Скачиваний:
19
Добавлен:
23.02.2014
Размер:
503.81 Кб
Скачать

СОДЕРЖАНИЕ

1 РАСШИРЕННОЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ 8

2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ 10

3 ДАТЧИК ОБРАТНОЙ СВЯЗИ 16

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

Получим требуемую мощность двигателя Pтр = 293Вт. Выбираем двигатель, для которого Pдв  Pтр.

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)

где Кп – коэффициент передачи,

(15)

(16)

Расход через золотник управления при Хо:

(17)

где  - коэффициент расхода , =0,7; d0 – диаметр золотника управления; х0 – максимальный ход золотника управления; – давление на входе в дроссель.

Коэффициент усиления потенциометра по расходу

(18)

Коэффициент усиления потенциометра по давлению

(19)

Коэффициент обратной связи

(20)

Эффективная площадь основного золотника

. (21)

Жесткость пружины основного золотника примем Спр = 166500 Н/м.

Постоянная времени потенциометра

(22)

где m – масса основного золотника.

(23)

Относительный коэффициент демпфирования колебаний

, (24)

где f – приведенный коэффициент вязкого трения, f= 0,5104Нс/м.

(25)

Передаточная функция основного золотника

. (26)

Т.к. дроссель расположен на выходе исполнительного органа:

(27) , (28)

(29)

Для упрощения расчетов примем

(30)

2.3 Насос

Выбран нерегулируемый пластинчатый насос НПлР 20/16 ТУ 2.053.1826-87.

Номинальное давление: 16МПа;

Номинальный расход: 24 л/мин;

Рабочий объем: 120 см.куб;

Частота вращения, номинальная: 1800 об/мин.

2.4 Микропроцессорная система.

В качестве МПС выбран аналоговый микроконтроллер AD, обладающий следующими характеристиками.

Количество аналоговый входов: 4;

Количество аналоговых выходов: 1;

Разрядность АЦП-ЦАП: 12;

Быстродействие: 12 МОПС;

2.5 Датчик обратной связи

Классификация датчиков наклона приведена на рисунке 3.

Рисунок 3 – классификация датчиков угла наклона.

Датчик наклона РФ711 содержит пузырьковый уровень, подобный ампуле обычного столярного уровня, но более точный. Положение пузырька определяется электроникой путем очень точного измерения его положения относительно проводника, проходящего через уровень. Положение пузырька отслеживается постоянно. Таким образом, блок управления может вычислять угол коррекции.

Выходной сигнал: аналоговый 0…5 В или цифровой RS-232;

Диапазон измеряемой величины -90…+90

Постоянная времени не более 0.1 c;

Погрешность: 10 угл.мин.;

Рабочая температура: -40…+50;

Габариты: 80x40x36 мм;

Вес 1,1 кг.

Передаточная функция имеет вид

. (31)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке Бомбомётная установка приводом наведения