книги из ГПНТБ / Плиско В.А. Электронные машины в военном деле

пителей являются накопители на ферритах. Они характери­ зуются большой скоростью считывания хранимых сигналов,

большим количеством накапливаемых сигналов, сравни­ тельно малыми габаритами, большой надежностью работы и большим сроком службы.

Основные блоки электронной модели показаны на ее функциональной схеме (рис. 6).

Рис. 6. Функциональная схема электронной модели

Здесь исходные числа вводятся в виде пропорциональ­ ных величин напряжений. Это осуществляется органами

ввода исходных чисел, которые представляют собой перемен­ ные сопротивления, позволяющие устанавливать вручную различные напряжения в соответствии с программой. Пра­ вильность установки напряжений контролируется по прибо­

рам (вольтметрам), расположенным на отдельной панели.

Решение данного уравнения или системы уравнений вы­ полняется в последовательности, указываемой расчетными

формулами.

Электронные схемы блоков машины позволяют склады­ вать и вычитать входные напряжения. С помощью специаль­ ных электронных схем напряжения могут умножаться одно на другое. В состав электронной модели входят так называ­ емые функциональные блоки — электронные схемы, позво­ ляющие производить тригонометрические, логарифмические и т. п. преобразования напряжений, подаваемых на их вход. Эти схемы на рис. 6 объединены условно в функциональном

20

блоке. Точность расчетов на электронной модели в большой мере определяется постоянством величины напряжений. Для повышения точности расчетов в электронных моделях име­ ются блоки стабилизации напряжений.

Количество используемых блоков и последовательность их соединения между собой определяются решаемой зада­ чей. Поэтому входы и выходы всех решающих блоков выве­ дены на гнезда панели коммутации, которые соединяются нужным образом перед решением каждой задачи. Резуль­ таты решения получаются в виде показаний соответствую­ щих приборов (вольтметров) и, кроме того, могут вычерчи­ ваться в виде графика с помощью специального прибора,

так называемого шлейфового осциллографа.

ЭЛЕКТРОННЫЕ МАШИНЫ УПРАВЛЯЮТ БОЕВОЙ ТЕХНИКОЙ

Известно, что человек не в состоянии справиться со сложной и ответственной задачей управления некоторыми

современными средствами боя и все операции должны вы­ полняться автоматически электронной аппаратурой.

Особенно ярко этот факт иллюстрируется требованиями,

предъявляемыми к средствам борьбы с управляемыми раке­

тами.

В зарубежной военно-технической литературе содер­

жится много материалов, посвященных вопросу борьбы с уп­ равляемыми ракетами.

Многие авторы приходят к выводу, что для этой цели должны быть использованы антиракеты. В связи с этим пред­ ставляют интерес приведенные в иностранной печати 1 дан­ ные расчета времени, необходимого для производства выст­ рела антиракетой.

В табл. 1 приводятся результаты этих расчетов времени, начиная от момента обнаружения баллистической ракеты ра­ диолокатором до старта антиракеты.

Эти данные показывают, что время подготовки выстрела

антиракетой составляет около минуты, причем все необходи­ мые расчеты на ЭЦМ должны производиться не больше чем

за 5 сек.

Отсюда можно заключить, что современные боевые средства должны иметь автоматическое управление.

1 Журнал «Aeronautical Society», № 551, 1956.

21

Значительная роль в автоматических системах управле­

ния боевой техникой принадлежит электронным машинам. Задачей их в таких системах является производство вычис­ лений с целью выработки сигналов для управления различ­ ными объектами, например, движением стволов орудий в

процессе прицеливания, пуском и полетом управляемых снарядов и т. п. Расчеты в управляющих ЭЦМ ведутся на

основе заранее составленных программ. Содержание про­ граммы вычислений каждого конкретного типа машины определяется ее назначением.

Выше указывалось, что управляющая ЭЦМ учитывает

при своей работе параметры внешней среды (например, тем­ пературу воздуха, скорость ветра), которые измеряются

различными приборами.

Результаты измерений параметров внешней среды и па­ раметров движения объекта должны вводиться в машину в двоичном коде.

Управляющий сигнал, вырабатываемый машиной, полу­ чается также в двоичном коде. Для воздействия на исполни­ тельные механизмы объекта управления этот сигнал преоб­

разуется в электрическое напряжение или другую физиче­ скую величину, способную нужным образом изменить положение соответствующего органа объекта управления.

Ранее упоминалось, что машина может рассчитывать

наилучший способ действий при данной обстановке.

Так, например, для машины системы управления снаря­ дами, предназначенными для поражения воздушных целей, подобная операция может заключаться в следующем.

Из всех воздушных целей, направляющихся к охраняе­

мому объекту, ЭЦМ может «выбрать» наиболее опасную

22

(в тактическом отношении) в данной обстановке и направить именно на нее находящийся в воздухе управляемый снаряд.

В зарубежной печати1 описываются системы запуска уп­

равляемых снарядов различных типов. Во многих системах все необходимые расчеты выполняются с помощью ЭЦМ.

На рис. 7 приведен график задачи прицеливания при запу­ ске управляемого снаряда типа «земля — воздух».

Рис. 7. График задачи прицеливания:

ЭЦМ при расчетах автоматически учитывает расстояние до пели, ее высоту, скорость, курс, температуру и давление

воздуха.

Машина вычисляет угол запуска снаряда и изменения по­

ложения цели за время полета снаряда. Выстрел произво­ дится с таким расчетом, чтобы снаряд встретился с целью в заранее вычисленной точке 8.

Схема соединения элементов системы управления сна­

рядом показана на рис. 8, взятом из книги А. С. Локка.

В этой системе радиолокатор предназначен для обнару­

жения целей и определения их координат. ЭЦМ производит нужные расчеты, в результате которых после преобразова­ ния появляется сигнал управления. Этот сигнал воздейст­ вует на систему запуска снарядов, вследствие чего в нуж­ ные моменты запускаются снаряды.

Для знакомства с работой систем автоматического управ­

23

устройства входных и выходных преобразователей, связыва­ ющих ЭЦМ с остальными составными частями системы уп­

равления.

Обычно в таких системах координаты цели определяются

радиолокатором. В результате получаются данные о высоте, скорости и дальности до цели, что позволяет решить задачу прицеливания.

Система автоматического управления

Рис. 8. Схема системы управления снарядом

Рассмотрим схему преобразования дальности до обнару­ женного радиолокатором объекта в цифровой код (осталь­ ные координаты цели преобразовываются подобным же об­

разом) .

Известно, что дальность, измеренная радиолокатором, пропорциональна промежутку времени с момента посылки сигнала радиолокатора до прихода отраженного от цели сигнала.

Так как скорость распространения радиоволн постоянна,

то упомянутый промежуток времени может быть выражен в единицах измерения длины (километры, метры и т. д.).

Схема преобразования для этого случая представлена на рис. 9. Когда триггер в положении «О», то клапан К закрыт, сигналы с генератора на счетчик не проходят,

24

В момент излучения сигнала радиолокатора триггер пре­ образователя устанавливается в положение «1». При этом электрический клапан К открывается и импульсы от генера­

тора поступают на счетчик импульсов.

Рис. 9. Схема преобразования дальности до обнаруженной цели в цифровой код

Приходящий отраженный от цели сигнал устанавливает триггер в положение «О», клапан К закрывается, импульсы с генератора на счетчик не поступают. В итоге счетчик подсчи­

тывает количество импульсов генератора в интервале вре­

мени между прямым и отраженным сигналом радиолока­ тора, т. е. на счетчике получается двоичное число, пропорци­ ональное дальности до обнаруженной цели.

В ЭЦМ при ее работе в системе автоматического управ­

ления необходимо подавать также показания различных приборов, фиксирующих положение исполнительных элемен­ тов системы (механизмов и рулей управления), параметры состояния атмосферы и т. п.

Показания большинства приборов такого типа представ­ ляются обычно в виде определенного' угла поворота стрелки

прибора или величины напряжения. В соответствии с этим в настоящее время основными преобразователями являются преобразователи типа «угол — двоичная цифра» и «напря­ жение — двоичная цифра». Существует много разнообразных преобразователей указанных типов.

Схемы работы некоторых преобразователей приведены на рис. 10 и 11.

На рис. 10 изображена схема преобразователя типа

«угол —двоичная цифра». Здесь с осью прибооа сочленяется

25

короткий цилиндр с отверстиями. Внутри цилиндра — лампа подсвета, луч которой направляется в определенную точку. Против этой точки снаружи укрепляется фотоэлемент. На поверхности цилиндра — отверстия. При попадании света в

Рис, 10. Схема преобразователя типа «угол — двоичная цифра»

Количество импульсов, подсчитываемое счетчиком, про­ порционально величине измеряемого измерительным прибо­ ром параметра. Таким образом, показания измерительного прибора, преобразованные счетчиком в двоичный код, пе­ редаются в ЭЦМ. После этого из ЭЦМ поступает сигнал ус­ тановки счетчика преобразователя в положение «0».

низаниям прибора

Рис. 11. Схема преобразователя типа «напряжение — двоичная цифра»

На рис. 11 изображена схема преобразователя типа

«напряжение — двоичная цифра». В этой схеме напряжение,

пропорциональное показаниям прибора, подается на специ­ альное радиотехническое устройство — фантастрон, длитель­

ность выходного сигнала которого определяется величиной

26

напряжения на входе. Чем больше величина входного на­

пряжения, тем более длительным будет выходной сигнал и, следовательно, большее количество импульсов с генератора поступит через клапан К на счетчик импульсов. Таким обра­

зом, каждому значению напряжения измерительного при­ бора соответствует определенный цифровой код на счетчике.

В рассмотренных схемах преобразователей количество разрядов п счетчика импульсов и промежуток времени ме­ жду следующими друг за другом импульсами генератора — период следования Т — определяются выражениями

г—расстояние, проходимое материальными части­ цами или телом в единицу времени.

Примечание. Практически в качестве М 'может фигурировать наибольшая дальность радиолокатора, а г — расстояние, покрываемое электромагнитными волнами за единицу времени.

Потсчитаем п и Т лпя поеобпазовятеля пятьности до обнаружен­

150 м, при этом значение периода следования получится в микросекун­ дах. Таким образом,

log 200000 —log 100

Ш100

Т= — = — = 0,6 мксек,

г 150

Если преобразовываются показания приборов, измеряющих срав­ нительно медленные изменения (перемещение частей управляемого агрегата и т. п.), то г имеет порядок сотых долей метра в секунду и менее. Очевидно, что при этом период следования импульсов значи­ тельно увеличится.

При разборе устройства выходных преобразователей не­ обходимо остановиться на способах включения машины в систему автоматического управления данным объектом.

27

Первый способ — непосредственное включение ЭЦМ в систему автоматического управления (рис. 12, о)—характе­ рен тем, что машина непосредственно задает положение определенного органа управления.

чается в том, что машина вносит лишь поправки в положе­ ние органа управления. Положение же органа управления задается другим устройством (на рис. 12,6 — датчик поло­ жения органа управления).

При непосредственном включении машина рассчитывает

необходимую траекторию движения объекта управления и

вырабатывает сигналы, задающие соответствующее положе­

ние органов управления. В результате объект управления со­ вершает движение по траектории, рассчитываемой машиной.

Практически такую систему можно представить для слу­ чая, когда, например, машина рассчитывает необходимый угол прицеливания для поражения цели орудием и выраба­ тывает сигналы управления положением его стволов.

При этом соответствующие приборы регистрируют поло­ жение цели относительно позиции орудия. Эти данные после преобразования их в двоичный код поступают в машину, ко­ торая сравнивает фактическое положение стволов орудия с расчетным и посылает соответствующие сигналы управления в виде двоичного кода. Эти сигналы преобразуются в напря­

жения и воздействуют на механизмы управления движением стволов орудия,

28