Большинство электромагнитов имеют Тм = 0,005-0,02 С. Основная задача расчета системы наведения гироскопа сводится к определе­ нию необходимого момента М н , на который необходимо рассчи­ тывать электромагнит, и к расчету потенциометров управления.

4.6. Скоростная характеристика наведения установки

Системы наведения и стабилизации установок, работающие от гироскопов, должны обеспечивать наблюдение за полем боя при движении носителя установки, точную и грубую наводку установ­ ки и быстрый перенос огня с одной цели на другую. При этом са­ мой системой наведения управляет оператор (наводчик) с пульта управления. С помощью рукояток управления (на пульте) наводчик поворачивает движки потенциометров, расположенных также в пульте управления. Каждому углу поворота рукояток (углу поворо­ та 0 движков) соответствует необходимая скорость поворота cot

наружной рамки гироскопа. Эту скорость сог отрабатывает испол­

нительный силовой привод наведения установки, поворачивая ее с требуемой скоростью наведения сон , при этом cov~сон . Следова­ тельно, существует определенная связь между углом поворота ру­ кояток на пульте (углом поворота 0 движков потенциометров) и скоростью наведения сон установки соv= /(0 ). Эта характеристика и называется скоростной характеристикой наведения установки, задающейся техническими и тактическими требованиями.

В качестве примера на рис. 4.12 представлены две скоростные характеристики среднего танка (наведение орудия и башни), задан­ ные в виде зависимостей скоростей наведения от относительной величины угла поворота:V

®н = /

V ^max J

где 9П1ах - максимальный угол поворота рукояток на пульте (движ­ ков потенциометров).

Участок ОА - зона нечувствительности, в пределах которой скорость наведения равна нулю ( сон = 0). Это необходимо для того, чтобы исключить случайную сбиваемость первоначальной наводки на цель при тряске и колебаниях во время движения танка.

Рис. 4.12. Скоростные характеристики наведения танкового орудия

Скоростная характеристика наведения башни (горизонтальное наведение) состоит из участков АВ, ВС и СД.

Участок АВ (45-50 % от 0|ШХ) - соответствует скоростям до сон= 2-3 град/с, при этом минимальная скорость устойчивого

0,05— 0,15 град/с. Несбиваемость наводки: случайные повороты рукояток с пультом, обусловленные колебаниями самого наводчика в движущемся танке, практически мало влияют на точность прице­ ливания и на величину заданной скорости.

Участок ВС (20-30 % от 0 ^ ) - соответствует скоростям гру­ бого наведения. Диапазон скоростей в пределах этого участка со­ ставляет 3-8 град/с. Верхний предел ограничивается условиями наблюдения, при сон > 8 град/с различить цель через прицел стано­ вится невозможно.

Участок СД (10-20 % от 0тах) - соответствует режиму перено­ са огня с одной цели на другую или быстрого поворота (переброса) башни с одного направления в другое. Величина максимальной скорости соНшограничивается мощностью силового привода баш­

ни. При вращении башни с максимальной скоростью наблюдения за полем боя и тем более наведение на цель практически невоз­ можно.

Скоростная характеристика наведения орудия (вертикальное наведение) состоит из участков АВ и ВД.

Участок АВ (45-50 % от 0тах) - участок точных наводочных

Следует отметить, что скоростная характеристика наведения может быть несколько отличной от приведенной на рис. 4.12, в за­ висимости от назначения установки и требований к ней.

4.7. Расчет задающ их устройств систем наведения

Как указывалось выше, задающее устройство включает в себя электромагнит наведения, установленный в гироскопе, и потенцио­ метры управления, расположенные в пульте наводчика. Наибольший

Полное омическое сопротивление потенциометра управления определяется по наименьшему значению момента электромагнита,

при котором обеспечивается минимальная устойчивая угловая скорость точной наводки установки:

В начале диапазона наводочных скоростей на работе электро­ магнита сильно сказывается остаточный магнетизм в железе якоря

лучения скорости наведения сон в конце /-го участка.

По полученным формулам, учитывая заданную скоростную характеристику наведения (рис. 4.13), рассчитываются отдельные секции потенциометра. При этом производится варьирование диа­ метром намоточной проволоки, ее длиной и шагом намотки, в за­ висимости от габаритов, и диаметра каркаса потенциометра.

Рассчитать потенциометр управления, то есть получить зави­ симость Rx = /(0 ), можно графоаналитическим способом (методом

совмещенных координат).

Имея заданную тактико-техническими требованиями скорост­ ную характеристику сон = /( 0) , а также зависимости

строят эти кривые на одном графике (рис. 4.14), совмещая сход­ ственные координаты. Искомой кривой является кривая, построен­ ная в четвертом квадранте. Схема ее получения указана пунктир­ ными стрелками.

Рис. 4.14. График для расчета потенциометра

Полученную зависимость аппроксимируют двумя или тремя прямыми, а затем производится расчет соответствующих секиий потенциометра управления. При построении кривых учитываются

зона нечувствительности 0О, а также момент M f трения на оси

внутренней рамки гироскопа.

Сигнал, управляющий работой привода, может быть сформи­ рован либо непосредственным измерением возмущающего момен­ та, либо косвенным путем - определением угла отклонения орудия от заданного направления. Непосредственно измерить возмущаю­ щий момент технически трудно. Измерение же угла отклонения не связано с большими трудностями и широко используется в совре­ менных стабилизаторах. Специальный задатчик направления с до­ статочно высокой точностью обеспечивает стабилизацию заданно­ го направления. Таким задатчиком может быть трехстепенной ги­ роскоп, свойства стабилизации и прецессии (поворота) которого использованы в стабилизаторах танкового вооружения.

Основание гироскопа закрепляется на орудии так, чтобы ось его наружной рамки была параллельна оси цапф. В этом случае при колебаниях орудия между плоскостью наружной рамки и осью ка­ нала ствола образуется угол рассогласования, равный разности между заданным углом возвышения ср3 и действительным углом возвышения ср0.

Датчики (потенциометрические, вращающиеся трансформаторы или сельсины) создают электрический сигнал, пропорциональный углу рассогласования. Выходное напряжение Uy преобразователя будет тем больше, чем больше угол рассогласования, а направление отклонения орудия определяет полярность или фазу выходного сиг­ нала. Величина этого сигнала недостаточна для непосредственного управления исполнительным приводом. С помощью электронных (полупроводниковых, магнитных, релейных и дру-гих) усилителей сигнал управления усиливается и выпрямляется.

Привод создает стабилизирующий момент Мст, направленный навстречу возмущающему моменту Мвн. Действующий на орудие суммарный момент М0 = Мвн - МСТуменьшается, что обеспечивает уменьшение углов рассогласования. В результате этого заданное направление сохраняется неизменным (с определенной точностью).

Понятно, что подобная система не может обеспечить абсолют­ но неподвижного положения орудия, так как для приведения ис­ полнительного привода в действие необходим угол рассогласова­ ния, возникающий вследствие отклонения орудия от заданного направления. Но колебания орудия могут быть уменьшены до та­ ких величин, которые не мешают прицеливанию и позволяют вести эффективную стрельбу. Чем чувствительнее датчик, чем точнее и с большим быстродействием система, тем меньше величина откло­ нения орудия.

Принцип стабилизации и наведения пушки в горизонтальной плоскости рассматривается на примере танка Т-72.

Для работы привода ГН необходимо обеспечить свободу угло­ вых перемещений башни танка относительно корпуса. С этой це­ лью при включении стабилизатора редуктор ручного поворотного механизма автоматически расцепляется с погоном башни, и гидро­ мотор привода ГН, сцепленный с погоном, подключается к насосу.

Для стабилизации пушки с башней в горизонтальной плоско­ сти также используется трехстепенной астатический гироскоп (датчик угла). Угол ср между осью канала ствола пушки, с которой жестко связана линия прицеливания (действительное положение), и перпендикуляром к плоскости внешней рамы датчика угла (опре­ деляет заданное положение пушки в горизонтальной плоскости) является углом рассогласования привода ГН. Он измеряется вра­ щающимся трансформатором датчика угла (ДУ-ВТр). Ротор транс­ форматора жестко связан с внешней рамой гироскопа, а статор - с корпусом датчика угла.

Во время движения танка башня вместе с пушкой из-за трения в погоне отклоняется от заданного положения. При этом статор трансформатора ДУ-ВТр поворачивается относительно неподвиж­ ного ротора. В измерительной обмотке статора возникает напряже­ ние переменного тока, пропорциональное углу отклонения башни.

Для обеспечения устойчивой работы привода ГН в нем так же, как и в приводе ВН, применен гиротахометр (ГТГ). С измеритель­ ной обмотки статора вращающегося трансформатора ГТГ-ВТр это­ го гиротахометра снимается напряжение переменного тока, про­ порциональное абсолютной угловой скорости колебаний башни.

Если башня отклоняется от заданного направления, то элек­ трический сигнал, пропорциональный скорости, складывается с сигналом, пропорциональным углу рассогласования, и вычитается из него, если башня движется к заданному направлению. Для уси­ ления результирующего сигнала в приводе имеются два усилителя (электронный - УГ и двухкаскадный гидравлический - механизм управления люлькой МЛ). Результирующий сигнал переменного тока сначала усиливается и выпрямляется электронным усилите­ лем УГ. К выходу усилителя подключены обмотки электромагнита управления насоса.

При наличии разности токов якорь управляющего электромаг­ нита поворачивается и прикрывает заслонкой, закрепленной на его оси, одно из сопел первого каскада механизма управления люль­ кой, в результате чего возникает разность давлений под плунжера­ ми, управляющими коромыслом второго каскада механизма управ­

ления люлькой насоса. Коромысло поворачивается и зазор под од­ ной иглой уменьшается, а под другой - увеличивается. Создается разность давлений в полостях управляющих стаканов, перемеща­ ющих люльку насоса. Под действием этой разности давлений люлька насоса поворачивается от нейтрального положения. При повороте люльки рабочая жидкость из насоса поступает в рабочие полости гидромотора большого момента (ГБМ), последний создает момент, под действием которого башня поворачивается в сторону уменьшения угла рассогласования.

Привод ГН, представляющий собой гидравлический привод объемного регулирования с электромагнитным механизмом управ­ ления люлькой насоса, является системой автоматического регули­ рования заданного углового положения башни в пространстве с главной обратной связью по углу рассогласования между направ­ лением оси канала ствола пушки и положением внешней рамы дат­ чика угла.

Наведение башни с пушкой в горизонтальной плоскости про­ изводится от пульта прицела. При повороте корпуса пульта замы­ кается электрическая цепь электромагнита наведения датчика угла (ДУГ). По обмоткам электромагнита протекает ток. Его величина растет по мере увеличения угла отклонения корпуса пульта. Элек­ тромагнит создает момент относительно оси внутренней рамы дат­ чика угла. Обмотки электромагнита включены таким образом, что направление момента зависит от направления отклонения пульта. Величина момента определяется величиной угла отклонения. Под действием момента гироскоп ДУГ прецессирует, отклоняя внеш­ нюю раму датчика угла. Скорость прецессии определяется величи­ ной момента электромагнита, направление прецессии - направле­ нием момента.

В приводе ГН при отклонении корпуса пульта в крайнее поло­ жение до упора скорость наведения резко возрастает до перебросочной, так как при этом шунтируется дополнительное сопротив­ ление в цепи обмоток электромагнита наведения, и ток в обмотках увеличивается.

При возвращении корпуса пульта в нейтральное положение прецессия гироскопа прекращается, внешняя рама ДУГ, а следова­ тельно, и башня останавливаются. Наведение прекращается. При выключенном стабилизаторе наведение пушки в горизонтальной плоскости может осуществляться от рукоятки ручного поворотного механизма.