Добавил:

student_tipo Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Балаковский институт техники, технологии и управления

Предмет:

Локальные системы управления

Файл:

Курсовые работы / Бомбомётная установка приводом наведения / ПЗ.doc

Скачиваний:

Добавлен:

23.02.2014

Размер:

504 Кб

Скачать

☆

1 / 51 2 3 4 5 > Следующая >>>

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 8

2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 10

3 ДАТЧИК ОБРАТНОЙ СВЯЗИ 17

4 ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ 22

5 ПОСТРОЕНИЕ ЖЛАЧХ 27

6 КОРРЕКТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО 31

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 37

ЛИТЕРАТУРА 38

ПРИЛОЖЕНИЕ А 39

ВВЕДЕНИЕ

Реактивные бомбометные установки РБУ-1000 "Смерч-2" и РБУ-6000 "Смерч-3" предназначенные для залповой и одиночной стрельбы реактивными глубинными бомбами РГБ-60 и РГБ-10 по подводным лодкам и торпедам, являются одной из старейших систем ПЛО находящейся на вооружении отечественных кораблей всех классов - от малых противолодочных кораблей до эскадренных миноносцев и ракетных крейсеров. Система стоит на вооружении кораблей ВМФ с 1961 года.

Обе системы разработаны Московским институтом теплотехники МОП, главный конструктор В. А. Масталыгин.

Установки РБУ-6000 и РБУ-1000 серийно изготавливались в г. Свердловске на заводе УЗТМ.

Рисунок 1 - Внешний вид РБУ-6000.

Система "Смерч-3" имеет дистанционно наводящуюся пусковую установку РБУ-6000, заряжающее устройство, глубинные бомбы РГБ-10 со взрывателем УДВ-60, систему ПУСБ "Буря" с приставкой "Зуммер". Система ПУСБ "Буря" управляет огнем до четырех РБУ-6000. Время реакции с момента обнаружения подводной лодки до начала стрельбы 1-2 минуты.

Привод электросиловой ЭСП-37У.

РБУ-6000 представляет собой стационарную, наводящуюся в двух плоскостях пусковую установку с двенадцатью радиально расположенными стволами. Под установкой в подпалубном помещении размещается погреб с глубинными бомбами. Заряжание и разряжание пакета стволов производится с помощью заряжающего устройства, в которое бомбы из погреба подаются специальным подъемником. Выход обслуживающего персонала на палубу для этой цели не требуется. После заряжания последнего ствола РБУ автоматически возвращается в режим наведения. После израсходования всех бомб она также автоматически переходит в положение "заряжание" - пакет стволов опускается на угол 90° и разворачивается для заряжания очередного ствола по курсовому углу.

Предельные углы наведения РБУ-6000 в вертикальной плоскости -15°, +60°; в горизонтальной плоскости по курсовому углу - от 0 до +180°. Скорость приводов наведения в автоматическом режиме 30 град/с, в ручном - 4 град/с. Боевое применение установки возможно при волнении моря до 8 баллов.

Система РБУ-1000 "Смерч-2" устроена аналогично, но имеет не 12, а 6 стволов и стреляет реактивными глубинными бомбами РГБ-60.

На кораблях различных проектов целеуказание установкам РБУ-6000 и РБУ-1000 вместо ПУСБ "Буря" могло также осуществляться от комплекса приборов управления стрельбой противолодочным оружием "Пурга", корабельных ГАС или от системы "Дозор - Тюльпан". От ГАС пеленг и дистанция до подводной лодки передавались в систему ПУСБ, которая вырабатывала углы горизонтального и вертикального наведения РБУ.

Электрические силовые приводы наводят установки по непрерывно высчитывающимся углам и удерживают их на этих углах при стрельбе.

Для поддержания системы ПУС-Б в высокой степени готовности периодически проводится техническая, баллистическая и метеорологическая подготовка.

Техническая состоит в регулярных осмотрах и проверках исправности всех элементов систем, баллистическая — в обновлении через каждые 4 часа (и при перезаряжании) поправок на температуру зарядов реактивных двигателей бомб и метеорологическая — в обновлении данных о векторе скорости ветра и поправок на плотность воздуха в приборах управления стрельбой.

В результате такой предварительной подготовки реактивные установки имеют важнейшее тактическое свойство — постоянную готовность практически к немедленному использованию.

При внезапном обнаружении цели в систему управления вводятся только координаты цели, пусть даже приближенные, и производится ее атака в кратчайшее время. Для сокращения времени подготовки по атакующим торпедам в ПУС-Б заранее вводятся скорость погружения глубинных бомб, предполагаемая скорость торпед, устанавливаются вид (ударный или ударно-дистанционный) и глубина взрыва.

Реактивные глубинные бомбы РГБ-60 и РГБ-10 являются неуправляемыми реактивными снарядами с фугасными боевыми частями и реактивными двигателями на твердом топливе. Взрыватель УДВ-60, предназначенный для использования в РГБ-60 и РГБ-10, обеспечивает подрыв боевых частей бомб при ударе о цель и на заранее установленной глубине в пределах от 15 до 350 м.

В 1966 году на вооружение ВМФ для комплектации РГБ-60 был принят неконтактный активный акустический взрыватель ВБ-2 с радиусом реагирования до 6 м. Он размещается в корпусе взрывателя УВД-60 и используется в комбинации с ним.

Масса взрывчатого вещества в бомбе РГБ-60 составляла 23,5 кг.

Значения глубины взрыва бомб вводятся во взрыватели с помощью приборов управления стрельбой, дистанционно по команде с ГКП. Стрельба залповая или одиночная, из одной или двух установок. РГБ летят по баллистической траектории и приводняются на заданной дистанции.

В момент приводнения бомбы взрыватель УДВ-60 взводится, обеспечивая взрыв боевой части бомбы при ударе ее о цель или на установленной глубине. Скорость погружения в воде РГБ-60 составляет 11,6 м/с, РГБ-10 - 11,8 м/с. Взрыв одной бомбы вызывает срабатывание взрывателей бомб залпа в радиусе до 50 м для РГБ-60 и в радиусе до 100 м для РГБ-10. После выстрела из последнего ствола весь пакет стволов установки автоматически приводился в положение заряжания.

В конструкции механизмов установки (приводов наведения, заряжающего устройства, механизмов стопорения бомб) предусмотрены блокировочные устройства для предотвращения аварийных ситуаций.

Несмотря на солидный возраст, установки РБУ-6000, в качестве средств ПЛО и противоторпедной защиты в настоящее время находятся на вооружении надводных кораблей проектов 61, 956, 1124, 1331М, 1134, 1134А, 1134Б, 1151, 1154, 1155, 1164 и устанавливаются даже на новейшие экспортные фрегаты проекта 11356(ВМС Индии) и эскадренные миноносцы проекта 956Э(ВМС Китая).

Основные технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технические характеристики.

Год принятия на вооружение	1961
Индекс бомбы	РГБ-60
Дальность стрельбы максимальная, м	5800
Дальность стрельбы минимальная, м	300
Максимальный угол возвышения, обеспечиваемый электро-силовым приводом, град	+60
Максимальный угол снижения, град	-90
Угол вертикального наведения для стрельбы на максимальную дальность, град	+46
Угол вертикального наведения для стрельбы на минимальную дальность, град	+8,5
Максимальный сектор обстрела, град	340
Вес бомбы, кг	113
Вес ВВ, кг	23
Калибр, мм	212
Длина бомбы, мм	1830
Скорость погружения в воде, м/с	11,6
Глубина действия, м	450
Скорострельность в залпе, выстр./с	2,4
Вес пусковой установки, кг	3100
Вес заряженной пусковой установки, кг	4456
Число стволов в ПУ, шт.	12
Длина ПУ, мм	2000
Ширина, мм	2250
Высота, мм	1700
Число ПУ на корабле, шт.	2-4
Марка взрывателя	УДВ-60

1 Расширенное техническое задание

Проектируемая локальная система управления предназначена для управления углом склонения стволов реактивной бомбометной установки РБУ-6000.

Входным сигналом системы является электрический сигнал из системы наведения, однозначно соответствующий заданному углу склонения, выходным сигналом является угол склонения стволов РБУ.

Проектируемая система рассчитана на военные корабли с бортовой электрической сетью со следующими параметрами: ток переменный, частота 50 Гц, действующее напряжение 380 В.

Состав системы:

1.Микроконтроллерный комплект, куда входят устройство суммирования, АЦП, микроконтроллер, ЦАП.

2. Электрогидроусилитель.

3. Объект управления (гидродвигатель c редуктором).

4. Датчик угла склонения стволов относительно горизонта.

Функциональная схема системы приведена на рисунке 1.

Рисунок 2 - Функциональная схема.

Технические характеристики системы.

- ошибка слежения:  0,02 рад; (11м)

- перерегулирование:  30%;

- время регулирования:  2c;

- колебательность: < 2;

- запас устойчивости по амплитуде: >10 дБ;

- запас устойчивости по фазе: >30;

- максимально допустимая скорость: _н = 0,8 рад/с;

- максимально допустимое ускорение: _н = 0,55 рад/c²;

- пределы входной величины 0…5 В;

- выходная величина -90…+67.

Система эксплуатируется в условиях повышенной влажности (до 100%), в широком диапазоне температур (-10C…+40C).

2 Выбор элементной базы

Рассчитаем требуемую мощность двигателя

(1)

где M_н – требуемый вращающий момент в нагрузке, в данном случае необходим для преодоления сил трения в опорах вала, M_н=30 Нм;  - КПД редуктора, =0,98; I_н – момент инерции установки, I_н = 500 Нм; _н – допустимое ускорение нагрузки, _н=0,3 рад/с².

Получим требуемую мощность двигателя P_тр= 293Вт. Выбираем двигатель, для которого P_дв  P_тр.

2.1 Гидродвигатель

В качестве регулирующего органа выбран гидродвигатель ДПГ-63. ТУ 2.053.1562-81. Двигатель предназначен для осуществления вращательных движений в механизмах промышленных роботов, станков, прессов и других машин с гидравлическим приводом. Диапазон вязкости минерального масла 17-213 мм²/с при температуре -10 +600С. Номинальный перепад давления 16 МПа. Частота вращения выходного вала – 600 об/мин. Номинальный крутящий момент 20 Нм. Расход масла 6,3 л/мин. Номинальный перепад давления 16 МПа. Момент инерции вала двигателя Iдв=0.12 Нм. Номинальная мощность 1000 Вт.

Оптимальное передаточное число редуктора:

, (2)

таким образом, оптимальное передаточное число редуктора равно 70.

Сделаем проверку по скорости вращения вала нагрузки:

. (3)

. (4)

Т.к. _тр  _ном.дв , то необходимая скорость обеспечивается.

Сделаем проверку по моменту:

(5)

Следовательно выбранный двигатель с редуктором обеспечивают требуемые параметры по скорости и моменту в нагрузке.

(6)

где Кгд – коэффициент передачи,

(7)

где Кn = 1,610⁶ – постоянная гидравлической помпы; = 860 – постоянная двигателя; K = 0,4 – коэффициент жидкостного трения; Kу = 0,67 – коэффициент, характеризующий утечки.

Постоянная времени гидродвигателя

(8)

где Сгд – коэффициент динамической жесткости гидродвигателя,

(9)

где Епр – приведенный модуль упругости стенок гидродвигателя и жидкости, Lгд – приведенная длина хода лопасти гидродвигателя.

Относительный коэффициент демпфирования колебаний

(10)

где f – приведенный коэффициент вязкого трения, .

Передаточная функция гидродвигателя может быть представлена:

(11)

(12)

Примем

(13)

2.2 Гидрораспределитель

В качестве гидрораспределителя выбран пропорциональный гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением РЭУ-10.

Вход: пост. 0…12 В;

Номинальный расход: 30 л/мин;

Номинальное давление: 16МПа;

Габариты: 200х125х170 мм;

Вес: 12 кг.

Гидрораспределитель состоит из пропорционального электромагнита ПЭМ6, гидравлического потенциометра и цилиндрического золотника, выполняющего функции дросселя. Дроссель имеет обратную электрическую связь.

Передаточная функция потенциометра

(14)