книги из ГПНТБ / Феодосьев В.И. Введение в ракетную технику Учеб. пособие
.pdf6. Управление дальностью баллистических ракет |
431 |
Если время полета ракеты t известно, то можно по углу тЭ1найти скорость ракеты в этот момент.
Интегратор настраивается на определенную дальность поворо том вертушки 10 установки дальности. При этом диск И, имеющий контактное устройство, поворачивается на нужный угол О относи тельно кулачков 8.
Когда ракета наберет заданную скорость, один из кулачков 8, замыкая контакт, подаст сигнал, который приведет к переключению двигателя на конечную ступень, а затем
второй — на полное выключение. |
|
|
|
Во время работы главная ось гироско |
|
||
па должна постоянно оставаться перпен- |
|
||
дикуляторной оси х'. Для того чтобы это |
|
||
условие выполнялось, в интеграторе пре |
|
||
дусмотрено корректирующее устройство. |
|
||
Если главная ось гироскопа отклонит |
|
||
ся вверх или вниз, замкнется верхний или |
|
||
нижний из контактов 14 и на мотор 15 по |
|
||
ступит сигнал |
соответствующего |
знака. |
|
При этом на гироскоп через зубчатые ко |
|
||
леса будет действовать момент |
относи |
|
|
тельно оси х'. Такой момент, как мы уже |
|
||
знаем, не ускорит и не замедлит вращения |
|
||
гироскопа относительно оси х', т. е. не из |
|
||
менит условий |
интегрирования, а только Фиг. 9.40. К определению |
||
заставит гироскоп повернуться |
относи |
осевого кажущегося ускоре |
|
ния.
тельно оси 5 и занять надлежащее поло жение.
В общем случае наклонного полета интеграл от осевой перегруз ки будет связан со скоростью более сложной зависимостью.
Как видно из |
фиг. 9.40, кажущаяся сила |
веса, действующая |
||
в полете на ротор интегратора в осевом направлении, |
||||
|
ОчлПх — тчл lv cos « + |
sin а + ghSin (0 - f а) ], |
||
где т, |
G4Jgo —масса ротора |
гироскопа с |
кожухом. Отсюда |
|
|
п = — (v cos а + |
vb sin а + ghsin <p) |
||
и |
|
go |
|
|
t |
i |
|
|
|
|
|
|
||
|
\n x d t |
J (•ncosa-f'i»0 sin a-f-g^sin <p) dt |
||
|
6 |
go о |
|
|
|
|
t |
|
|
|
|
« + j* g ftsincp<ft |
(9.24) |
|
|
|
о |
|
|
так как углы атаки на активном участке невелики.
432 Гл. IX. |
Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет |
|
У гол |
п ов о р о та ги р оск оп а отн оси тел ь н о оси |
х' в этом сл у ч а е |
будет |
|
|
Таким образом, мы видим, что интегратор |
осевых перегрузок |
|
не выдает в чистом виде скорость полета ракеты. |
Для его настройки |
|
на определенную дальность требуется знать величину интеграла
J gh sin ср dt, которая вычисляется в соответствии с заданной про
о
граммой угла тангажа и расчетным временем полета. Так как про грамма в полете выполняется с некоторыми погрешностями, то эти погрешности в какой-то мере сказываются и на определении инте гратором скорости ракеты V. Последнее является недостатком инте
граторов осевых перегрузок, так как приводит |
к дополнительной |
методической ошибке при управлении дальностью. |
|
У с т р о й с т в о и р а б о т а э л е к т р о л и т и ч е с к о г о |
|
и н т е г р а т о р а о с е в ы х п е р е г р у з о к |
|
Кроме гироскопических интеграторов, для |
управления даль |
ностью баллистических ракет используются электролитические интеграторы осевых перегрузок.
Схема |
электролитического |
интегратора представлена на |
фиг. 9. 41. |
1, имеющий на конце |
груз тч.3, шарнирно закреплен |
Рычаг |
в точке О. На рычаге прикреплен медный флажок 2, расположен ный в зазоре двух электромагнитов 3. Обмотки этих электромагни тов питаются переменным током с частотой 500 гц. Обмотки транс форматора Тр\ включены таким образом, что при нейтральном по ложении рычага, а следовательно, и медного флажка магнитные потоки в трансформаторе от обмоток 4 взаимно уничтожают друг друга.
До взлета ракеты рычаг 1 заарретирован и находится в ней тральном положении. При взлете рычаг освобождается и под дей ствием инерционной силы СЧэпд груз тч 9 отклоняется вниз, баланс моста нарушается и во вторичной обмотке трансформатора Трх воз никает переменное напряжение, которое усиливается лампой Л\. Анодный ток этой лампы возбуждает во вторичной обмотке транс
форматора Тр2 переменное |
напряжение. Эта обмотка включена |
в одну цепь с выпрямителем |
5, электролитическим элементом 6 |
и уравновешивающей катушкой 7, жестко скрепленной с рычагом 1. Магнитный поток, создаваемый током в обмотке катушки 7, вза имодействует с полем постоянного магнита 8 и дает момент, обрат ный моменту инерционной силы на рычаге. Таким образом, в поле те рычаг 1 находится в равновесии. С увеличением перегрузки пх
434 Гл. IX. Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет
возрастает отклонение рычага от нейтрального положения и увели чивается соответственно сила тока, проходящего через уравновеши вающую катушку и электролитический элемент 6. Сила тока i ока
зывается пропорциональной величине д*:
i = Aru
Тогда величина |
электрического |
заряда |
q, прошедшего через |
||
электролитический элемент пх, равна |
|
t |
|
||
/ |
|
/ |
/ |
ч |
|
<7 = ^ i d t —A j |
nxdt?& ^ -I v |
- \ - sin < p d £ j . |
|||
в |
о |
0 |
\ |
о |
' |
Электролитический элемент служит для интегрирования по вре мени силы тока i и выработки импульса напряжения в момент до
стижения ракетой скорости, весьма близкой |
к заданной. |
Для этой |
||||
|
|
цели применяются обычно хлористосе |
||||
|
|
ребряные элементы, по два на каждый |
||||
|
|
интегратор. |
Электролитический элемент |
|||
|
|
представляет собой стеклянную колбу, |
||||
|
|
заполненную электролитом и имеющую |
||||
|
|
два впаянных |
серебряных |
электрода |
||
|
|
(фиг. 9. 42). |
|
|
|
|
|
|
В качестве электролита используется |
||||
|
|
раствор поваренной соли NaCl, уксус |
||||
|
|
нокислого натрия CH3COONa и уксус |
||||
|
|
ной кислоты СН3 СООН. |
|
|||
|
|
При подключении электродов к ис |
||||
|
|
точнику постоянного тока ионы хлора |
||||
Фиг. |
9.42. Электролитиче |
перемещаются к аноду и, соединяясь |
||||
с серебром |
электрода, образуют на |
|||||
ские |
элементы интегратора. |
|||||
электроде слой хлористого серебра: |
||||||
|
|
|||||
A g + C l- = A g C l + < r\
На другом электроде в этот момент происходит выделение водо рода.
Количество выделившегося на электроде хлористого серебра прямо зависит от заряда, прошедшего через элемент. Если теперь пропустить ток в обратном направлении, на первом электроде про изойдет восстановление хлористого серебра и ионы хлора снова уйдут в раствор. На втором же электроде будет откладываться слой хлористого серебра, как это имело место на первом электроде. В момент, когда запас хлористого серебра первого электрода пол ностью восстановится, начнется выделение водорода и внутреннее сопротивление элемента изменится. Напряжение изменится при мерно на 1 в. Этот скачок в напряжении используется как сигнал, свидетельствующий о том, что через элемент прошло определенное количество электричества.
436 Гл. IX. Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет
7. ЭЛЕКТРОПНЕВМООБОРУДОВАНИЕ И РАБОТА АВТОМАТИКИ БАЛЛИСТИЧЕСКОЙ РАКЕТЫ ПРИ ЗАПУСКЕ И В ПОЛЕТЕ
Б о р т о в ы е и ст о ч н и к и э л е к т р о п и т а н и я и к а б е л ь н а я с ет ь
Основным источником электропитания на борту баллистической ракеты дальнего действия являются кислотные аккумуляторные ба тареи большой емкости, способные дать разрядный ток порядка нескольких десятков ампер в течение короткого промежутка вре мени. Отличительной особенностью этих батарей являются срав нительно небольшой вес и малые габариты. Удельная емкость бата рей составляет величину порядка 10 а-час на килограмм веса. Эти качества достигаются применением мелкосетчатой поверхности пластин и тонкого активного слоя.
Аккумуляторные батареи на ракете V-2 дают постоянное напря жение 27 в. От этих батарей питаются электродвигатели рулевых машин, многочисленные реле, программное токораспределительное устройство и, наконец, три умформера, вырабатывающие перемен ный трехфазный ток частотой 500 гц и напряжением 40 в.
Умформер представляет собой электродвигатель, работающий от постоянного тока, и генератор переменного напряжения, смонти рованные на общем валу. В качестве двигателя применяется компаундный двигатель с основной и дополнительной обмотками воз буждения, не связанными между собой. На валу двигателя распо ложено три пары постоянных магнитов, которые индуктируют в об мотке статора синхронного генератора переменное напряжение. Для поддержания постоянства числа оборотов двигателя умформер снабжается регулятором частоты, который воздействует на двига тель через дополнительную обмотку возбуждения. Внешний вид умформера показан на фиг. 9. 44.
Переменное напряжение используется для питания усилителя преобразователя и вращения роторов гироприборов.
На борту ракеты V-2 имеется также источник постоянного напря жения в 50 б — так называемая командная батарея из сухих эле ментов небольшой емкости. От этой батареи питаются только по тенциометры гироприборов.
Скелетная схема электропитания бортовых приборов представ лена на фиг. 9. 45.
Провода от бортовых источников питания подводятся к различ ным агрегатам через главный распределитель, расположенный
в квадранте // приборного отсека. В наружной обшивке этого отсе ка имеются два люка с автоматически закрывающимися крышками. Через эти люки к главному распределителю после установки ракеты на стартовый стол подключаются два кабеля, соединяющих борт ракеты с наземными установками питания для предстартовых испы таний. До момента старта вся бортовая аппаратура питается от на земных источников. В момент старта кабели, соединяющие ракету с землей, автоматически отключаются и выбрасываются из люка.
4 3 q Гл . IX. Основные принципы стабилизации, управления и наведения ракет