über eine Datenverbindung (SAMs wie SA-2, SA-3 verwenden diese Technik). ) oder (für Flugkörper, die gegen sich bewegende Luft-Boden- oder Luft-Luft-Ziele ausgelegt sind) durch Verwendung der proportionalen Navigation . Die proportionale Navigation fixiert im Grunde nur einen gyroskopisch stabilisierten Suchkopf auf dem Ziel (durch Zentrieren eines Sensors auf Radar-, Infrarot- oder Videoenergie (AGM-65 Maverick), der vom Ziel kommt) und dreht dann die Rakete in die gleiche Richtung wie die Line of Sight (LOS)-Rate dieses Suchkopfs (wie vom Gyroskop gemessen), bis die LOS auf Null gesetzt ist. Wenn die LOS-Rate null ist, befinden Sie sich auf Kollisionskurs.

Das Proportionaleim Namen kommt von der Tatsache, dass die von der Elektronik vorgegebene Drehrate nicht immer mit der gemessenen LOS-Rate übereinstimmt. Raketen, die die Annäherungsrate an das Ziel kennen, passen diese Proportionalitätskonstante an. Je höher der Verschluss, desto stärker versuchen sie sich zu drehen. Raketen, die den Verschluss nicht kennen, verwenden ein festes (konstantes) Proportionalitätsverhältnis. Der AIM-9 Sidewinder beispielsweise befiehlt der Rakete, sich mit dem 4-fachen der gemessenen LOS-Rate zu drehen. Dieses Design ist in der Tat für den Namen der Rakete verantwortlich. Wenn es gestartet wird, ist es immer noch relativ langsam und muss viel Vorsprung auf ein sich drehendes Ziel ziehen, um die LOS-Rate auf Null zu bringen und abzufangen. Wenn die Rakete beschleunigt, benötigt sie weniger Blei und kehrt zum Ziel zurück. Nachdem der Motor ausgebrannt ist und sie zu verzögern beginnt, benötigt sie wieder mehr Blei. Das Endergebnis ist eine sich schlängelnde Flugbahn, wie bei einer Klapperschlange. Radarraketen, die sich der Annäherung bewusst sind, eliminieren diese Ineffizienz, indem sie die Proportionalitätskonstante so anpassen, dass die befohlene Wendegeschwindigkeit bei niedrigen Annäherungsgeschwindigkeiten niedriger ist.