9.5. Курсовая система ткс-п и ее летная эксплуатация.

Точная курсовая система типа ТКС-П обладает более высокой точностью измерения курса, чем системы КС-6, ГМК-1Г, ГИК-1 и др., используемые в гражданской авиации. Система ТКС-П устанавливается на самолете Ил-62, Ту-154 и др.

Рис. 9.31. Общая функциональная схема курсовой системы

ТКС-П:

ДИСС—доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса; АРК—автоматический радиокомпас; ЦГВ—центральная гироверти­каль; НВ—навигационный вычислитель; ВК—выключатель коррек­ции; АК—астрокомпас; УШ-3—указатель штурмана; КУШ-1—конт­рольный указатель штурмана; БП-5—блок пеленгов; ГА-3—гироагрегат; КМ-5—коррекционный механизм; ИД-3—индукционный датчик; ЗК 4—задатчик курса; ПУ-11—пульт управления

Курсовая система ТКС-П представляет собой совокупность магнитного, гироскопического, радиотехнического и астрономичес­кого измерителей курса самолета.

Для обеспечения работы ТКС-П необходимо иметь на борту самолета:

гировертикаль (ЦГВ-10, ТВГ, АГД-1), выдающую в курсовую систему отклонение самолета по крену,

доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (ДИСС), снабжающий систему значением угла сноса (УС);

автоматический радиокомпас (АРК), определяющий курсовые углы радиостанций;

выключатель коррекции (ВК-53РШ), производящий определен­ные переключения в системе на развороте самолета;

дистанционный астрокомпас (ДАК-ДБ-5В) или звездно-солнеч­ный ориентатор (ЗСО), измеряющий истинный или ортодромический курс.

Если на самолете установлен навигационный вычислитель НВ,. то в курсовую систему от него поступают заданный путевой угол ЗПУ и сигнал, пропорциональный ω₃sinφ, где φ — текущая гео­графическая широта пролетаемого места.

Из функциональной схемы ТКС-П (рис. 9.31) видно, что она сложнее схемы КС-6 как по количеству элементов, используемых: в системе, так и по функциональным связям.

Назначение курсовой системы ТКС-П:

— определение и индикация ортодромического, истинного и гиромагнитного курсов;

— выдача сигнала курса потребителям;

• индикация пеленга радиостанций при совместной работе с АРК;

• индикация заданного путевого угла (ЗПУ) при совместной работе с навигационным вычислителем;

• индикация угла сноса и текущего путевого угла (ПУ) при совместной работе с ДИСС.

Курсовая система ТКС-П может работать в одном из следую­щих режимов: гирополукомпаса (ГПК), магнитной коррекции (МК), астрокоррекции (АК), курсозадатчика (ЗК).

Принцип работы ТКС-П такой же, как и КС-6, т. е. при измере­нии курса используется комплексирование компасов, основанных на различных физических принципах с целью максимального из­влечения их преимуществ и взаимной компенсации погрешности измерителей.

В ТКС-П применены некоторые схемные и конструктивные ре­шения, позволяющие существенно повысить точность работы сис­темы в целом, а особенно в режиме ГПК.

9.5.1. Повышение точности работы системы ткс-п в режиме гпк

Как известно, точность работы курсового гироскопа су­щественно зависит от его собственных уходов в азимуте. Собствен­ный уход гироскопа в азимуте (вокруг внешней оси карданова подвеса определяется моментами, действующими по внутренней оси карданова подвеса. Наибольшую часть моментов, действующих на гироскоп, составляют моменты трения в осях карданова подве­са, поэтому их уменьшение, естественно, повышает точность ра­боты гироскопа.

Моменты трения по внутренним осям карданова подвеса в гироагрегатах ГА-3 курсовой системы ТКС-П уменьшаются с помо­щью специальных «вращающихся» подшипников. Принцип работы такого подшипникового узла рас­смотрен в разд..

Чтобы гироскоп с тремя степенями свобо­ды и горизонтальным ки­нетическим моментом мог измерять на самолете ортодромический курс, не­обходимо компенсировать скорость его ухода, зави­сящую от суточного вра­щения Земли. С этой целью в ГПК-52 и KC-6 гироскоп заставляют прецессировать со скоростью, равной ω₃sinφ, причем широта места, над кото­рым пролетает самолет, вводится вручную с пуль­тов управления этих уст­ройств. Однако из-за не­точного знания широты места и грубых шкал широтных потенцио­метров географическая широта вводится с ошибкой, что, естест­венно, приводит к погрешностям приборов.

На рис. 9.32 приведен график, показывающий, какую дополни­тельную ошибку имела бы курсовая система в измерении ортодро­мического курса при работе в режиме ГПК, если бы широта места вводилась неточно.

Рис. 9.32. Графики погрешностей курсового гироскопа от неточного ввода широты места:

φ – широта места; ∆φ – погрешность ввода широты; ∆ω – погрешность от неточного ввода широты

Расчеты показывают, что для того чтобы дополнительная погреш­ность была не более 0,1 град/ч при современных скоростях полета, необходимо широту места вводить с точностью до 0,3°, т. е. через каждые 44-5 мин полета, что может быть осуществлено только ав­томатически. Поэтому в курсовой системе ТКС-П предусмотрен режим работы, при котором величина ω₃sinφ вводится в систему от навигационного вычислителя.

Кроме того, с целью повышения точности введения коррекции на компенсацию суточного вращения Земли в системе используется не прецессия гироскопа, вызываемая коррекционным двигате­лем, расположенным на внутренней оси карданова подвеса, как в КТ-6, а специальная схема широтной коррекции, представляющая собой интегрирующий привод.

Как известно, скорость прецессии гироскопа под действием при­кладываемого момента равна

ω=М/Н, (9.12)

где М — прикладываемый момент; Н — кинетический момент.

Следовательно, при изменении величины кинетического момен­та, например, из-за различной скорости вращения ротора, обуслов­ленной колебаниями ча­стоты трехфазного то­ка 36В, изменяется ско­рость прецессии гиро­скопа, что приводит к ошибке в компенсации суточного вращения Земли.

При безмоментной широтной коррекции из­менение кинетического момента не влияет на точность осуществле­ния коррекции.

Схема формирова­ния величины ω₃sinφ интегрирующим при­водом представлена на рис. 9.33.

Рис. 9.33. Электромеханическая схема широтной коррекции:

П₁ – широтный потенциометр; П₂ – потенциометр небаланса; СН – источник стабилизированного напряжения постоянного тока; ДГ – двигатель-генератор; ОУ – обмотка управления двигателя-генератора; ОВ – обмотка возбуждения двигателя; ТГ - тахогенератор

Значение широты места при ручном вво­де широты задается на пульте управления курсовой системой с по­мощью рукоятки φ, отсчет установленной широты производится по шкале «Широта φ» (рис. 9.34). Если курсовая система работает с навигационным числителем, то тумблер «Авт. Ручн.» ставится в положение «Авт.» и величина ω₃sinφ поступает из навигационного вычислителя.

Рис. 9.34. Лицевая сторона пульта управления ПУ-11

При ручном вводе широты с движка потенциометра П₁ снима­ется напряжение U₁ = k₁ ω₃sinφ, а с потенциометра П₂ — напря­жение U₂ = k₂ ∆_иб, где k₁ и k₂ — коэффициенты пропорциональности. Напряжение U₂ пропорционально постоянной составляющей собственного ухода гироскопа. Величина ∆_иб устанавливается пово­ротом двух подстроечных потенциометров своего для каждого гироагрегата.

Таким образом, на вход усилителя УШК поступает сумма на­пряжений U₁ и U₂:

U₃ = U₁ + U₂ = k₁ ω₃sinφ + k₂ ∆_иб. (9.13)

Напряжение U₃ через усилитель УШК попадает на управляющую обмотку двигателя-генератора, который и приводит во вращение ротор тахогенератора. Напряжение, снимаемое с тахогенератора, как известно, зависит от скорости вращения его ротора. Следовательно,

(9.14)

где α – угол поворота ротора; k_ТГ – коэффициент пропорциональности.

Напряжение тахогенератора включено встречно напряжению снимаемому с потенциометров П₁ и П₂, поэтому скорость вращения двигателя будет постоянной при условии

(9.15)

Другими словами, двигатель вращается со скоростью, пропорциональной подводимому напряжению, а угол поворота его вала равен

(9.16)

Так как двигатель-генератор связан со статором сельсина Mi ротор которого жестко закреплен на оси внешней рамы карданова подвеса гироскопа, то разворот статора сельсина относительно ги­роскопа будет происходить со скоростью

Таким образом, в ТКС-П вводится широтная коррекция Точ­ность работы этой системы целиком зависит, при достаточном коэффициенте усиления усилителя, от линейности и стабильности характе­ристики тахогенератора. Характеристики тахогене­ратора не зависят от на­пряжения питания, так как магнитное поле тахо­генератора создается по­стоянным магнитом. Пи­тающее же напряжение потенциометров стабили­зировано.

Следует заметить, что при среднем положении движка потенциометра П₁ напряжение, снимаемое с него, равно нулю и соот­ветствует нулевой географической широте. Следовательно, пере­ключатель «Север — Юг» не нужен.

Горизонтальная коррекция гироагрегатов ТКС-П отличается от коррекции ГИК-1 и КС-6. Вместо электролитического жидкостного маятника используется емкостный дифференциальный маятнико­вый датчик, включенный в схему моста (рис. 9.35). Статорные пластины датчика подвешены в виде маятников на внешней раме карданова подвеса и соеди­нены с обмотками транс­форматора. Роторная обмот­ка датчика соединена меха­нически с осью внутренне рамы карданова подвеса и электрически — со входом усилителя горизонтальной коррекции ГКУ.

Рис. 9.35. Схема горизонтальной коррекции:

Тр – трансформатор; 1 – статорные пластины емкостного датчика (маятника); 2 – роторная пластина емкостного датчика; ГКУ – усилитель горизонтальной коррекции; М – коррекционный двигатель

Образующийся электри­ческий мост сбалансирован, если собственная ось вра­щения гироскопа лежит в горизонтальной плоскости. Если собственная ось гирос­копа в силу каких-либо при­чин отклоняется от плоскос­ти горизонта, то взаимное расположение статорных пластин конденсатора изменяется, так как они являются маятни­ками. При этом изменяется сопротивление плеч моста, и на вход усилителя ГКУ поступает сигнал. Усиленный сигнал поступает на обмотку управления коррекционного двигателя, жестко связанного с осью внешней рамы карданова подвеса. Гироскоп под действием момента двигателя прецессируя восстанавливает горизонтальное положение своей оси и балансирует мост. Такая система коррек­ции работает надежнее и точнее благодаря высокой чувствитель­ности усилителя ГКУ.