2.2. Анализ кинематических зависимостей при наведении и стабилизации

(привод стабилизации). Такие схемы используются, например, в стартовых схемах самолетов-снарядов, где по условиям нормаль­ ной работы требуется в процессе старта (пуска) обеспечить гори­ зонтальность крыльев или поперечной оси изделия. Осью стабили­ зации здесь следует считать ось, параллельную продольной оси из­ делия. Углом стабилизации является угол 0. Необходимо отметить, что стабилизацию поперечной оси изделия можно обеспечить и стабилизацией (горизонтированием) осей цапф. Подобные схемы предполагают постоянство угла вертикального наведения, а гори­ зонтальное наведение осуществляется самим носителем.

На рис. 2.5 представлена двухосная схема наведения: с углом вертикального наведения ср и горизонтального наведения \|/. Эта схема характерна для большинства артиллерийских орудий, ста­ ционарных зенитных пусковых установок, а также для танковых пушек. Здесь два отдельных привода наведения и две оси наведе­ ния. Следует также отметить, что данные приводы наведения в танковых установках выполняют и функции стабилизации линии выстрела, установленной наводчиком (стабилизаторы орудий), то есть работают и в режимах наведения и в режимах стабилизации. На рис. 2.6 изображена двухосная схема, где одна ось является осью наведения по азимуту, с углом горизонтального наведения \у, а другая - осью стабилизации (продольная ось самолета-снаряда) с углом стабилизации 0. Имеется и два отдельных силовых приво­ да: привод наведения по горизонту и привод стабилизации попе­ речной оси изделия. Сам снаряд поворачивается приводом стаби­ лизации относительно своей продольной оси на телах качения.

На рис. 2.7 представлена трехосная схема с двумя осями наве­ дения (по углу возвышения ср и азимуту \|/) и одной осью стабили­ зации (горизонтирование) осей цапф, с углом стабилизации 0. Эта схема автоматически обеспечивает и стабилизацию поперечной оси изделия. Такие трехосные схемы применяются в корабельных пус­ ковых установках, которые предназначены для стрельбы с боль­ шими углами возвышения ср (зенитные установки, системы само­ обороны от воздушных целей и т. д.). В них ось стабилизации часто используется не из условия горизонтирования поперечной оси из­ делия, а из требований значительного уменьшения мертвых зон приводов, то есть увеличения зон эффективного обстрела воздуш­ ных целей противника. Это является важным преимуществом трех­ осных схем в сравнении с двухосными. Несмотря на наличие трех отдельных приводов, все они, как правило, имеют небольшие мощ­ ности, что будет показано ниже.

Из выражения (2.5) также можно записать

cos(90ф0)sin 0 = sin(90 - ф0)cos 0cos(9O+ Ф0)+ sin(90- ф)cos(90- ф)

Дифференцируя выражения (2.9) и (2.10), получаются зависи­ мости для угловых ускорений вертикального и горизонтального

совф2 Таким образом, используя зависимости (2.9-2.12), можно оп­

ределить (с учетом принятых допущений) в любой момент времени требуемые скорости и ускорения наведения установки для того,

чтобы компенсировать качку корабля и обеспечить при этом неиз­ менное положение в пространстве линии выстрела (фо = const и \|/0 = const).

Следует отметить, что эти зависимости даже с учетом приня­ тых допущений достаточно сложны для анализа и не дают необхо­ димой наглядности в отражении физического смысла явлений, ко­ торые происходят при качке корабля. Поэтому для простоты ана­ лиза предлагается рассмотреть, например, значения угловых скоростей наведения в момент времени, когда палуба корабля в процессе качки проходит свое горизонтальное положение, при этом

2) при стрельбе вдоль корабля (\уо =0): в случае ф0 =0 vj/ = 0;

вслучае0 = _ \i/=oo.

2

Это позволяет сделать следующие выводы:

- скорость вертикального наведения (с учетом принятых допу­

щений) не зависит от угла возвышения (ф ) установки (орудия) и

достигает своего максимального значения при стрельбе поперек корабля, при этом не превышает значений угловых скоростей качки

(ф < 0 )• Направления векторов скоростей ф и 0 всегда противо-

Y max

положные, о чем говорит знак минус в выражениях (2.9) и (2.13); - скорость горизонтального наведения в зависимости от курсо­

вого угла \|/о получает большее значение при стрельбе вдоль кораб­ ля (\|/0 = 0) и весьма сильно зависит от углов возвышения (фо), при этом на больших углах возвышения (фо = 90°) скорость достигает бесконечно больших значений. Это говорит о том, что в режиме зенитной стрельбы установки по условиям мощности приводов на­ ведения практически невозможно обеспечить непрерывное слеже­ ние даже за неподвижной целью, что и является главным недостат­ ком двухосной схемы.

определения

Наглядное представление об этом дают графики (рис. 2.11), построенные на одном периоде качки в зависимости от угла 0, из­ меняющегося в процессе качки от нуля 0 = 0 до максимального

0 = 0 , при некотором постоянном угле у 0-

max

Обычно при проектировании и расчете приводов наведения наибольший интерес представляют максимальные значения угло­ вых скоростей наведения. Для этого строятся по результатам ана­ лиза специальные графики-номограммы, по которым и определя­ ются эти максимальные значения. Например, на рис. 2.12 пред­ ставлена номограмма для определения максимального значения угловой скорости горизонтального наведения. По этой номограмме

направление стрелок на рис. 2.12).

В заключение данного вопроса можно отметить, что подобная картина справедлива и для наземных подвижных установок, корпуса носителей которых также подвержены подобному роду колебаний. Следует также отметить, что размещение установок, как правило, не совпадает с центрами тяжести или центрами упругости корпусов но­ сителей. Это приводит к значительному усложнению зависимостей (2.9...2.12) вследствие влияний переносных движений.

Однако выводы, сделанные выше, справедливы и для этих слу­ чаев. Основной недостаток двухосных схем наведения (невозмож­ ность обеспечить непрерывное слежение за целью при больших уг­