Способ теплорадиотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей летательных аппаратов

Изобретение относится к технологиям создания радиопрозрачных обтекателей (РПО), защищающих самолетную и ракетную бортовую аппаратуру в полете. Достигаемый технический результат - прогнозирование процессов искажения электродинамических характеристик исследуемого образца РПО под воздействием высокотемпературного нагревания. Согласно предложенному способу измерения радиотехнических характеристик (РТХ) исследуемого образца РПО проводят не только в холодном состоянии РПО, после его нагревания, но и в процессе изменения (повышения или понижения) температуры, благодаря чему появляется возможность измерять РТХ исследуемого образца РПО при предельно высоких температурах и определять динамические параметры процесса нагревания РПО, то есть зависимость изменения РТХ исследуемого образца РПО от величины и скорости изменения температуры, что позволяет затем скомпенсировать возникающие в полете искажения РТХ РПО. 7 ил.

 

Изобретением является способ теплорадиотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей (РПО) летательных аппаратов.

Изобретение относится к области авиационной техники и радиолокации, а более конкретно к технологиям создания РПО, защищающих бортовую аппаратуру в полете.

Особенно высокие тепловые и механические нагрузки РПО должен выдерживать в составе высокоскоростных летательных аппаратов. РПО выполняет две основные функции: он должен обеспечивать эффективную тепломеханическую защиту аппаратуры летательного аппарата при высоких температурах и давлении, создаваемых встречным нестационарным потоком воздуха в полете, а с другой стороны - должен сохранять неизменными заданные радиотехнические характеристики (РТХ) РПО, обеспечивающие высокоточные измерения кинематических характеристик цели бортовым радиолокатором, в частности угловые измерения, в различных режимах и условиях полета летательного аппарата.

РТХ РПО большого удлинения, обычно устанавливаемого на высокоскоростных летательных аппаратах, заметно ухудшаются (радиопрозрачность падает, ошибки угловых измерений растут), если РПО неравномерно нагревается встречным аэродинамическим потоком. Величина и законы изменения температуры на боковой поверхности РПО в результате аэродинамического нагрева зависят от ряда физических факторов: скорости и высоты полета, теплофизических свойств материала, конструкции отсека, конфигурации РПО и т.д.

Важное значение для обеспечения высоких РТХ РПО приобретают теплорадиотехнические испытания (ТРТИ), которые нужно проводить как в холодном состоянии РПО, после высокотемпературного нагревания, так и в процессе его высокотемпературного нагревания, для установления зависимостей изменения РТХ РПО от внешних воздействий.

В процессе проведения ТРТИ РПО исследуют:

- коэффициент радиопрозрачности РПО;

- точность угловых измерений (погрешности коэффициента преломления луча электромагнитной волны);

- искажения пространственной диаграммы направленности (ДН) антенной системы (АС), включая боковые лепестки АС;

- искажения пеленгационной характеристики АС;

- градиенты ошибок угловых измерений;

- крутизну пеленгационной характеристики, определяющую качественные показатели режима сопровождения цели.

Базовыми физическими (электродинамическими) параметрами, определяющими РТХ РПО, являются:

- диэлектрическая проницаемость ε;

- тангенс угла потерь tg (σ).

Задачей изобретения является разработка способа проведения исследований зависимости РТХ РПО от внешних (в данном случае тепловых) воздействий с целью получения данных для прогнозирования процессов ухудшения электродинамических характеристик РПО под воздействием высокотемпературного нагревания.

Для решения поставленной задачи большой интерес представляют технические решения, представленные в патентах: ЕР 2264472 G01R 31/12; 2009 г. - на устройство для измерения потерь; ЕР 2264480 G01S 7/40, 2009 г. - на устройство для оценки данных; US 7839137 G01R 19/60 2006 г. - на распределенную систему определения мощности СВЧ-сигнала; JP 4488177 G01S 3/06, 2004 г. - на устройство для угловых измерений; US 7761756 G01R 31/28, 2000 г. - на схему с последовательным тестированием - прототип настоящего изобретения.

Недостатком рассмотренных выше изобретений является недостаточно полная оценка электродинамических параметров исследуемого образца РПО, в частности отсутствие измерений в процессе изменения температуры в условиях высокотемпературного нагревания и при достижении сверхвысоких температур.

Предметом настоящего изобретения является способ проведения ТРТИ РПО, отличающийся тем, что он позволяет производить измерения РТХ как в холодном состоянии РПО, после нагревания, так и в процессе изменения (повышения или понижения) температуры, благодаря чему не только появляется возможность исследовать РТХ РПО при предельно высоких температурах, но и исследовать динамические параметры процесса нагревания РПО, то есть определить искомую зависимость изменений РТХ РПО от величины и скорости изменения температуры, что позволяет в дальнейшем скомпенсировать искажения РТХ РПО, возникающие в полете.

Пониманию функциональных особенностей изобретения способствуют фиг. от 1 до 7.

Для реализации предложенного способа измерений РТХ РПО создан специальный стенд (фиг.1), обеспечивающий выполнение следующих действий. Испытываемый образец РПО (6) устанавливают в имитатор рабочего (штатного) отсека (4), закрепляемый на опорно-поворотном устройстве (ОПУ) стапеля (3), и сопрягают с инструментальной (измерительной) головкой самонаведения (ГСП) (5), снабженной антенной системой типа АФАР, которая юстируется относительно линии визирования радиотехнического имитатора цели (РИЦ) (10). При включении стенда инструментальная ГСН, установленная в имитаторе штатного отсека с исследуемым РПО, излучает зондирующий сигнал, который отражается РИЦ и принимается ГСН ГПКР. Радиотехническая аппаратура ГСН анализирует параметры принятого отраженного РИЦ зондирующего сигнала и определяет исследуемые РТХ в одной точке поверхности РПО, через которую в данный момент в обоих направлениях проходит луч электромагнитной МПК: G01N 33/00 волны, излучаемой и принимаемой инструментальной ГСН. При вращении имитатора отсека летательного аппарата относительно оси, проходящей через фазовый центр антенной системы ГСН, синхронно с перемещением луча АФАР из одной измерительной точки на поверхности РПО в другую, измерения проводятся уже на множестве точек боковой поверхности РПО одновременно, что позволяет исследовать состояние разных областей боковой поверхности РПО с разной интенсивностью изменения температуры, а также снимать диаграмму направленности (измерять боковые лепестки) антенной системы, пеленгационную характеристику и ряд других параметров, определяющих РТХ РПО.

Обычно для обеспечения псевдонепрерывного контроля РТХ РПО при непрерывном изменении температуры в процессе нагревания или охлаждения исследуемого образца РПО с обеспечением вращения корпуса имитатора отсека с РПО в секторе углов ±30° в целях исключения искажений электромагнитного поля в раскрыве антенны инструментальной ГСП посторонними металлическими предметами (ТЭНы и их кабельная сеть) необходимо периодически отводить ТЭНы на определенное расстояние или разводить их на требуемый угол, что требует относительно больших затрат энергии и времени, в результате чего происходят трудно учитываемые нестационарные процессы остывания испытываемого образца РПО. Кроме того, из-за значительных размеров и массы используемых для нагревания ТЭНов эти операции становятся неоправданно сложными и сопряжены с большими потерями времени, что приводит к ухудшению точности измерений.

Предложенный способ проведения ТРТИ РПО обеспечивает значительное сокращение потерь времени на непроизводительные операции и базируется на выполнении периодически повторяющихся операций нагревания образца РПО в зоне нагревания (фиг.4) - и измерения РТХ РПО (фиг.2 и 3) в измерительной зоне, куда исследуемый РПО поступает в результате быстрого разворота имитатора отсека с исследуемым РПО вокруг оси стенда на 180° в горизонтальной плоскости без отвода ТЭНов (фиг 5). В зоне проведения измерений тот же поворотный механизм выполняет несколько циклов сканирования выбранных точек боковой поверхности исследуемого РПО радиолучом для определения распределения искажений РТХ по боковой поверхности исследуемого РПО, после чего с минимальными потерями времени, сопряженными с инерционными свойствами теплоотдачи материала РПО, стенд осуществляет разворот имитатора отсека с исследуемым РПО в зону нагрева. Благодаря использованию данного способа проведения измерений стенд ТРТИ позволяет собирать наиболее достоверную информацию о процессах изменения РТХ исследуемых РПО без необходимости учитывать нестационарные процессы остывания образцов в процессе проведения измерений.

Особенностью реализации предложенного способа является также то, что при вращении корпуса в пределах заданной зоны углов лучи, сформированные радиотехническими отражателями РИК, пропускаются одновременно через измерительные точки не одного, а нескольких продольных сечений конуса РПО, что позволяет сократить время исследований и делает их более подробными (см. фиг.6).

Вся собранная первичная и выходная дополнительно обработанная информация записывается в базу данных стенда, что позволяет осуществлять комплексные исследования и применять методы компенсации искажений РТХ РПО для каждой точки корпуса РПО индивидуально.

На фиг.7 показан примерный график нагревания одной из областей боковой поверхности исследуемого РПО, на котором показаны точки, в которых процесс нагревания РПО кратковременно прерывается для быстрого разворота имитатора отсека с исследуемым РПО с перемещением его в измерительную зону стенда для проведения измерений РТХ, из которой имитатор отсека с исследуемым РПО опять возвращается в зону нагревания.

Способ проведения теплорадиотехнических испытаний радиопрозрачных обтекателей (РПО) летательных аппаратов, включающий измерения радиотехнических характеристик (РТХ) РПО с использованием встроенной в имитатор рабочего отсека летательного аппарата с исследуемым образцом РПО, установленным на стапеле с опорно-поворотным механизмом, измерительной бортовой радиолокационной аппаратуры после завершения процесса нагревания поверхности РПО теплонагревательными приборами (ТЭНами) с заданным распределением температур, имитирующим разогрев РПО нестационарным встречным потоком воздуха в полете, отличающийся тем, что имитатор рабочего отсека с исследуемым образцом РПО оснащают радиоизмерительной аппаратурой с активной фазовой антенной решеткой (АФАР), а рабочий отсек с исследуемым образцом РПО в процессе проведения измерений периодически разворачивают на 180° с перемещением рабочей области исследуемого образца РПО из зоны нагрева в измерительную зону стенда и обратно, при этом внутри измерительной зоны отсек с исследуемым образцом РПО вращают в пределах углового сектора ±30° синхронно с перемещением луча АФАР.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области создания антенных систем с функцией слежения за подвижным источником сигнала. Достигаемый технический результат - возможность быстрой калибровки следящих антенных систем с высокой точностью и надежностью.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к имитаторам сигнала радиолокационной станции с синтезированием апертуры (РСА), работающей по наземным и морским целям, и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей РСА на фоне протяженной поверхности.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано при калибровке радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР).

Изобретение предназначено для калибровки радиолокационных станций (РЛС). Технический результат - повышение точности калибровки РЛС.

Изобретение относится к способам и технике радиоэлектронного подавления технических средств нелинейной радиолокации. Достигаемый технический результат - уменьшение вероятности обнаружения объектов с нелинейными электрическими свойствами за счет внесения неопределенности в фазовые параметры радиолокационных сигналов, принимаемых нелинейной радиолокационной станцией (РЛС) с синтезированной апертурой антенны (формирования полной фазы радиолокационных сигналов на гармониках зондирующего сигнала (ЗС) Фn(t), где n - номер гармоники ЗС, как случайной величины с пределами изменения фазы от 0 до 2π).

Изобретение относится к способам калибровки и поверки метеорологических приборов с использованием доплеровского радиолокатора для определения скорости и направления ветра, применяемых как для нужд народного хозяйства, так и для военных целей, например, в артиллерии.

Способ летной проверки наземных средств радиотехнического обеспечения полетов, заключающийся в том, что в качестве воздушного судна применяют дистанционно пилотируемый летательный аппарат (ДПЛА), измеряют координаты ДПЛА оптическим устройством и одновременно при работе упомянутых радиотехнических средств формируют бортовыми приемниками измерительные радионавигационные сигналы, которые кодируют, излучают в свободное пространство, принимают на Земле наземными устройствами, декодируют, обрабатывают совместно с сигналами с выхода оптического устройства, отображают и регистрируют результаты измерений и обработки сигналов.

Изобретение относится к области радиолокации и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре доплеровских радиолокационных систем с дальномерным каналом.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для имитации частотно-временной структуры радиолокационного сигнала, отраженного от подстилающей поверхности, от одной или нескольких целей, находящихся на фиксированном направлении, и может быть использовано для имитации ложных целей, в том числе расположенных ближе носителя, для имитации боевой работы радиолокационной системы, а также для имитации эхо-сигналов радиовысотомеров при зондировании сигналами с различными видами линейной частотной модуляции.

Изобретение относится к радиолокации, в частности к радиолокационным измерениям, и может быть использовано при создании новых радиолокационных измерительных комплексов и модернизации существующих.

Изобретение относится к средствам метрологического обеспечения приемоиндикаторов КНС ГЛОНАСС. Технический результат состоит в повышении точности калибровки запаздывания огибающей литерных частот. Для этого эталонное рабочее место прецизионной калибровки запаздывания огибающих литерных частот в приемниках сигналов ГЛОНАСС состоит из источника испытательных сигналов, калибруемого приемника и ПЭВМ для обработки результатов калибровки. В качестве источника испытательных сигналов используют синтезатор сетки испытательных частот, модулированных по фазе на ±90° дальномерным кодом псевдослучайной последовательности ГЛОНАСС. В ПЭВМ вводят набеги фаз, последовательно измеренные системой слежения за несущей (ССН) калибруемого приемника на интервале Δt. Вычитают из них набеги фаз, измеренные на тех же интервалах Δt аппаратной копии ССН калибруемого приемника, делят эти разности на Δt и получают отсчеты ФЧХ для частот. Вычисляют задержки, непосредственно вызванные нелинейностью ФЧХ, измеряют собственно ГВЗ, суммируют эти задержки и получают спектральную плотность задержек, или парциальные задержки, которые усредняют со спектром псевдослучайной последовательности дальномерного кода, смещая последовательно центральную частоту спектра к ближайшей литерной. 5 ил.

Изобретение относится к области радиолокации. Достигаемый технический результат изобретения - повышение точности юстировки радиолокационных станций (РЛС). Указанный результат достигается за счет того, что измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутникового навигатора определяют прямоугольные координаты собственной точки стояния РЛС (x1, y1), измеряют юстируемой РЛС прямоугольные координаты воздушного объекта (ВО), находящегося в зоне действия РЛС (х2, y2), принимают на РЛС с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения воздушного объекта (х3, y3) и определяют величину поправки по азимуту и по дальности для юстируемой РЛС по соответствующим формулам. 1 ил.

Изобретение может быть использовано в автоматизированных системах управления воздушным движением. Достигаемый технический результат - повышение точности юстировки. Указанный результат достигается за счет того, что в заявленном способе измеряют координаты отражающего объекта с последующим определением систематических ошибок юстировки, с помощью спутниковых навигаторов определяют прямоугольные координаты (ПК) собственных точек стояния радиолокационных станций (РЛС) (Xn, Yn), измеряют юстируемыми РЛС ПК воздушного объекта (ВО) (XOn, YOn), принимают на автоматических системах управления (АСУ) с помощью радиоприемника автоматического зависимого наблюдения координаты текущего местонахождения ВО (XАЗHn, YАЗHn), интерполируют все принятые ПК к единому моменту времени, математически усредняют полученные интерполированные к единому моменту времени ПК ВО X M C = X O 1 + X O 2 + ⋯ + X O N + X A З H n + 1 Y M C = Y O 1 + Y O 2 + ⋯ + Y O N + Y A З H n + 1 , вычисляют корректировки для каждой из юстируемых РЛС Δ β n = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n ) − a r c t g ( Y m c − Y n X m c − X n ) = a r c t g ( Y o n − Y n X o n − X n − Y m c − Y n X m c − Y n 1 + Y o n − Y n X o n − X n ⋅ Y m c − Y n X m c − X n ) D n = ( X м с − X n ) 2 + ( Y м с − Y n ) 2 − ( X o n − X n ) 2 + ( Y o n − Y n ) 2 , сравнивают вычисленные корректировки Δβn, ΔDn с разрешающей способностью каждой из юстируемых РЛС и, если корректировки больше разрешающей способности одной из юстируемых РЛС, изменяют настройки данной РЛС, измерения и расчеты повторяют до тех пор, пока величина корректировок не будет меньше разрешающей способности всех юстируемых РЛС. 1 ил.

Изобретение относится к радиолокации и касается имитационно-испытательных комплексов, предназначенных для оценки характеристик радиолокационных объектов. Имитационно-испытательный комплекс для радиолокационной станции (РЛС) содержит цель для создания натурной обстановки в зоне обзора по заданной программе облета. На борту цели установлены подключенная к спутниковой навигационной системе пилотажно-навигационная система и измерительное радиоэлектронное устройство, связанные с пунктом управления. Целью является беспилотный летательный аппарат (БПЛА). БПЛА содержит крыло, оперение, фюзеляж, двигатель и устройство посадки. Пусковая установка содержит направляющую, на которой установлены толкатель и сбоку со стороны винта двигателя убираемый выдвижной стартер. На фюзеляже в нижней его части по продольной оси закреплен упор, контактирующий при взлете с торцевой поверхностью толкателя. Устройство посадки БПЛА установлено в отсеке, на стенке которого закреплена открывающаяся створка, соединенная с автоматическим замком. Достигается простота проведения испытаний, улучшение условий эксплуатации и транспортирования, обеспечение исследований РЛС различного типа на местах дислокации при отсутствии необходимого оборудования. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение может быть использовано для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Достигаемый технический результат - повышение точности калибровки РЛС. Предлагаемый способ включает запуск на орбиту искусственного спутника Земли отражателя с известной величиной ЭПР, облучение отражателя сигналами РЛС, прием и измерение амплитуды отраженных сигналов. В качестве эталона ЭПР на орбиту искусственного спутника Земли транспортируют миниспутник (МС), содержащий корпус в виде прямой призмы и двух плоских радиоотражающих шарнирно связанных граней, при этом грани разворачивают относительно друг друга так, что они образуют двугранный уголковый отражатель (УО), ребро которого параллельно боковому ребру прямой призмы, причем угол α между гранями УО задают в определенном диапазоне градусов. В процессе полета с помощью приемников навигационной системы типа «ГЛОНАСС» и/или GPS и бортовой вычислительной машины (БВМ) по заданной программе выбирают РЛС, в зоне радиовидимости которой находится МС. Определяют положение центра масс МС относительно местоположения выбранной РЛС, а также ориентацию осей связанной системы координат МС относительно линии визирования РЛС. Одновременно БВМ производят расчет и определяют пространственное положение биссектрисы угла двугранного УО относительно линии визирования калибруемой РЛС, а затем системой ориентации МС осуществляют их совмещение, далее при помощи системы ориентации МС удерживают совмещение биссектрисы угла УО с линией визирования калибруемой РЛС до окончания сеанса калибровки, в результате максимум основного лепестка индикатрисы рассеяния УО совпадает с линией визирования калибруемой РЛС. 7 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к системе имитации электромагнитной обстановки. Технический результат состоит в упрощенной и автоматизированной калибровке для каждого канала, которая не зависит от калибровки фактической сети зондов. Для этого система содержит сеть (200) излучающих и/или приемных зондов (Si) для тестирования по меньшей мере одной антенны (300), каналы (С) для соединения зондов с имитатором (600) канала, блок (400) излучения сигнала, блок (410) приема сигнала, причем один из блоков (400, 410) соединен с имитатором (600). Согласно изобретению переключающее устройство (100) имеет первое положение измерения, в котором устройство (100) соединяет имитатор (600) по меньшей мере с одним из зондов через соответствующий канал (С) и соединяет другой блок (410, 400) с тестируемой антенной (300), во втором положении калибровки каналов (С) переключающее устройство (100) соединяет имитатор (600) с другим блоком (410, 400) через соответствующий канал (С) без прохождения через сеть (200) зондов (Si). 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к бортовому радиолокационному оборудованию космических аппаратов (КА), предназначенному для калибровки радиолокационных станций (РЛС) по величине эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). КА содержит корпус в форме прямоугольной призмы (1) с поперечным сечением (2) в виде вогнуто-выпуклого многоугольника. Две грани (4, 5) призмы одинакового размера с радиоотражающими поверхностями обращены внутрь корпуса КА. Корпус КА снабжен двумя откидными плоскими радиоотражающими пластинами (6, 7), шарнирно связанными с гранями (8, 9). Пластины (6, 7) снабжены механизмами раскрытия и узлами фиксации к призме (1), образуя в рабочем положении двугранный уголковый отражатель. Угол между гранями отражателя заключен в диапазоне от (90-Δ)° до (90+Δ)°, причем Δ определяется из условия: 0<Δ<18λ/а, где λ - длина волны калибруемой РЛС, a - размер грани отражателя. На борту КА имеются навигационная аппаратура потребителя систем «ГЛОНАСС» и/или GPS, микропроцессор, микроконтроллер, блок сопряжения системы ориентации и стабилизации с микроконтроллером. Технический результат изобретения заключается в расширении функциональных возможностей КА при калибровке радиолокаторов, работающих на волнах круговой поляризации при параллельном приеме отраженных сигналов, а также при калибровке по величине ЭПР высокопотенциальных РЛС в режиме функционирования с пониженной мощностью излучения. 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к системам, использующим отражение радиоволн, а именно к системам радиолокации для распознавания технического состояния объекта. Достигаемый технический результат - расширение информативности за счет распознавания технического состояния объекта. Указанный результат достигается тем, что устройство распознавания технического состояния объекта содержит антенну, радиолокационную станцию, блок фильтровых каналов, блок получения автокорреляционных функций, блок памяти, вычитающее устройство, устройство оценки технического состояния, линию задержки, умножитель, аналого-цифровой преобразователь, n ключей и кнопку «запись». Перечисленные средства определенным образом взаимосвязаны между собой. 1 ил.

Изобретение относится к области радиолокации, в частности к юстировочным щитам. Юстировочный щит моделирует прямые и зеркально отраженные от земли радиосигналы, идущие от ракеты и цели на конечном участке наведения. Юстировочный щит находится в дальней зоне антенны радиопеленгатора и содержит лазерный и инфракрасный излучатели. Для имитации сигналов от приемоответчика ракеты и сигналов, отраженных от цели, щит снабжен генератором радиоимпульсов с синтезатором частот. Достигается повышение точности юстировки. 3 ил.

Изобретение относится к радиолокации и может быть использовано для исследования процессов обнаружения и сопровождения целей радиолокационной станцией (РЛС) в широком диапазоне дальностей, углов и скоростей. Достигаемый технический результат - упрощение устройства с повышением достоверности имитации. Указанный результат достигается за счет замены антенн имитаторов и их приводов антенной с подвижным фазовым центром, состоящей из N излучателей, расположенных линейно, на равном расстоянии меньше длины волны в среде распространения электромагнитной волны, из которых m смежных излучателей в соответствующий момент времени подключены синфазно к имитатору сигнала через несогласованные делители и несогласованные СВЧ ключи, расположенные в ответвлении фидерной линии от делителя к излучателю, а также за счет введения в схему имитатора регистра перезаписи кода положения группы подключенных излучателей под управлением процессора и обеспечивающего изменение положения фазового центра виртуальной антенны. Для моделирования нескольких целей фазовый центр излучения перемещается в несколько положений за время обработки сигнала в РЛС, при этом имитатор содержит цифровую линию задержки, параметры которой переключаются синхронно с перемещением фазового центра излучения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Наверх