Методы телеуправления и самонаведения в системах управления крылатыми ракетами

Московский государственный технический университет  
имени Н.Э. Баумана 

А.В. Туманов, А.Г. Зуев, Э.Д. Суханов 
 
МЕТОДЫ ТЕЛЕУПРАВЛЕНИЯ  
И САМОНАВЕДЕНИЯ  
В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ  
КРЫЛАТЫМИ РАКЕТАМИ 
 
Под редакцией К.А. Пупкова 
 
 
Допущено Учебно-методическим объединением вузов  
по университетскому политехническому образованию  
в качестве учебного пособия для студентов высших учебных  
заведений, обучающихся по направлению 160400  
«Системы управления движением и навигация» специальности  
160403 «Системы управления летательными аппаратами» 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана 

2008 

УДК 629.7.05:08(075.8)  
ББК 39.57-5  
Т83 

Рецензенты: зав. сектором специальных проблем  
кибернетики ВЦ РАН, д-р техн. наук, проф. А.И. Дивеев; 
профессор кафедры «Приборы и системы ориентации,  
стабилизации и навигации» МГТУ им. Н.Э. Баумана,  
д-р техн. наук, проф. Б.Н. Окоемов;  
начальник лаборатории ГосНИИАС, канд. техн. наук,  
доц. О.В. Дегтярев 
 

 
Туманов А.В., Зуев А.Г., Суханов Э.Д.  
  
 
       Методы телеуправления и самонаведения в системах управления крылатыми ракетами: Учеб. пособие / Под ред. К.А. Пупкова. — М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. — 122 с.: ил. 

ISBN 978-5-7038-3125-0 

На реальных примерах систем управления, разработанных в НПО 
машиностроения, рассмотрено применение методов телеуправления и 
самонаведения в системах управления крылатыми ракетами. Приведены 
алгоритмы методов и их приборная реализация. Предложен алгоритм 
интеллектуализации процесса самонаведения летательных аппаратов. 
Рассмотрены преимущества и недостатки метода телерадиоуправления. 
Даны рекомендации по применению головок самонаведения, использующих различные диапазоны длин волн. Затронуты вопросы компоновки приборов систем управления и их комплектной поставки. 
Для студентов старших курсов, обучающихся по специальности 
«Системы управления летательными аппаратами». 
 
УДК 629.7.05:08(075.8)  
ББК 39.57-5  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ISBN 978-5-7038-3125-0    
 
     © МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008 

Т83 

СПИСОК ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 

БВ –– барометрический высотомер 
БСУ –– бортовая система управления 
БЦВМ –– бортовая цифровая вычислительная машина 
ГВ — гировертикаль 
ГИБ –– гироскопический инерциальный блок 
ГК –– гироскоп курса 
ГСН –– головка самонаведения 
ГСП –– гиростабилизированная платформа 
ДМ –– датчик момента 
ДНГ –– динамически настраиваемый гироскоп 
ДУС –– датчик угловых скоростей 
ИНС –– инерциальная навигационная система 
КАСУ –– корабельная аппаратура системы управления 
КР –– крылатая ракета 
ЛА –– летательный аппарат 
РВ –– радиовысотомер 
РДТТ –– ракетный двигатель твердого топлива 
РТС –– радиотелеметрическая система 
САИН –– система автономной инерциальной навигации 
СУД –– система управления движением 
ТСУ –– телеметрическое согласующее устройство 
 
 

ВВЕДЕНИЕ 

Система управления является одним из основных устройств 
управляемых летательных аппаратов, к классу которых относятся 
крылатые ракеты (рис. В1). Эффективность выполнения крылатыми ракетами целевых задач зависит в первую очередь от эффективности работы системы управления, определяемой выбранным 
методом наведения и техническими характеристиками ее приборов 
и элементов.  
История создания крылатых ракет начинается с пятидесятых 
годов XX века. Основоположником создания крылатых ракет в 
нашей стране стал выдающийся ученый и конструктор Владимир 
Николаевич Челомей. В его конструкторском бюро (в настоящее 
время НПО машиностроения) было создано около пятидесяти 
видов крылатых ракет, различающихся местами базирования и 
методами управления. Впервые в мире В.Н. Челомей предложил 
вариант раскрывающегося в полете крыла ракеты после старта ее 
из малогабаритного контейнера. В настоящее время почти все 
крылатые ракеты мира имеют такую схему раскрытия крыла в 
полете. Также впервые в конструкторском бюро В.Н. Челомея 
для крылатых ракет был применен метод телерадиоуправления, 
когда оператор на пункте управления через радиолокационный 
визир крылатой ракеты наблюдает за целевой обстановкой в районе цели, выбирает главную цель, наводит крылатую ракету в 
район выбранной цели и переводит управление ракетой в режим 
самонаведения. 
В учебном пособии изложены методы телеуправления и самонаведения в системах управлениях крылатыми ракетами. Предполагается, что читатели знакомы с основами динамики полета летательных аппаратов.  
Пособие содержит четыре раздела. 

Рис. В1. Общий вид крылатой ракеты 

 
В первом разделе даны общие принципы построения систем 
наведения летательных аппаратов и их общепринятая классификация. 
Во втором разделе пособия приведены законы управления 
крылатыми ракетами, реализующие метод телерадиоуправления, 
рассмотрены преимущества и недостатки метода на примере противокорабельной крылатой ракеты для оснащения подводных лодок и ее модификаций. 
В третьем разделе рассмотрены схемы систем управления крылатых ракет, в которых используются методы самонаведения. 
Приведены алгоритмы этих методов, даны рекомендации по применению головок самонаведения, действующих в различных диапазонах длин волн, рассмотрены преимущества активных радиолокационных головок самонаведения. Приведены блок-схемы 
систем управления крылатых ракет, разработанных в НПО машиностроения, в которых (впервые в крылатых ракетах) используются двухканальные головки самонаведения. При этом активная радиолокационная 
головка 
самонаведения 
комплексируется 
с 
головкой самонаведения в ИК-диапазоне, что обеспечивает боль

шую надежность самонаведения и эффективность боевого применения крылатых ракет. 
В разделе также рассмотрены перспективные методы самонаведения, основанные на интеллектуализации процесса управления. 
Материал пятого параграфа, посвященного интеллектуальным методам самонаведения, написан редактором данного учебного пособия академиком РАЕН К.А. Пупковым. 
В четвертом разделе изложены общие принципы инерциальной 
навигации, приведены схемы и характеристики отдельных приборов систем управления крылатых ракет. Даны рекомендации по 
компоновке систем управления крылатых ракет и рациональной 
технологии комплектных поставок систем управления на завод — 
изготовитель крылатых ракет. 
В приложении собрана краткая информация о динамике полета 
летательных аппаратов. 
Задача данного учебного пособия — ознакомить студентов  
с реальными системами управления ракетно-космических комплексов, реализующих методы телеуправления и самонаведения 
крылатых ракет, характеристиками приборов систем управления 
крылатыми ракетами, методикой их комплектной поставки и компоновки. 
 
 

1. СИСТЕМЫ НАВЕДЕНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ 
И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ 

Систему наведения летательного аппарата (ЛА) определяют 
как систему управления движением центра масс ЛА путем изменения нормальных (перпендикулярных вектору скорости) управляющих сил [1, 2]. В большинстве случаев нормальные перегрузки 
создаются за счет изменения углов атаки и скольжения ЛА (управление в декартовых координатах) или углов атаки и крена (управление в полярных координатах). Изменение углового положения 
корпуса ЛА относительно его вектора скорости достигается с помощью управляющих моментов, создаваемых органами управления ЛА.  
Различают две схемы стабилизации и управления нормальными перегрузками. В первой используется аэродинамическая стабилизация углов атаки и скольжения, а управление нормальными 
перегрузками осуществляется с помощью рулевого привода, преобразующего сигналы наведения в отклонения органов управления. Во второй схеме два канала системы стабилизации ЛА используются еще и для управления нормальными перегрузками, 
т. е. они являются структурными элементами системы наведения, 
представляя по отношению к ней сложный объект управления, 
включающий сам ЛА и два его канала стабилизации. 
Системы наведения ЛА подразделяют [1] на автономные системы наведения, системы теленаведения, системы самонаведения 
и комбинированные системы наведения.  
На автономные системы наведения в процессе полета ЛА не 
поступает информация ни от цели, ни от командного пункта. Аппаратура наведения определяет местоположение ЛА относительно 
земной поверхности, вычисляет отклонения от заранее заданной 
траектории или от направления, задаваемого радиоориентиром, и 

вырабатывает сигналы наведения. По методу определения координат центра масс ЛА автономные системы наведения подразделяют 
на магнитометрические, инерциальные, астронавигационные и 
другие. 
В системах теленаведения бортовые устройства управления 
получают информацию от внешних источников: с командного 
пункта, от радиомаяков или других источников информации. Системы теленаведения, в свою очередь, разбивают на следующие 
подклассы: командные системы наведения, системы наведения по 
лучу и радионавигационные системы.  
Командные системы наведения осуществляют наведение ЛА с 
помощью команд, которые вырабатываются на командном пункте и 
по линии связи (по радио-, радиолокационному каналу или проводам) передаются на борт ЛА. Если в процессе наведения используется радио- или радиолокационный канал, то системы называют 
системами радиотеленаведения или радиотелеуправления. Для выработки команды наведения необходимо определить положение ЛА 
и цели в пространстве. Это можно сделать двумя способами. Согласно первому, координаты ЛА и цели определяются на командном пункте в осях командного пункта (наведение в координатах 
командного пункта); согласно второму, координаты цели определяются непосредственно на ЛА в осях, связанных с ЛА, и передаются на командный пункт для выработки команды управления (наведение в координатах ЛА). Следует заметить, что при наведении в 
координатах командного пункта, в отличие от второго способа наведения, необходимо обеспечивать совпадение осей систем координат станции наведения командного пункта и координатора ЛА. Эта 
задача, как правило, решается системой стабилизации крена. 
В системах наведения по лучу команды наведения вырабатываются на борту ЛА по измеренным отклонениям ЛА от оси луча 
радиолокатора, который перемещается в пространстве в соответствии с реализуемым методом наведения. Различают однолучевые 
и двухлучевые системы наведения по лучу. В однолучевой системе 
наведения луч непрерывно следит за целью, а координатор ЛА определяет отклонение ЛА от оси этого радиолуча. В двухлучевой 
системе один луч используется для определения координат цели, 
на основе которых формируется команда управления перемещением второго луча, вдоль оси которого и движется ЛА. 

Работа радионавигационных систем организована следующим образом. Три или четыре наземные станции наведения передают на борт ЛА синхронизированные сигналы, задающие требуемую траекторию движения. Аппаратура наведения ЛА 
определяет отклонение от данной траектории и корректирует движение ЛА. 
В комбинированных системах различные системы наведения 
применяются последовательно или параллельно во времени. Например, возможна последовательная комбинация следующих методов наведения: автономное наведение на начальном участке траектории; наведение по командам или по лучу на среднем и 
самонаведение на конечном. Примером параллельной системы 
может служить астроинерциальная система навигации.  
В завершение классификации сделаем выводы о том, какие методы наведения могут быть реализованы той или иной системой 
наведения. Ясно, что автономные и радионавигационные системы 
могут наводить ЛА только по программе (программные системы 
наведения) и на неподвижные цели. Метод наведения по программе может быть реализован также с помощью командных систем и 
систем наведения по лучу, но, поскольку эти системы получают 
информацию от цели, они могут наводить ЛА и на движущиеся 
цели. Командные системы в координатах командного пункта и 
двухлучевые системы могут обеспечивать наведение любым методом. Однолучевая система может реализовывать наведение по методу совмещения и угловым методом, требующими определения 
взаимного движения трех точек (пункт управления — ЛА — цель). 
Системы самонаведения и командные системы в координатах ЛА 
позволяют реализовывать все методы наведения, определяющие 
относительное движение двух точек (ЛА — цель).  
Наведение крылатых ракет (КР), как правило, осуществляется 
комбинированным методом. Траектория наведения состоит из следующих участков: первый участок — автономный полет на малой 
высоте; второй — подъем на большую высоту с применением метода телеуправления оператором командного пункта по выбранной 
цели; третий — самонаведение на выбранную оператором цель с 
использованием радиолокационного визира КР в режиме самонаведения головки. Траектория полета может не включать участок 
телеуправления: тогда начальным будет участок автономного по

лета с выходом в зону захвата цели, затем следует участок самонаведения в вертикальной и горизонтальной плоскостях.  
Точность системы управления КР оценивают минимальным 
расстоянием между КР и целью (промахом), которое будет иметь 
место в процессе наведения. Причинами ошибок наведения являются инерционность и нелинейность системы управления и возмущающие воздействия. Поскольку эти воздействия случайны, 
ошибки наведения являются также случайными величинами и характеризуются определенными законами распределения. Обычно 
считают, что ошибки наведения распределяются по нормальному 
закону, при котором они, как известно, полностью характеризуются математическим ожиданием и средним квадратичным отклонением. При анализе и проектировании системы наведения необходимо знать связи между этими вероятностными величинами и 
параметрами системы.