ВВЕДЕНИЕ.
Основным фактором, ограничивающим дальность действия РЛС разведки наземных движущихся целей (РНДЦ) наземного базирования, является рельеф местности и лесные массивы. Использование подъёмно- мачтовых устройств эту проблему решают частично (РЛС Кредо «1С») в основном, расширяя возможность по выбору позиции.
Существенное увеличение дальности действия РЛС возможно при размещении станции на воздушном носителе. Высота подъёма станции при которой обеспечивается высокая вероятность прямой видимости зависит от рельефа местности и заданной дальности действия РЛС.
В настоящее время активно развивается направление РЛС, размещаемых на воздушных носителях, таких как БПЛА, аэростаты, дирижабли, причём не только в России, но и за рубежом.
В частности бортовая РЛС AN/APY-10 (США), способная обнаруживать и сопровождать наземные цели, перископы, шноркели подводных лодок. Также имеется сеть TARS (радиолокационная система на привязных аэростатах), способная обнаруживать наземно-движущиеся цели и непрерывно работать 5-7 дней (США). Израильская фирма «Эльта» разработала РЛС обзора водной местности воздушного базирования EL/M-2022U, массой около 114 кг и дальностью обнаружения 130 км. Разработками таких систем занимаются и другие страны мира: Германия, Италия. Польша, Китай.
В России в настоящее время также ведутся разработки в этом направлении. Например, НИИ «Радиотехники» (Нижний Новгород) была разработана РЛС E-801M«Око». Станция размещается на вертолёте Ка-31, имеет массу 200 кг и дальность обнаружения 110-115 км.
Таким образом, задача разработки подобного комплекса является актуальной.
Разрабатываемый комплекс должен обеспечивать обнаружение и определение текущих координат наземных целей в любое время года и суток, в том числе при наличии осадков, задымлении или запылении атмосферы, при наличии прямой радиолокационной видимости цели и воздействии активных помех, в том числе и в особых (горных и городских) условиях.
Ввиду того что комплекс должен быть универсальным, т.е. размещаться на воздушных носителях типа аэростат или вертолёт, то он должен иметь минимальную массу, габариты и энергопотребление. Соответственно для приводов входящих в состав этого модуля предъявляются такие же требования.
1. АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.
В данном дипломном проекте требуется разработать электропривод системы стабилизации на качающемся основании.
1. Привод должен обеспечивать ошибку управления и (или) стабилизации не более 5’ – среднее значение, 5’ – среднеквадратичное. Максимальное значение ошибки не более 10’ при всех условия работы соответствующих установившемуся режиму полёта вертолета или воздушного носителя.
2. В установившемся режиме полёта вертолёта на подвесе со стабилизирующем парашютом площадью 0,5м2 РЛМ совершает непрерывные колебания с амплитудой до 4 и периодом до 1,25с. Колебания близки к виду 0,07sin0,8t.
3. РЛС должна обеспечивать вращение нагрузки относительно земли (абсолютное движение) со скоростью 0,5/с (режим АС) до 30/с (режим переброса) с ускорением не более 40°/с2 (режим реверс при сканировании). Требования по ошибкам должно выполняться в диапазоне от 0/с (режим наведения и АС) 16/с (режим поиск).
4. Для обеспечения возможности работы на раме дирижабля привод должен обеспечить отработку эквивалентного синусоидального воздействия с амплитудой 1,5 и периодом 1,5с.
5. Привод должен обеспечивать определение угла поворота антенны относительно РЛМ с ошибкой не более 1’
6. Привод должен иметь минимальную массу, габариты и энергопотребление (не более 3А от бортовой сети 27В), цену и иметь элементную базу с приёмкой «5».
7. Угломестный привод должен обеспечивать следующие характеристики при колебаниях носителя:
Диапазон угловых скоростей перемещений нагрузки относительно горизонта от минус 25 до +20;
Угловая скорость вращения нагрузки относительно горизонта – от 0 до 16/с;
Угловое ускорение нагрузки относительно горизонта – от 0 до 30/с
;Масса вращаемой полезной нагрузки (антенны) не более 15 кг;
СКО измерения углового положения (ошибка датчиков) – не более 1’;
Момент неуравновешенности М
- не более 0,2 Нм;Момент инерции J - не более 0,5
Статический момент сил в подшипниках Мстат = 0,15 Нм;
Коэффициент передачи 12.
8. Азимутальный привод должен обеспечивать следующие характеристики относительно земли при колебаниях носителя:
Угловая скорость вращения - от 0 до 25/с;
Угловое ускорение - от 0 до 42/с ;
Масса вращаемой полезной нагрузки - не более 21,5 кг;
СКО измерения углового положения (ошибка датчиков) – не более 1’;
Момент неуравновешенности М - не более 0,1 Нм;
Момент инерции J - не более 0,85
Статический момент сил в подшипниках и вращающемся переходе Мстат = 0,5 Нм;
Коэффициент передачи 52.
2. Патентно-информационный поиск.
Задание на проведение патентного и научно-технического исследования.
Тема дипломного проекта: электропривод системы стабилизации на качающемся основании.
Задачи патентного и научно-технического исследования: выявление новизны передающей системы, обзор и анализ известных решений.
Исполнитель: Петров В.С.
Краткое содержание работы: выявить аналоги провести сравнительный анализ основных параметров.
Задание принял к исполнению хх.03.2011 г.
Срок исполнения: хх.06.2011 г.
Отчетный документ: Справка о патентном исследовании.
Руководитель дипломного проекта: Орлов В.А.
Студент группы 130461 Петров В.С.
Регламент поиска
Тема дипломного проекта: электропривод системы стабилизации на качающемся основании.
Начало поиска: 11.04.2011 г. Окончание поиска 25.04.2011 г.
Предмет поиска |
Цель поиска |
Страна поиска |
Индексы МПК, НКИ |
Ретроспекция поиска |
Источники поиска |
система стабилизации на качающемся основании. |
Анализ существующих моделей узлов интерфейса РЛС
|
Россия
|
МПК
|
1993-2011гг. |
Рефераты российских изобретений (РИ) Заявки на российские изобретения (ЗИ) Полные тексты российских изобретений из трех последних бюллетеней (НИ) Рефераты российских полезных моделей (РПМ) Полные тексты российских полезных моделей из трех последних бюллетеней (НПМ) Перспективные российские изобретения (ПИ) |
Справка-отчет о патентном исследовании
Начало поиска: 11.04.2011 г. Окончание поиска 25.04.2011 г.
Предмет поиска |
Страна, индекс |
№ заявки, дата приоритета |
Сущность заявленного технического решения |
|
Система стабилизации антенны мобильной радиолокационной системы обнаружения. |
Россия, МПК G05D1/00 |
№93010506/09, от 01.03.1993
|
Изобретение относится к системам регулирования направления и, в частности, может быть использовано для стабилизации положения луча диаграммы направленности антенны радиолокационной системы обнаружения. Целью изобретения является повышение точности стабилизации антенны за счет компенсации динамической ошибки запаздывания следящего привода антенны при высоких значениях скорости обзора по азимуту. |
|
Система стабилизации и наведения |
Россия, МПК F41G5/24
|
№96109268/02, от 05.05.1996 |
Использование: военная техника, в частности, системы стабилизации и наведения в двух плоскостях объектов, расположенных на подвижном основании. Сущность изобретения, позволяющего существенно повысить точность обвода опасной зоны и комфортность работы оператора, заключается в том, что в систему стабилизации, в привод ГН введено устройство выборки и хранения, вход которого соединен с выходом датчика относительного положения через инвертор. Переключение устройства выборки и хранения в режим запоминания (хранения) по команде формирователя команды переключения позволяет получить на его выходе напряжение, точно соответствующее углу входа привода ГН в опасную зону, и исключить при этом скачки привода ГН. |
|
Система стабилизации и наведения |
Россия, МПК F41G5/14 |
№99115711/20, от 14.07.1999 |
Система стабилизации и наведения, содержащая последовательно соединенные пульт управления, интегратор и исполнительный привод, отличающаяся тем, что в систему введен волоконно-оптический датчик угловой скорости, выход которого соединен со вторым входом интегратора. |
|
Система стабилизации и наведения |
Россия, МПК F41G5/24 |
№97113138/20, от 07.08.1997 |
Система стабилизации и наведения объекта, расположенного на подвижном основании, содержащая последовательно соединенные пульт управления, интегратор, первый управляемый усилитель, исполнительный привод и чувствительный элемент, выход которого соединен со вторым входом интегратора, а также концевой выключатель, выход которого подключен ко второму входу первого управляемого усилителя, отличающаяся тем, что в систему введен между пультом управления и первым входом интегратора второй управляемый усилитель, второй вход которого соединен с выходом концевого выключателя. |
|
Механизм стабилизации устройств, расположенных на качающемся основании |
Россия, МПК B63B39/00 |
№1515511/11, от 27.06.2008 |
Изобретение относится к механизмам, предназначенным для стабилизации устройств, установленных на подвижном основании и подвергающихся качке, например антенн гидроакустических станций, установленных на морских судах. Механизм стабилизации содержит два двигателя с карданными кольцами, кинематически связанными со стабилизируемым устройством. Оба двигателя жестко связаны с качающимся основанием и соединены с соответствующими карданными кольцами посредством двух шарнирных параллелограммов. Каждый шарнирный параллелограмм через шатунно-кривошипный механизм связан с осью двигателя. Исключаются гибкие сочленения в линиях питания привода. Механизм стабилизации в целом становится более компактным, прочным и простым. |
|
Способ наведения и стабилизации приборов, расположенных на качающемся основании, и устройство для его осуществления |
Россия, МПК G05D3/12 |
№4854650/09 от 20.09.1997 |
Изобретение относится к области систем наведения приборов, расположенных на качающемся расстоянии, например судовых локаторов, приборов аэрофотосъемки и т.п. Целью настоящего изобретения является повышение точности компенсации ухода и за счет этого повышение точности устройства наведения и стабилизации. Способ наведения и стабилизации приборов, расположенных на качающемся основании, заключается в том, что измеряют качки и осуществляют перемещение привода наведения в соответствии с заданным сигналом управления, измеренными качками и сигналом компенсации ухода оси чувствительности измерителя качек. |
|
Электропривод вращения в горизонтальной плоскости антенны радиолокационной станции сопровождения |
Россия, МПК G05B13/00 |
№4851809/63от 17.07.1990 |
Изобретение относится к автоматике, а именно к самонастраивающимся следящим системам, и может быть использовано при построении электроприводов вращения антенн судовых РЛС при малой угловой скорости объекта относительно носителя РЛС сопровождения. Целью изобретения является повышение точности сопровождения объекта. Электропривод вращения в горизонтальной плоскости антенны радиолокационной станции сопровождения состоит из основного контура следящей системы, содержащего последовательно соединенные фазовый детектор, усилитель напряжения, усилитель мощности, исполнительный двигатель, редуктор и контур самонастройки добротности привода, содержащего последовательно соединенные фильтр нижних частот, усилитель, компаратор и исполнительное устройство, источник порогового напряжения, соединенный со вторым входом компаратора, вход фильтра нижних частот соединен с выходом фазового детектора, а выход исполнительного устройства соединен со вторым входом усилителя напряжения. |
|
Система стабилизации и управления линии визирования антенны |
Россия, МПК G05D3/12 |
№2004138264/28, от 27.12.2004
|
Система управления и стабилизации линии визирования антенны, содержащая гиростабилизированный привод и антенну, отличающаяся тем, что в нее добавлены вычислитель и инерциальная навигационная система, причем антенной является двух зеркальная антенная система, подвижное зеркало которой размещено на платформе гиростабилизированного привода, а неподвижное зеркало и облучатель, жестко связаны с шасси летательного аппарата. |
|
Система управления приводом антенны |
Россия, МПК G05D3/12 |
№99124912/09, от 22.11.1999 |
Система управления приводом антенны, содержащая микропроцессор, шаговый двигатель, силовой блок управления двигателя, волновую механическую передачу, датчик углового положения вала антенны и преобразователь угол - код, командный сигнал управления по углу |
|
Антенная система со стабилизированной плоскостью вращения оборотного корабельного радиолокатора |
Россия, МПК H01Q1/34 |
№2005115748/09, от 24.05.2005 |
Изобретение относится к области радиолокационной техники и может быть использовано при построении или модернизации обзорных радиолокаторов, размещаемых на корабле или других качающихся объектах. Техническим результатом является снижение массогабаритных характеристик и стабилизация плоскости вращения антенной системы при скоростях вращения системы более 30 об/мин. Сущность изобретения состоит в том, что антенная система выполнена в виде уравновешенного относительно пересечения осей ее вращения гироскопа. Антенная система обладает гироскопическим эффектом за счет кинетического момента вращения всей системы в целом. В качестве исполнительных элементов коррекции плоскости вращения используют соленоиды-датчики импульсов силы. |
|
Проведенное научно-техническое исследование показало, что разрабатываемый в дипломном проекте электропривод является уникальным и обладает рядом преимуществ. Во-первых, относительная простота конструкции опорно-поворотного устройства. Во-вторых, малые масса и габариты, так как блок измерения колебаний вынесен за пределы привода и размещен на единой платформе внутри модуля.