книги из ГПНТБ / Преснухин, Леонид Николаевич. Основы теории и проектирования приборов управления учебное пособие для машиностроительных и энергетических вузов

углов в корабельной артиллерии не такое, как в наземной зенитной артиллерии.

Векторы К и Уц называются соответственно своей скоростью и

скоростью цели. Векторы скорости в корабельных ПУАО обычно проектируют на направление дистанции (линию визирования) и перпендикулярное ей. Заметим, что со своего движущегося кораб-

Фи!г. 5. Разложение относительной скорости цели и своего корабля.

ля можно измерить относительную (общую) скорость цели, являю­

щуюся векторной разностью:

Разложение скоростей и решение векторного уравнения (2) по­ казаны на фиг. 5. Проекции скорости на направление линии визи­

рования обозначаются буквами ВИР — величина изменения рассто­

яния, а проекции на перпендикулярное направление — буква­ ми БП — боковое перемещение.

В зависимости от того, вектор какой скорости проектируем, бу-'

Ряд дополнительных терминов в корабельной артиллерии имеет­ ся для величин, необходимых для наведения артиллерийских уста­ новок. Так, угол, равный разности между полным углом горизон­ тального наведения орудия (ПУГИ) и своим текущим курсовым углом (<7с), называется целиком (Ц).

10 Глава /. Общие сведения

Упрежденная дистанция, дополненная рядом поправок, выра­ женных в единицах длины, называется прицелом.

Несколько терминов относятся к качке корабля. Угол наклона палубы корабля, измеренный в его диаметральной плоскости, на­ зывается углом килевой качки. Угол наклона палубы, измеренный

вплоскости, перпендикулярной к диаметральной плоскости корабля

иего палубе, называется углом бортовой качки. Угол наклона па­ лубы в плоскости вертикальной наводки орудия называется углом крена. Наклон палубы, измеренный в плоскости, перпендикуляр­ ной палубе и плоскости вертикальной наводки орудия, называется утлом наклона оси цапф.

Вдальнейшем изложении будем пользоваться главным образом терминологией и обозначениями, встречающимися в зенитной ар­

тиллерии.

§ 4. Единицы измерения

Единицы длины. Основной единицей длины в зенитной и

полевой артиллерии является метр, а в береговой и корабельной ар­

тиллерии—.кабельтов. 1 кабельтов приблизительно равен 185 м,

10 кабельтовых составляют милю.

Единицы измерения углов. В артиллерии советской ■армии углы измеряются в «тысячных» или делениях угломера. Одно малое деление угломера равно углу, опирающемуся на дугу,

В американской армии все углы, а в немецкой только горизон­

тальные измеряются в делениях угломера, величина которых соот­ ветствует углу, опирающемуся на дугу , равную 1/В400 доли окруж­ ности.

Вертикальные углы в немецкой армии измеряются в градусах

ишестнадцатых долях градуса.

Вартиллерийской практике при приближенных расчетах дугу,

отвечающую одному делению угломера (русскому или американ­

(секунда имеет отношение только к движению снаряда).

Единицы скорости. В соответствии с предыдущими едини­ цами скорость в зенитной артиллерии измеряется в метрах в се­ кунду (м/сек). В корабельной практике пользуются двумя единица­ ми — кабельтов в минуту (каб/мин) и узлом. Один узел равен ско­

рости 1 мили в час.

§ 5. Задачи, решаемые системой ПУАО

Первая задача любой системы приборов управления артил­ лерийским огнем состоит в том, чтобы обнаружить цель и пере­ дать грубые значения ее координат на прибор, точно измеряющий координаты цели.

Вторая задача заключается в точном измерении текущих ко­ ординат цели и вводе этих координат в ПУАО (прибор управления артиллерийским огнем) или ЦАС (центральный автомат стрельбы корабельных или береговых батарей).

Третья задача ПУАО возникает в связи с тем, что система координат, в которой поступают данные о цели в прибор, в ряде случаев не совпадает с системой координат, в которой решаются последующие задачи. Таким образом, третья задача заключается в преобразовании координат. Можно производить три вида преоб­ разований.

Первый из них заключается в пересчете одной системы коорди­ нат в другую. Например, координаты цели поступают в прибор в

сферической системе (Д, е, Р), а затем пересчитываются в цилин­ дрическую систему (Н, d и |3).

Второй вид преобразований сводится к переносу начала коор­ динат. К этому преобразованию прибегают в тех случаях, когда необходимо учесть отстояние прибора, измеряющего координаты цели, от артиллерийской системы.

Третий вид преобразования применяют в тех случаях, когда ар­ тиллерийская система установлена на качающейся платформе,

например корабле. В этом случае приходится нестабилизированную систему координат преобразовывать в стабилизированную и наобо­ рот. В математическом отношении этот вид преобразований учиты­ вает наклон осей одной системы координат относительно осей дру­ гой системы.

Четвертая задача ПУАО состоит в изучении законов изме­ нения текущих координат цели во времени и вычислении парамет­ ров ее движения. В математическом отношении эта задача сводит­ ся к дифференцированию, т. е. к определению скоростей изменения координат цели или функций от них. Одновременно при решении

этой задачи производится сглаживание (усреднение) вычисленных

скоростей изменения координат цели. Это мероприятие оказывается необходимым ввиду того, что координаты цели измеряются с ошиб­

ками, часто изменяющими свой знак. Вследствие этого ошибки

в скорости изменения координаты получаются значительно боль­ шими в процентном отношении, чем ошибки в координатах. Умень­ шить их удается путем сглаживания (усреднения).

Пятая задача, решаемая ПУАО, состоит в определении коор­

динат точки, в которой может встретиться снаряд с целью. Для ре­

шения этой задачи недостаточно знать текущие координаты цели и параметры ее движения, вычисленные для данного момента вре­

коне движения цели за время полета снаряда.

Шестая задача заключается в определении по координатам

точки встречи снаряда с целью баллистических величин, необходи­

мых для наведения орудия и установки взрывателя. Эти величины

вычисляются для нормальных условий стрельбы. Реальные же ус­ ловия стрельбы обычно отличаются от нормальных, и поэтому при­

ходится решать седьмую задачу.

Седьмая задача имеет целью учесть метеорологические и баллистические поправки на отклонение реальных условий стрель­ бы от нормальных. Под нормальными условиями стрельбы обыч­ но понимают условия, при которых снаряд летит в неподвижной атмосфере, т. е. скорость ветра равна нулю, плотность воздуха равна 750 мм рт. ст., температура воздуха +15° С и начальная скорость снаряда при вылете его из канала ствола орудия равна

расчетной.

Первые две задачи решаются радиолокационными или оптиче­ скими приборами, обычно входящими в систему ПУАО.

Последние пять задач решаются счетно-решающим прибором ПУАЗО в зенитной артиллерии или ЦАС в береговой и корабель­

ной артиллерии.

§ 6. Состав системы ПУАО и его размещение на боевых объектах

Сложными системами приборов управления стрельбой оборудо­ ваны зенитные, береговые и корабельные артиллерийские батареи. Рассмотрим основные посты и организацию зенитной и корабель­ ной систем приборов управления.

Приборы управления огнем зенитной

артиллерийской батареи

На фиг. 6 изображены основные элементы системы приборов управления и их взаимные связи:

— • —•— — синхронные передачи целеуказания,

---------------- синхронные передачи координат цели и данных для орудийной наводки,

---------------- линии передачи управляющих сигналов,

----------------линии питания,

=====— кинематические связи.

Радиолокационная станция 1 предназначена для обнаружения цели и передачи целеуказания (грубых значений азимута и даль­ ности) на радиолокатор 2 и визирную колонку 3. Приборы 2 и 3 точно измеряют координаты цели (р, е й Д') и передают их в при­ бор 4. Средства измерения координат продублированы для увели­ чения помехоустойчивости системы и повышения точности измере­

ния координат. Прибор 4 является основным счетно-решающим прибором (ПУАЗО). Вычисленные на нем данные (ср, рор и п) по­

ступают через батарейный распределительный ящик 6 на орудий­ ные распределительные ящики 7. Далее эти данные расходятся на соответствующие принимающие: 8 — принимающий угла горизон­ тального наведения орудия, 10—принимающий угла возвышения, 12 — принимающий трубки (установки взрывателя).

Управляющиесигналы, пропорциональные рассогласованию между дающими на ПУАЗО и соответствующими принимающими на артиллерийской установке, передаются с принимающих на си­ ловые следящие приводы: 9 — силовой следящий привод угла го­ ризонтального наведения, И—силовой следящий привод угла

возвышения орудия, 13— автоматический установщик трубки (ди­ станционного взрывателя).

Фиг. 6. Расположение -зенитного артиллерийского

комплекса на позиции.

С силового следящего привода движение поступает на артилле­ рийскую установку 14, а с последней идет обратная кинематическая

(точная) связь на отработку (согласование) принимающего. Обыч­ но силовые следящие приводы продублированы ручными или полу­ автоматическими приводами. Работая на них, наводчики совмещают стрелки на принимающих и тем самым осуществляют наведение ар­ тиллерийской установки.

Орудий в батарее может быть четыре или восемь. Все элементы системы получают электропитание от агрегата питания 5 через ба­ тарейный распределительный ящик 6.

Конструктивно прибор 4 может быть совмещен с прибором 2 или 3.

На боевых позициях приборы 1, 2, 3 и 4 удаляют на некоторое

расстояние от артиллерийской батареи и маскируют. Это размеще­ ние уменьшает помехи при работе приборов 1, 2 и 3 и повышает живучесть всей артиллерийской системы.

Фиг. 7.,Расположение приборов управления на корабле.

имеются три схемы приборов управления: артиллерийская, торпед­ ная и зенитная, частично связанные между собой для повышения

надежности и живучести. Примерная схема расположения постов приведена на фиг. 7.

Линии связи:

------------------- линии синхронных передач главного калибра;

-------- —------ линия синхронной передачи торпедной стрельбы;

------------------ линии синхронных передач зенитного калибра;

------------ ......... линии синхронной передачи параметров движения;

--------------- —линии передачи команд.

В систему постов, управляющих артиллерией главного калибра

(1Б, 2Б, ЗБ и 4Б), входят:

а) КДП — командно-дальномерный пост, оборудованный дву­ мя стереодальномерами, визиром центральной наводки, радиолока­ ционными приборами и визирами крена и наклона оси цапф. Ос­ новная задача КДП — измерение текущих координат цели и пере­

дача их в центральный пост;

б) ЦП — центральный пост, оборудованный центральным авто­ матом стрельбы (ЦАС) и преобразователем координат (ПК).

Центральный автомат стрельбы является счетно-решающим при­ бором, вычисляющим необходимые данные для наведения артил­ лерийских орудий главного калибра. Преобразователь координат

производит учет углов качки корабля. Параметры движения и кач­ ки своего корабля поступают в ЦП из гиропоста (ГП), оборудо­ ванного гирокомпасом (ГК) и гировертикалью (ГВ). Своя скорость поступает из штурманской рубки (ШР);

в) 1Б, 2Б, ЗБ и 4Б — первая, вторая, третья и четвертая башни главного калибра. Управление башнями может быть как центра­ лизованным по указанной выше схеме, так и децентрализованным. Каждая башня имеет все необходимые приборы для автономного управления: БАС — башенный автомат стрельбы, стереодально­

мер и визир.

Команды по управлению огнем главного калибра могут посту­

Система приборов управления торпедной стрельбой получает исходные данные о цели с КДП или от прибора, называемого ин­

клинометром (И).

16 Глава I. Общие сведения

Угол наведения торпедных аппаратов (ТА) вычисляется в цен­

тральном посту (ЦП) на приборе ТАС — торпедный автомат стрельбы.

В случае неожиданного нападения вычислить этот угол можно на приборе (И) или (ВН).

Зенитная артиллерия разбита на две батареи — правого и лево­

го борта (ЗБП и ЗБЛ). В связи с этим имеются и две системы при­ боров управления зенитным огнем, в каждую из которых входят:

а) ВЦ—визиры целеуказания и радиолокация обнаружения; б) СПН — стабилизированный пост наводки; в) ЦЗП — центральный зенитный пост, имеющий зенитный ав­

томат стрельбы (ЗАС), вычисляющий данные для наведения ору­

дий, и преобразователь координат (ПК), учитывающий качку ко­ рабля.

Параметры движения и качки своего корабля поступают в ЦЗП из гиропоста.

Выше указаны лишь основные посты и приборы. В действи­ тельности их значительно больше. В системе приборов управления

на корабле очень много переключателей, позволяющих создавать

различные резервные схемы управления. Это существенно повы­

шает живучесть системы вооружения и делает ее более мобильной.

Все перечисленные посты и приборы получают питание от кора­

бельной сети.

§ 7. ПУАО и артиллерийская установка—единая динамическая

система

Критерием качества любой артиллерийской системы является эффективность огня — вероятность поражения цели. Этот показа­ тель определяется могуществом снарядов, качеством взрывателей к ним, динамическими характеристиками прибора управления

стрельбой, оптического или радиолокационного прибора, измеряю­ щего координаты цели, и силовых следящих систем. Эффективность стрельбы зависит также от баллистических данных артиллерий­ ской установки, от техники и методики подготовки стрельбы, тех­ ники обнаружения цели и целеуказания, режима огня и подготов­

ленности расчетов.

Все эти факторы находятся в руках проектирующих артилле­ рийскую технику и стреляющих. Следует иметь в виду, что против­ ник может принимать ряд мер, снижающих эффективность огня. К ним относятся противоартиллерийские маневры, маскировка и помехи слежению.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность системы, при проектировании прибора управления нужно учитывать все пере­ численные выше факторы.

Чем раньше будет обнаружена цель и точнее целеуказание, тем быстрее войдут в нормальный режим работы приборы, измеряю­

18 Глава I. Общие сведения

при этом нет возможности воспользоваться пристрелкой, то един­ ственный путь повышения эффективности системы — это введение искусственного рассеивания. Под искусственным рассеиванием

понимают выбор в качестве точки прицеливания различных то­ чек, отличных от математического ожидания положения цели, или искусственное увеличение случайной ошибки и изменение ее кор­

реляционных связей.

В теории стрельбы доказывается, что такие мероприятия мо­ гут в ряде случаев в известной мере компенсировать отрицатель­ ное влияние на эффективность огня систематических или повто­ ряющихся ошибок.

Таким образом, «ухудшение» характеристик одного из элемен­

тивность огня системы в целом.

При проектировании артиллерийского комплекса следует обра­ щать внимание и на то, чтобы точности работы отдельных элемен­

тов были взаимно увязаны между собой. Нет необходимости

чрезмерно повышать точность того или иного элемента в том слу­ чае, когда это не приведет к практически заметному увеличению эффективности огня. Наоборот, элемент, ошибка которого являет­ ся доминирующей, требует внимательного изучения с целью вы­ явления возможностей повышения точности его работы.

Все это говорит о том, что проектирующие ПУАО в первую очередь должны хорошо знать смежные звенья этой сложной си­ стемы, а именно — приборы, измеряющие координаты цели, и ар­ тиллерийскую установку с силовым синхронно-следящим приво­ дом.