La navegación proporcional (también conocida como PN o Pro-Nav ) es una ley de guía (análoga al control proporcional ) utilizada de una forma u otra por la mayoría de los misiles guiados contra objetivos aéreos . [1] Se basa en el hecho de que dos vehículos están en curso de colisión cuando su línea de visión directa no cambia de dirección a medida que se cierra el alcance. La PN dicta que el vector de velocidad del misil debe girar a una velocidad proporcional a la velocidad de rotación de la línea de visión (velocidad de línea de visión o velocidad LOS), y en la misma dirección.
¿Dónde está la aceleración perpendicular al vector de velocidad instantánea del misil, es la constante de proporcionalidad que generalmente tiene un valor entero de 3 a 5 (adimensional), es la velocidad de la línea de visión y V es la velocidad de cierre?
Dado que la línea de visión no es en general colineal con el vector de velocidad del misil, la aceleración aplicada no necesariamente preserva la energía cinética del misil. En la práctica, en ausencia de capacidad de aceleración del motor, este tipo de control puede no ser posible.
La navegación proporcional también se puede lograr utilizando una aceleración normal a la diferencia de velocidad instantánea:
¿ Dónde está el vector de rotación de la línea de visión?
y es la velocidad del objetivo en relación con el misil y es el alcance desde el misil hasta el objetivo. Esta aceleración depende explícitamente del vector de diferencia de velocidad, que puede ser difícil de obtener en la práctica. Por el contrario, en las expresiones que siguen, la dependencia sólo depende del cambio de la línea de visión y de la magnitud de la velocidad de cierre. Si se desea una aceleración normal a la línea de visión instantánea (como en la descripción inicial), entonces la siguiente expresión es válida:
Si se requiere un control que conserve la energía (como es el caso cuando se utilizan únicamente superficies de control), se puede utilizar la siguiente aceleración, que es ortogonal a la velocidad del misil:
Se puede encontrar una implementación de hardware bastante simple de esta ley de orientación en los primeros misiles AIM-9 Sidewinder . Estos misiles utilizan un espejo parabólico que gira rápidamente como buscador. La electrónica simple detecta el error direccional que el buscador tiene con su objetivo (una fuente de infrarrojos ) y aplica un momento a este espejo con cardán para mantenerlo apuntado al objetivo. Dado que el espejo es en realidad un giroscopio , seguirá apuntando en la misma dirección si no se aplica ninguna fuerza o momento externo, independientemente de los movimientos del misil. El voltaje aplicado al espejo mientras se mantiene fijo en el objetivo también se utiliza (aunque amplificado) para desviar las superficies de control que dirigen el misil, haciendo así que la rotación del vector de velocidad del misil sea proporcional a la rotación de la línea de visión. Aunque esto no da como resultado una tasa de rotación que siempre sea exactamente proporcional a la tasa LOS (lo que requeriría una velocidad constante), esta implementación es igualmente efectiva.
La base de la navegación proporcional se descubrió por primera vez en el mar y fue utilizada por los navegantes de los barcos para evitar colisiones. Comúnmente conocido como Rango decreciente de demora constante (CBDR), el concepto continúa demostrando ser muy útil para los oficiales de maniobra (la persona que controla la navegación del barco en cualquier momento) porque CBDR resultará en una colisión o casi accidente si se toma acción. no capturado por ninguno de los dos buques implicados. Simplemente alterar el rumbo hasta que se produzca un cambio en el rumbo (obtenido mediante la observación de la brújula) proporcionará cierta seguridad para evitar la colisión, lo que obviamente no es infalible: el oficial de mando del barco que ha realizado el cambio de rumbo debe monitorear continuamente el rumbo para que el otro barco no haga lo mismo. mismo. Es prudente un cambio de rumbo significativo, en lugar de una alteración modesta. Las Regulaciones Internacionales para Prevenir Colisiones en el Mar dictan qué buque debe ceder el paso pero, por supuesto, no ofrecen ninguna garantía de que ese buque tomará medidas.
