Tương quan động hình học giữa TL – MT trong tự dẫn được mô tả trên hình 1.2:
Với các quy ước:
- Góc hướng hợp bởi trục dọc tên lửa với đường ngắm TL-MT;
p
- Góc nghiêng trục dọc tên lửa;
- Góc tấn công;
Thông tin về vị trí tương đối giữa tên lửa và mục tiêu có thể xác định được là: cự ly (Dm); tốc độ thay đổi cự ly (Dm); góc nghiêng đường ngắm TL-MT ();
tốc độ quay đường ngắm (); thời gian tự dẫn (τd).
Thông tin về tư thế tương đối giữa tên lửa và mục tiêu có thể xác định được bằng các loại cảm biến là: góc nghiêng trục dọc (p) và vận tốc góc nghiêng (p) trục dọc tên lửa.
Những thông tin không đo trực tiếp được bằng bộ tọa độ ĐTD hay cảm biến trên khoang là: góc nghiêng quỹ đạo tên lửa, mục tiêu (p,mt); tốc độ thay đổi các góc nghiêng quỹ đạo (p,mt); góc tấn công α, góc trượt của
tên lửa; vận tốc tên lửa, mục tiêu (V , V ). p mt
Hình 1.2. Tương quan hình học khi tự dẫn
qp p p TL x0 MT Vp x1 θmt Vmt Dm
Trong thực tế, phương pháp tự dẫn được chia thành ba nhóm [6]. Nhóm phương pháp dẫn thứ nhất đòi hỏi sao cho khi tên lửa chuyển động đến mục tiêu, trục dọc của tên lửa phải chiếm vị trí hoàn toàn xác định so với đường ngắm mục tiêu [6, tr154]. Nói cách khác, ở đây có quan hệ áp đặt đối với sự thay đổi góc hướng .
Trường hợp đơn giản nhất là, đòi hỏi phải có = 0, tức là, trục dọc của tên lửa luôn trùng với đường ngắm TL-MT (phương pháp dẫn thẳng).
Trường hợp khác có thể sử dụng quan hệ = const 0 và trường hợp tổng quát góc hướng có thể thay đổi theo một quy luật phức tạp nào đó.
Nhóm phương pháp dẫn thứ hai đòi hỏi trong suốt quá trình dẫn tên lửa, vector vận tốc của tên lửa (V ) phải có vị trí hoàn toàn xác định so với đường P ngắm TL-MT [6, tr154]. Trong trường hợp này có sự áp đặt quan hệ đối với sự thay đổi của góc đón (qp).
Trường hợp đơn giản nhất là trường hợp góc đón qp = 0, khi mà vector vận tốc của tên lửa luôn hướng vào mục tiêu (phương pháp đuổi). Góc đón có thể khác không nhưng vẫn là hằng số (phương pháp đuổi có đón).
Trong trường hợp tổng quát, góc đón có thể biến đổi, có thể thay đổi theo một quy luật hoàn toàn xác định theo thời gian hay thay đổi tuỳ thuộc vào một số tham số động hình học khác của chuyển động, ví dụ như phương pháp dẫn tỷ lệ chẳng hạn.
Nhóm phương pháp dẫn thứ ba đòi hỏi phải đảm bảo vị trí hoàn toàn xác định đối với đường ngắm mục tiêu so với một hướng cố định nào đó trong không gian trong suốt quá trình điều khiển chuyển động của tên lửa [6, tr155]. Điển hình cho nhóm này là phương pháp dẫn tiệm cận song song với góc nghiêng đường ngắm không đổi ( 0 const)
Ba nhóm phương pháp tự dẫn đã nêu ở trên không bao gồm tất cả các phương pháp dẫn có thể tồn tại, số lượng các phương pháp dẫn theo
lý thuyết [6] có thể là vô hạn. Tuy nhiên, cách phân nhóm phương pháp dẫn ở trên bao hàm các trường hợp đáng quan tâm nhất, với những đặc điểm đặc trưng cho quỹ đạo chuyển động của tên lửa đáp ứng những yêu cầu của bài toán tự dẫn.
Như vậy, phương pháp tự dẫn sẽ xác định một quỹ đạo bay lý tưởng nào đó mà quỹ đạo thực của tên lửa cần phải theo sát trong các điều kiện thực tế của quá trình dẫn. Quỹ đạo xác định bởi phương pháp dẫn được gọi là quỹ đạo động hình học, hay là quỹ đạo động (QĐĐ).
Việc nghiên cứu các phương pháp dẫn theo QĐĐ cho phép đánh giá khả năng tạo quá tải của tên lửa theo yêu cầu của phương pháp dẫn. Một khi tên lửa đáp ứng được, có nghĩa là ta có đủ cơ sở để đánh giá khả năng tiêu diệt mục tiêu với các đặc trưng tốc độ, khả năng cơ động cho trước. Điều này rất có ý nghĩa trong sự lựa chọn phương pháp dẫn khi biết những thông tin tiên nghiệm về mục tiêu, cho phép tối ưu hóa hiệu quả điều khiển.
Để đánh giá độ chính xác tức thời của VĐK kín tự dẫn, người ta sử dụng khái niệm độ trượt tức thời h(t).
Độ trượt tức thời được hiểu là khoảng cách đo được giữa trọng tâm mục tiêu và hình chiếu của nó trên hướng vận tốc tương đối với giả thiết là mục tiêu và tên lửa bắt đầu từ thời điểm đó sẽ chuyển động thẳng đều [6] (hình 1.3).
Hình 1.3. Tương quan ĐHH xác định độ trượt tức thời
Trong hình 1.3:
θp - góc nghiêng quỹ đạo tên lửa (góc nghiêng vector vận tốc tên lửa); θmt - góc nghiêng quỹ đạo mục tiêu (góc nghiêng vector vận tốc mục tiêu); - góc nghiêng đường ngắm tức thời TL – MT;
Dm - cự ly tương đối giữa tên lửa và mục tiêu;
V - vector vận tốc tương đối giữa TL - MT.
Vector vận tốc tương đối giữa TL - MT được xác định như sau: -
p mt
V V V (1.2)
Trên hình1.3 hướng của vector vận tốc tương đối tại thời điểm xét là đường thẳng đi qua TLA và độ trượt tức thời được xác định bởi biểu thức:
sin
m
h D (1.3)
Vận tốc quay của đường ngắm xác định bởi công thức sau:
m V.sin D (1.4) Từ (1.3) và (1.4) rút ra đẳng thức: m m .D h sin V D , và suy ra 2 m D h V (1.5) TL Dm p V V mt V h MT mt V σ θp θmt δ A
Từ biểu thức (1.5) có thể thấy rằng, việc thỏa mãn điều kiện h0 trên toàn quỹ đạo bay của tên lửa hoặc trên một phần quỹ đạo riêng biệt nào đó được xác định bởi điều kiện 0. Vì khi này const, cho nên đường ngắm TL - MT được đảm bảo dịch chuyển song song với chính nó.
Các phương pháp khác nhau để hiện thực hóa điều kiện h0 sẽ dẫn tới sự hình thành các phương pháp dẫn khác nhau. Dưới đây là một số phương pháp tự dẫn điển hình.