книги из ГПНТБ / Филаткин К.М. Радиометрист штурманский учеб. пособие

еги ждущей развертки калибратор длительности выра­ батывает метки через 0,1; 0,5; 2 и 10 мксек. Длитель­ ность сигнала определяется по количеству .меток, укла­ дывающихся на исследуемый сигнал.

Калибратор амплитуды служит для измерения ам­ плитуды исследуемых импульсов. Амплитуда исследуе­ мого сигйала определяется сравнением с измеренной ам­ плитудой калибровочного напряжения. Для этого по сетке на трубке замечают амплитуду исследуемого сиг­ нала, после чего переключателем /76 подключают на вход калибратор амплитуды и потенциометром Re уста­ навливают напряжение такой же величины. Характер и величина исследуемого сигнала определяют выбор ре­ жима работы осциллографа. Если выходное сопротив­ ление источника мало, то переключатель и сопротивле­ ние входа и ослабление устанавливаются в положение «75 ом». При большом выходном сопротивлении источни­ ка переключатель устанавливается в положения «1 : 1», «1:10», «1:100», при этом входное сопротивление при­ бора равно 0,5 Мом.

Выбирая тип развертки, следует учитывать, что не­ прерывная развертка служит для наблюдения непре­ рывных и импульсных процессов длительностью более 250 мксек, а ждущая развертка для наблюдения им­ пульсов длительностью менее 250 мксек.

Во избежание перегрузки в канале усиления сигна­ ла следует устанавливать на экране величину изобра­ жения не более половины радиуса экрана. При работе в режиме внешней синхронизации следует всегда уста­ навливать наименьшую величину синхронизирующего на-

.пряжения, при котором изображение остается устойчи­ вым.

Гла в а X. ПРИВОДНЫЕ УСТРОЙСТВА

ИАВТОМАТИКА РЛС

§1. Самосинхронизирующая синхронная передача

Врадиолокационных станциях часто возникает не­ обходимость в передаче угловых изменений, например вращения антенны на указатель ее положения на инди­ каторе, или вращать синхронно с вращением антенны отклоняющую катушку индикатора.

НО

Рис. 70. Синхронизирующие синхронные передачи:

а — самосинхромнзнрующаяся синхронная передача; б — принципи­ альная схема ССП

Э ти задачи выполняются синхронными передачами. В радиолокационной аппаратуре широкое примене­ ние нашла самосинхронизирующая синхронная передача

141

(ССП), представленная на рис. 70,а. Она состоит ИЗ трех основных элементов: сельсина-датчика; принима­ ющего сельсина; линии связи, соединяющей сельсиндатчик с принимающим сельсином.

При включении питания на мотор 1 вращения ан­ тенны мотор заработает и антенна начнет вращаться че­ рез редуктор 3. Одновременно с антенной редуктор при­ водит во вращательное движение ротор сельсина-дат­ чика 2. Энергия, выработанная сельсином-датчиком, по электрической линии связи 4 подается на ротор при­ нимающего сельсина 5, который через редуктор 7 по­ ворачивает развертывающую катушку 6 на такой же угол, на который повернулась антенна.

Принципиальная схема ССП приведена на рис. 70,6. На обмотки возбуждения обоих сельсинов подается пе­ ременное напряжение. Под действием этого напряжения в обмотках появляется переменный ток, создающий пе­ ременное магнитное поле. Магнитный поток пересекает обмотки статора и наводит в них э.д.с. индукции той же частоты. Если роторы сельсин-датчика и принимаю­ щего сельсина занимают одинаковое положение отно­ сительно полюсов статора, то в одноименных фазных обмотках возникнут равные напряжения. Так как эти напряжения направлены навстречу, они компенсируют­ ся, и тока в фазных обмотках нет. Оба ротора остают­ ся неподвижными.

Если повернуть ротор сельсина-датчика на некото­ рый угол, то равенство э.д.с. в одноименных фазах сель­ синов нарушится, и в цепи фазных обмоток появится ток. При этом вокруг ротора образуется магнитное по­ ле, которое, взаимодействуя с полем статора, будет стремиться повернуть роторы сельсинов. Но так как ро-. тор датчика закреплен, вращаться начнет ротор при­ нимающего сельсина. Когда он займет такое же поло­ жение, как и ротор датчика, снова наступит равновесие э.д.с. в фазных обмотках, и ротор принимающего сель­ сина остановится. Таким образом, при любом повороте ротора дающего сельсина ротор принимающего сельси­ на будет поворачиваться на тот же угол и в ту же сто­ рону.

В зависимости от мощности применяемых сельсинов синхронные передачи могут быть индикаторные и сило­ вые. Индикаторные синхронные передачи передают дан-

142

йые на принимающие сельсины, на которых нет ника­ кой нагрузки, кроме указателя.

Силовые синхронные передачи применяются для синхронного вращения двух механизмов.

Нормальное синфазное и синхронное вращение сле­ дящей системы может быть нарушено, если нарушен порядок соединения сельсина-датчика с сельсином-при­ емником. При противоположном подсоединении к сети одной из обмоток возбуждения создается постоянное рассогласование в 180°. При последовательной переста­ новке всех фазных обмоток возникает постоянное рас­ согласование в 120°. При перекрещивании двух фазных обмоток изменяется направление вращения синхронной передачи.

§ 2. Элементы синхронных передач

Основным элементом синхронных передач является сельсин. Устройство контактного сельсина показано на рис. 71,а. Сельсин состоит из цилиндрического корпу­ са 1, в котором размещен набранный из тонких листов железа статор 2 с двумя полюсными наконечниками 3. На наконечниках наматывается обмотка возбуждения 4. Корпус сельсина с обеих сторон закрывается крыш­ ками 5, в центре которых установлены подшипники 6 для удержания ротора 7.

Ротор с неявновыраженными полюсами изготовлен из набора тонких пластин. Трехфазная обмотка ротора, соединенная звездой, размещена в пазах. Ее концы вы­ ведены на три кольца, которые с помощью щеток сое­ динены с выводами на одной из крышек сельсина. В не­ которых сельсинах трехфазная обмотка размещается на статоре, а двухфазная — на роторе.

Большая величина трения щеток о кольца при малой мощности системы создает рассогласования между да­ ющими и принимающими сельсинами. Этого недостатка лишены бесконтактные сельсины. В бесконтактных сель- 'синах однофазные 6 и трехфазные 5 обмотки распола­ гаются на статоре (рис. 71,6). Ротор выполняется в ви­ де. тонкой стальной оси 2, на которой укреплены же­ лезный лепесток 7 и противовес 4. Если мы подведем к однофазной обмотке 6 переменное напряжение, то во­ круг нее возникнет переменное магнитное поле, магнит-

143

ные силовые линии которого будут пересекать фазные обмотки 5 статора и индуктировать в них э.д.с. Вели­ чина э.д.с. будет зависеть от положения лепестка рото­ ра. Современные бесконтактные сельсины выпускаются

сельсины устроены несколько иначе. Обмотки возбужде­ ния таких сельсинов состоят из двух тороидальных кату­ шек, расположенных по краям статора, а ротор выпол­ нен в виде двух продольных магнитных разобщенных пакетов стальных пластинок и имеет вид такой, как по­

электрического сложения двух угловых перемещений; сельсины-трансформаторы, используемые для получения напряжения, пропорционального величине рассогласо­ вания между двумя сельсинами; вращающиеся транс­ форматоры, разделяющиеся на синусно-косинусные (СКВТ), линейные (ЛВТ). СКВТ предназначены для разложения входного напряжения на два напряжения, пропорциональные синусу и косинусу угла поворота ро­ тора.

ЛВТ предназначены для получения выходного на­ пряжения, линейно изменяющегося с изменением угла поворота ротора ВТ.

В силовых самосинхронизирующихся синхронных пе­ редачах нашли применение сервоусилители и электромашинные усилители.

§ 3. Приводные устройства современных РЛС

Приводные устройства современных РЛС состоят из различных элементов, рассмотренных ранее. На рис. 72 представлена схема приводного устройства. В его со­ став входят сельсины, установленные в трансформатор­ ный режим, машинный усилитель, трехмашинный агре­ гат, мотор отработки ввода курса, контактное приспо­ собление для изменения направления вращения и дру­ гие элементы.

Включив мотор заводки, мы создаем рассогласова­ ние принимающих сельсин-трансформаторов с дающими

сельсинами, установленными в антенном устройстве и жестко связанными с мотором вращения антенны.

Напряжение рассогласования, возникающее в об­ мотках возбуждения принимающих сельсинов, подается на вход моторного усилителя, который вырабатывает ток определенного направления, подаваемый на обмот­ ку возбуждения генератора пеленга. Выработанный ге­ нератором пеленга ток поступает в обмотку якоря мото­ ра вращения антенны, который начинает вращаться и вращает дающие сельсины. Якорь исполнительного мо­ тора вращается в сторону уменьшения рассогласования между дающими и принимающими сельсинами. Когда рассогласование равно нулю, исполнительный мотор останавливается. Одновременно с исполнительным мо­ тором, синхронно с ним, вращается отклоняющая ка­ тушка и развертка на экране индикатора.

При изменении курса корабля в принимающих сель­ синах, связанных с мотором отработки курса корабля, возникает э.д.с. рассогласования, которая усиливается в моторном усилителе курса. Выработанный генерато­ ром ток поступает на трехмашинный агрегат, а с него подается на якорь исполнительного мотора отработки курса. Мотор начинает вращаться и выбирает рассо­ гласование. Кроме того, он также вращает через диф­ ференциал принимающие сельсины в линии пеленга, чем вводит рассогласование в систему вращения ан­ тенны и заставляет дополнительно отработать антенну в соответствии с углом поворота корабля. Это враще­ ние передается также на отклоняющую катушку труб­ ки, благодаря чему поддерживается постоянство поло­ жения картинки на экране индикатора.

Этим осуществляется стабилизация изображения на экране трубки относительно стран света.

§4. Стабилизация ;антенн

Вусловиях плавания корабля на его движение ока­ зывает влияние волна, ветер, течение и другие факторы. Корабль как платформа подвержен качке и рысканию. Качка, рыскание и циркуляция корабля нарушают ус­ тойчивое положение геометрической оси антенны радио­ локационной станции, т. е. отклоняют диаграмму на­ правленности антенны от установленного направления.

Удержание диаграммы направленности антенны в заданном направлении независимо от поворотов и ка­

стем стабилизации обеспечивается гироскопами.

В современных радиолокационных станциях находят применение два вида стабилизации: стабилизация по направлению и стабилизация по качкам. Стабилизация антенны по направлению служит для устранения влия­ ния рыскания и циркуляции на положение геометриче­ ской оси антенны. Схема стабилизации по направле­ нию называется схемой ввода курса.

Стабилизация антенны по качкам служит для устра­ нения влияния качек на положение геометрической оси антенны. Корабль испытывает качку в двух плоскостях: продольной и поперечной, т. е. килевую и бортовую кач­ ку. Для стабилизации антенны по качкам применяют д е э метода: стабилизацию антенны относительно пло­ скости палубы — косвенную стабилизацию; стабилиза­ цию антенны в горизонтальной плоскости — автоном­ ную стабилизацию. При косвенной стабилизации ан­ тенна должна иметь две степени свободы: в вертикаль­ ной и горизонтальной плоскости корабля.

Геометрическая ось антенны в заданном направле­ нии удерживается отработкой углов горизонтального и вертикального наведения. Эти углы получаются в ре­ зультате преобразования углов качек, выдаваемых гнрогоризонтом.

При одних и тех же углах качек углы вертикально­ го и горизонтального наведения зависят от направле­ ния на цель, поэтому при расчете их следует учитывать пеленг и угол места цели. Автоматически эту задачу выполняет преобразователь координат.

§ 5. Автоматическое сопровождение цели

Управление современным оружием корабля и пора­ жение им противника требует точных и непрерывных данных о движении цели, т. е. необходимо определять координаты и элементы движения цели. Процесс непре­ рывного и точного определения координат цели с по­ мощью радиолокационных станций называется с о п р о ­

148

Так как сопровождать и определять координаты цели непрерывно возможно только при раздельном определе­ нии координат, то различают системы сопровождения по дальности, курсовому углу и углу места. В зависи­ мости от способа управления механизмом дальности и приводами антенны сопровождение может быть ручное, полуавтоматическое и автоматическое.

При ручном сопровождении управление механизмом дальности и приводами антенны осуществляется опе­ ратором. При полуавтоматическом — управление меха­ низмом дальности и приводами антенны осуществля­ ется в определенные промежутки времени, механически, с помощью специальных приводов. Работа оператора в этом случае сводится к первоначальному совмещению визиров с отметкой цели и подбору скорости их перо мещения, чтобы визиры и цель перемещались согласо­ ванно, с одинаковой скоростью. В качестве приводов для полуавтоматического сопровождения обычно ис­ пользуются фрикционные механизмы или системы двух­ моторного привода (рис. 73).

Фрикционный механизм (рис. 73,а) состоит из ве­ дущего диска 1, подвижной каретки 2 с шариком 3 и выходного валика 4. Диск 1 приводится в движение электродвигателем 5 и вращается с постоянной ско­ ростью. Это вращение через каретку с шариком пере­ дается на выходной валик, скорость вращения которого определяется положением шарика относительно центра диска фрикциона. Когда шарик находится в центре, ли­ нейная скорость его перемещения равна нулю, и выход­ ной валик остается неподвижным. При смещении шари­ ка вправо валик поворачивается в одну сторону, при смещении влево — в другую. Скорость вращения вали­ ка 4 увеличивается в зависимости от смещения шари­ ка от центра диска, так как линейная скорость движе­ ния шарика зависит от радиуса окружности, по кото­ рой он обкатывается. Каретка с шариком перемещает­ ся вращением маховика 6.

Двухмоторный привод (рис. 73,6) состоит из двух электродвигателей ЛК и М2, вращающихся в разные стороны. Сложение вращений производится с помощью механического дифференциала 2. Скорость вращения

149