6.8. Цепи управления установкой

Движение оружия на подвижных артиллерийских установках осуществляется только внутри зоны разрешенной стрельбы, размеры которой определяются предназначением ЛА, эффективностью боевого применения артиллерийского оружия и вопросами безопасности.

З

19*

оны разрешенные стрельбы имеют сложную форму для верхних и нижних фюзеляжных установок. Это обусловлено стремлением расширить зону разрешенной стрельбы с одновременным обеспечением безопасности собственного ЛА.

Формирование границ зоны разрешенной стрельбы сложной конфигурации осуществляются механизмами контурного обвода. Прямоугольные разрешенные зоны обстрела формируются с использованием концевых выключателей.

Цепи управления установкой обеспечивают работу СУНО и предполагают выполнение следующих функций: подключение установок к источникам питания; управление переключением сельсинных связей; управление оружием на границе зоны обстрела и перевод оружия в походное положение.

В соответствии с выполняемыми функциями выделяют цепи питания установок электроэнергией, цепи сельсинных связей, цепи управления оружием на границе зоны обстрела (включают в свой состав цепи статического торможения, цепи электродинамического торможения исполнительного двигателя, цепи коммутации управляющих обмоток ЭМУ и цепи прижима), а так же цепи походного положения.

Перечисленные цепи входят в состав СУНО с любыми типами следящих приводов и работают в тесном взаимодействии друг с другом. Выделение перечисленных цепей определяется, прежде всего, их функциональным предназначением Тип привода вносит свои особенности в конструкцию некоторых из перечисленных цепей.

Ниже будут рассмотрены перечисленные цепи применительно к СУНО с электрическими следящими приводами.

Цепи питания установок электроэнергией. Работа СУНО обеспечивается бортовыми источниками напряжения постоянного и переменного тока. При этом многие устройства СУНО являются мощными потребителями электроэнергии. Для обеспечения нормального функционирования других устройств летательного аппарата включение нескольких подвижных артиллерийских установок под ток должно происходить по определенной программе, обеспечивающей плавное нарастание нагрузки на источники электроэнергии ЛА.

Цепи сельсинных связей. Использование сельсинов в СУНО обеспечивает также и большую гибкость управления артиллерийским вооружением ЛА. Так, путем переключения цепей сельсинов передается управление установкой от одного визирного устройства к другому, обеспечивается одновременное управление несколькими установками от одного визирного устройства и обеспечиваются различные режимы работы СУНО (например, слежение оружия одной или нескольких установок за данным визирным устройством, задание оружию определенных положений относительно ЛА или движение оружия по определенной программе). Это, как следствие, обеспечивает различные режимы применения авиационного артиллерийского оружия (сосредоточенная стрельба, разнесенная стрельба, обстрел нескольких целей в одной атаке и т.д.).

Цепи управления оружием на границе зоны обстрела. Как правило, зоны обзора визирных устройств шире зон разрешенных стрельб. Это обстоятельство требует решения таких задач, как смягчение ударов подвижных частей установки о неподвижные при приходе оружия к границе зоны разрешенной стрельбы и исключения повторных таких ударов. Эти задачи решаются цепями статического торможения, цепями электродинамического торможения, цепями коммутации управляющих обмоток ЭМУ и цепями прижима.

Цепи статического торможения обеспечивают удержание оружия на установке в заданном положении. Они блокируют движение якоря исполнительного электродвигателя за счет отключения от источника электропитания электромагнитной муфты торможения (ЭММТ), обмоток возбуждения, а также за счет отключения обмоток управления ЭМУ от ФЧУ и от других источников электропитания при отключении выключателя действия и последующего автоматического прихода оружия в походное положение.

Цепи электродинамического торможения смягчают удары движущихся частей установок о неподвижные. Как уже отмечалось, электрические машины обратимы: если к электрической машине подводится механическая энергия, она превращается в генератор; если к электрической машине подводится электроэнергия, она превращается в двигатель.

Это свойство электрических машин используется для смягчения ударов движущихся частей установки о неподвижные и при приходе оружия в походное положение.

При подходе оружия к границе зоны разрешенной стрельбы исполнительный электродвигатель следящего привода на некоторое время переводится в режим сильно нагруженного (практически короткозамкнутого) генератора. Сильно нагруженный генератор требует большой механической энергии для его вращения. Механическая энергия в данном случае запасена в движущихся частях установки, связанных с электродвигателем, ставшим на некоторое время генератором. Учитывая, что на долю якоря электродвигателя приходится момента инерции подвижных частей установки, происходит интенсивное торможение подвижных частей артиллерийской установки.

Цепи коммутации управляющих обмоток ЭМУ обеспечивают подключение (отключение) обмоток управления электромашинного усилителя к фазочуствительному усилителю, к цепям прижима или к цепям походного положения.

Цепи прижима исключают повторные удары движущихся частей установки о неподвижные. Такие удары возможны на тех установках, где оружие за счет набегающего потока воздуха может отбрасываться внутрь зоны разрешенной стрельбы.

Такая ситуация возникает после того как оружие приведено к границе зоны разрешенной стрельбы следящим приводом (визирное устройство находится вне зоны разрешенной стрельбы) и выполнено электродинамическое торможение, во время которого исполнительный электродвигатель отключается от цепей управления следящего привода для исключения перегрузок исполнительного электродвигателя.

Цепи походного положения обеспечивают автоматическую установку оружия в определенное положение (походное положение), при котором оружие и установка в целом оказывает минимальное влияние на аэродинамические характеристики ЛА и обеспечивает максимальную безопасность при взлете и посадке ЛА.

Рассмотрим устройство и функционирование перечисленных цепей применительно к одному из каналов управления.

Цепи сельсинных связей. Рассмотрим, как с помощью сельсинных связей обеспечивается заданное фиксированное положение оружия на установке и программное движение оружия.

Для задания фиксированного положения оружия на установке в состав СУНО дополнительно вводится еще один сельсин-датчик СД_ф в грубый канал управления следящего привода (рисунок 6.18). Ротор сельсина датчика СД_ф поворачивается относительно ротора сельсина-датчика СД_г грубого канала управления на угол требуемого фиксированного положение оружия относительно ЛА. Если данный фиксированный угол отсчитывается от нулевого положения визирного устройства, визирное устройство предварительно должно быть установлено в нулевое положение.

При переходе на режим фиксированного положения оружия относительно ЛА контакты реле К переключают управление от сельсина-датчика СД_г к сельсину-датчику СД_ф . Следящий привод, получив информацию о значительном рассогласовании между положением визирного устройства и оружия, существующем в грубом канале управления, приведет сначала к грубому, но однозначному положению оружия с его заданным фиксированным положением, а после перехода следящего п ривода на точный канал работы (СД_т), обеспечит окончательную установку оружия в фиксированное положение.

Учитывая, что передаточное число редуктора точных сельсинов равно , фиксированный угол в таком случае будет кратен .

Отметим, что в монтажных схемах в качестве третьего провода, связывающего трехполюсные статоры сельсинов, используется общая электрическая масса СУНО (см. рисунок 6.18).

Для задания программного движения оружия используются дифференциальные сельсины (рисунок 6.19; для простоты показан лишь один из каналов сельсинной связи).

В вычислительном устройстве прицельной системы имеется дополнительные два дифференциальных сельсина программного движения оружия ДС_пр . При переходе на программное движение оружия происходит переключение каналов управления на дифференциальные сельсины ДС_пр . С этого момента блокируется перемещение визирного устройства, запускается привод дифференциальных сельсинов ДС_пр и оружие начинает перемещаться по заданной программе.

Цепи статического торможения включают в свой состав реле К16 и К17 (рисунок 6.20).

В исходном состоянии (включено электропитание СУНО, ЛА в воздухе и его шасси убрано (ШУ), реле К2 находится под током, выключатель действия не нажат) реле К16 и К17 обесточены, их нормально разомкнутые контакты разомкнуты, электромагнитная муфта торможения ЭММТ, обмотка возбуждения исполнительного электродвигателя ОВ(ИЭД) и реле К4, К5 отключены от источника электропитания.

В обесточенном состоянии ЭММТ находится в действии – ее фрикционная муфта блокирует вращение якоря исполнительного электродвигателя.

Отключение обмотки возбуждения ОВ (ИЭД) исключает вращение якоря исполнительного электродвигателя даже при наличии на щетках его якоря какого-либо напряжения.

Реле К4. К5, в свою очередь, отключают обмотки управления ОУ1, ОУ2 электромашинного усилителя мощности от ФЧУ, исключая движение исполнительного электродвигателя по каналу наводки оружия на цель.

Отметим, если не отключать обмотки управления ЭМУ и обмотку возбуждения исполнительного электродвигателя, то при большом угле рассогласования между положением ВУ и положением оружия значительное напряжение, подаваемое на якорь исполнительного электродвигателя, может приводить к повороту якоря даже механически заблокированного фрикционной муфтой ЭММТ и к перегрузке электрических цепей якоря.

Таким образом, принятые меры механического и электрического блокирования вращения якоря исполнительного двигателя обеспечивают надежное удержание оружия на ААУ в заданном (походном) положении.

Цепи электродинамического торможения включают в свой состав реле К8, К10 и К20 (рисунок 6.20) и обеспечивают электродинамическое торможение исполнительного двигателя при приходе оружия к границе зоны разрешенной стрельбы и при приходе оружия в походное положение.

В первом случае цепи электродинамического торможения функционируют следующим образом. После включения СУНО под ток следящий привод включается в действие нажатием включателя действия ВД, который через реле К17 обеспечивает подключение обмотки возбуждения исполнительного двигателя (ОВ(ИЭД)) к сети питания и включает под ток электромагнитную муфту торможения ЭММТ.

Если оружие находится внутри зоны разрешенной стрельбы, концевые выключатели формирования зоны разрешенной стрельбы КВ-Пр и КВ-Л находятся в исходном положении (как показано на рисунке 6.20; для примера рассматривается цепи электродинамического торможения горизонтального привода, в котором задействованы концевые выключатели соответственно крайних правого и левого положений оружия на установке).

Через нормально замкнутые контакты концевых выключателей срабатывают реле К4, К5 цепей коммутации управляющих обмоток ЭМУ. Управляющие обмотки ОУ1 и ОУ2 оказываются подключенными к ФЧУ (начинается слежение оружия за ВУ) и срабатывает реле К10 с задержкой на отпускание, нормально разомкнутые контакты которого подготавливают срабатывание реле К8.

При подходе оружия к границе (например, правой) зоны разрешенной стрельбы (до границы ЗРС остается 2…3⁰) срабатывает КВ-Пр, нормально замкнутые контакты которого отключают реле К4, а нормально разомкнутые контакты обеспечивают срабатывание реле К8.

Реле К4, во-первых, отключает обмотку управления ОУ1 электромашинного усилителя мощности, через которую протекал больший ток управления, обеспечивающий движение оружия к правой границе зоны разрешенной стрельбы, и, во-вторых, разрывает цепь срабатывания реле К10. Отметим, что вторая обмотка управления ОУ2 не отключается, т.к. ток, протекающий через нее, обеспечивает дополнительное торможение движущихся частей установки.

Реле К8 отключает якорь исполнительного электродвигателя от якоря генератора ЭМУ и переводит его в режим короткозамкнутого электрогенератора: начинается интенсивное торможение подвижных частей установки. Такое торможение продолжается до тех пор, пока реле К10 с задержкой на отпускание ( с) не разомкнет цепь срабатывания реле К8. Ограниченное время торможения исключает выход из строя обмотки якоря электродвигателя.

Во втором случае цепи электродинамического торможения функционируют следующим образом. При отключении выключателя действия ВД, если оружие не находится в походном положении (см. рисунок 6.21) реле К20, также как и ЭММТ, и ОВ(ИЭД), продолжает находиться под током, получая питание через контакты реле К3. При этом нормально замкнутые контакты реле К20 отключают питание реле К8.

После прихода оружия а походное положение питание с реле К20, ЭММТ и ОВ(ИЭД) снимается. Нормально замкнутые контакты реле К20 при этом включают под ток реле К8, которое переводит исполнительный электродвигатель в режим короткозамкнутого генератора: происходит электродинамическое торможение подвижных частей артиллерийской установки.

Продолжительность режима электродинамического торможения в этом случае определяется временем спада напряжения в обмотке возбуждения исполнительного электродвигателя после ее отключения.

Цепи прижима (рисунки 6.20, 6.21) функционируют следующим образом. После подхода оружия к границе зоны разрешенной стрельбы(например, правой), срабатывания концевого выключателя КВ-Пр и отключения реле К4, через нормально замкнутые контакты реле К4 обмотка управления ОУ1 подключается к источнику питания +27В через регулировочный резистор R_пр Через управляющую обмотку ОУ1 начинает протекать ток, обеспечивающий прижим оружия к правой границе зоны разрешенной стрельбы. Регулировочный резистор позволяет подобрать ток такой силы, чтобы, с одной стороны, обеспечить надежный прижим оружия к границе зоны разрешенной стрельбы, а, с другой стороны, не вывести исполнительный электродвигатель из строя.

Ц епи походного положения в своем составе имеют датчики походного положения, выполненные в виде концевых выключателей. На рисунке 6.21 для примера представлена схема, обеспечивающая установку оружия в походное положение по горизонту. В ней задействованы КВП-Пр и КВП-Л - концевые выключатели походного положения, сигнализирующие о положении оружия, соответственно, справа или слева относительно заданного походного положения.

Цепи походного положения включаются в работу при отпускании выключателя действия ВД (см. рисунок 6.20). После отпускания выключателя действия обесточиваются реле К16, К4 и К5. Через нормально замкнутые контакты реле К4, К5 обмотки управления ОУ1, ОУ2 электромашинного усилителя подключаются к концевым выключателям походного положения.

Если, например, оружие находится справа от походного положения, замыкаются контакты концевого переключателя КВП-Пр. При этом срабатывает реле К3, через нормально разомкнутые контакты которого включается ЭММТ и подается питание на обмотку возбуждения исполнительного двигателя и обеспечивается подача напряжения +27В на управляющую обмотку ОУ2. При этом исполнительный электродвигатель поворачивает оружие влево, приближая его к походному положению.

Когда оружие придет в походное положение контакты концевого выключателя КВП-Пр разомкнутся, с обмотки управления ОУ2, обмотки возбуждения исполнительного электродвигателя ОВ (ИЭД) и ЭММТ будет снято питание. Произойдет кратковременное электродинамическое торможение (см. описание цепей электродинамического торможения) и механическое торможение якоря исполнительного двигателя. Исполнительный электродвигатель остановится, а оружие займет походное положение.