Рассмотрим задачи, выполняемые системами автоматического управления полетом.

   В ряде случаев ЛА приходится рассматривать как систему твердых тел (такой системой является, например, вертолет). Число степеней свободы такого ЛА возрастает, поэтому система управления усложняется.

    Задача управления ЛА еще более усложняется при необхо­димости учета упругих свойств. В этом случае ЛА нередко со­вершает аэроупругие колебания, для уменьшения которых созда­ются специальные замкнутые контуры управления (помимо кон­туров управления ЛА как твердым телом).

    Движение ЛА можно рассматривать состоящим из движения центра масс и движения вокруг центра масс. Необходимость управления угловыми движениями вызывается тем, что ЛА должен занимать вполне определенное положение по отношению к вектору скорости центра масс. В частности, продольная ось ЛА должна совпадать или быть близкой к направлению вектора ско­рости.

    Для управления угловыми движениями применяются в ав­топилотах соответствующие контуры управления (контуры крена, рыскания, тангажа).

    Управление движением центра масс необходимо для того, чтобы Л+А совершал полет по заданной траектории, которая в оп­ределенном смысле должна быть оптимальной. Автоматическое удержание центра масс ЛА на заданной траектории осущест­вляется специальными контурами управления, замыкаемыми через автопилот (контуры управления высотой, боковым откло­нением, скоростью полета и т. д.).

    Динамические характеристики (демпфирование, управляе­мость, устойчивость) ЛА в ряде случаев (например, при малых скоростных напорах) оказываются неудовлетворительными, по­этому возникает необходимость их улучшения средствами авто­матики. Для этого применяются демпферы, автоматы устойчиво­сти и другие устройства.

   Летательный аппарат совершает полеты в переменных внешних условиях (изменение характеристик атмосферы, изменение веса и моментов инерции и т. д.), что приводит к изменению его динамических параметров (демпфирование, постоянные времени, коэффициенты эффективности управляющих органов и др.) и к изменению их реакции на внешние возмущения. Для сохранения одинаковой (в общем случае минимально возможной) реакции ЛА на возмущения в переменных внешних условиях системы управления полетом должны иметь переменные параметры, а иногда и переменную структуру. Такие системы называются самонастраивающимися.

   Полет ЛА должен быть оптимальным, причем оптимальность обычно понимается в широком смысле (например, обеспечива­ются минимальный километровый расход, минимальное время достижения цели, максимальная дальность полета и т. д.). Си­стемы управления должны обеспечивать оптимальность режимов полета.

  Когда ЛА, получая информацию о цели, стремится к встрече с целью, а цель, имея информацию о ЛА, уклоняется от встречи или противодействует встрече, то возникает характерная игро­ вая задача с двумя участниками игры. Задачу управления поле­том можно трактовать как игровую также и в том случае, когда в качестве одного игрока выступает система управления, а в ка­честве второго — природа (возмущения на ЛА и на систему управления).

   Очевидно, что задачи систем управления на ЛА и на цели противоположны. Вопросы изучения таких систем и способов их синтеза имеют большое значение.

Летательные аппараты нередко совершают полет группами, образуя строй, который с точки зрения управления им должен рассматриваться как единая динамическая система. Системы автоматического управления строем являются разновидностями систем управления полетом.

   Автоматизация управления полетом ЛА должна быть комп­лексной, т. е. такой, при которой автоматизируется вся последо­вательность взаимосвязанных функций, таких как сбор инфор­мации об этапах и режимах полета, переработка информации и формирование законов управления, исполнение команд и т. д. Комплектование систем осуществляется на базе бортовых ана­логовых или цифровых вычислительных машин.

  Все возмущения, действующие на систему «ЛА — система управления», можно разделить на полезные, которые система должна воспроизводить без искажений, и на вредные, на кото­рые система должна слабо реагировать. При этом как полезные, так и вредные возмущения могут быть детерминированными и случайными.

  При управлении движением ЛА должны быть достигнуты: за­данное качество переходного процесса, точность исполнения ко­манд, слабая реакция на внешние возмущения, точное наведение на цели, оптимальность движения (минимальный расход, мини­мизация времени полета, максимальная дальность и т. д.), безо­пасность полета.

  Из изложенного следует, что управление полетом должно сводиться к управлению параметрами режима полета: угло­выми и линейными координатами, скоростями и ускорениями, характеризующими движение ЛА по отношению к цели и к дру­гим аппаратам и т. д. Следовательно, для функционирования систем управления необходима информация об указанных пара­метрах режимов полета.