Курсовых систем

Индукционный датчик ИД-3 (рис. 4.22) служит для определе­ния направления горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и, следовательно, для измерения магнитного курса само­лета, необходимого для коррекции курсового гироскопа.

Индукционный датчик состоит из следующих основных частей: чувствительного элемента /, подвески 2, корпуса 3, компенсацион­ной камеры 4, крышки 5 и девиационного прибора 6.

Строгое горизцнтирование платформы чувствительного эле­мента 1 обеспечивается кардановой подвеской 2. Подвеска позво­ляет сохранить горизонтальное положение платформы при накло­нах датчика до 15° в любую сторону. Подвеска крепится к крыш­ке 5. Для уменьшения трения и застоя в осях кардановой под­вески, а также для демпфирования колебаний платформы корпус датчика заполнен жидкостью.

Для поддержания постоянного давления жидкости при измене­нии температуры в пределах от —60 до +150° С служит компенса­ционная камера 4, размещенная в крышке 5.

Для устранения полукруговой девиации датчика на крышке 5 расположен девиационный прибор 6, по устройству аналогичный девиационным приборам совмещенных магнитных компасов.

Крепление датчика к самолету осуществляется тремя антимаг­нитными винтами, для которых в основании предусмотрены оваль­ные отверстия. Они позволяют развернуть датчик в пределах ±20° при устранении установочной погрешности.

Коррекционный механизм КМ-4 (рис, 4.23) предназначен:

— для связи индукционного датчика ИД-3 с гироагрегатом ГА-1М;

— для устранения девиации и погрешностей дистанционных пе­редач;

— для ввода магнитного или условного магнитного склонения в диапазоне ±180°;

— для индикации курса, выдаваемого индукционным датчиком.

Коррекционный механизм имеет следующие основные узлы:

— первый сельсин-приемник 1, ротор которого согласуется с положением чувствительного элемента датчика ИД-3;

— второй сельсин-приемник 2, предназначенный для передачи откорректированных сигналов курса на сельсин-датчик гироагре­гата;

— лекальное устройство;

— отрабатывающий двигатель 4 с редуктором;

— механизм ввода условного магнитного склонения;

— корпус 6;

— кожух.

Сигнал с сигнальной обмотки индукционного датчика поступает на статор сельсина 1, который жестко укреплен в корпусе. ЭДС, индуктируемая в роторе этого сельсина, подается на усилитель (на канал КМ), а с него — на отрабатывающий двигатель. Последний

через редуктор отрабатывает ось ротора до положения, при кото­ром ЭДС в роторе будет равна нулю. На оси ротора этого сель­сина жестко закреплена стрелка 5, которая по шкале укажет зна­чение компасного курса, выдаваемого индукционным датчиком.

С осью ротора сельсина 1 через лекальное устройство связан ротор сельсина 2. Статор последнего размещен в корпусе и элек­трически связан со статором грубого канала сельсина-датчика ги­роагрегата. При рассогласовании сельсина-датчика гироагрегата с сельсином-приемником 2 в роторе последнего индуктируется ЭДС,

5

14

которая подается на усилитель (на канал ГА). Усиленный сигнал поступает на двигатель гироагрегата, который через редуктор по­ворачивает статор сельсина-датчика гироагрегата относительно не­подвижного ротора до согласованного положения. Устранение девиации и погрешностей дистанционной передачи сигнала курса от индукционного датчика к коррекционному механизму осущест­вляется с помощью лекального устройства.

Лекальное устройство имеет рычаг 7, качающуюся вилку 8 с роликом 9, лекальную ленту 3 с двадцатью четырьмя винтами, фрикционную втулку 11, на которой укреплен ротор сельсина-при — емника 2, и стальную ленту 12 с пружиной 13. Рычаг лекального устройства жестко закреплен посредством втулки на оси ротора сельсина-приемника 1. Ролик, прижимаемый пружиной 13 к ле­кальной ленте 3, катится по ее профилю,-заданному скобами два­дцати четырех винтов, расположенных по окружности лекала че­рез 15°. Таким образом, вращение ротора сельсина-приемника 2 относительно статора будет осуществляться как за счет вращения

оси ротора сельсина-приемника 1 при согласовании системы «ин­дукционный датчик — коррекционный механизм», так и за счет профилирования лекальной ленты, по которой катится ролик.

Заметим, что при согласовании следящей системы «индукцион­ный датчик — коррекционный механизм» ротор сельсина-прием­ника 2 за счет рычага 7 может поворачиваться относительно ста­тора на угол от 0 до 360°, а за счет профилирования лекальной ленты — не более ±5°.

Механизм . ввода условного магнитного склонения позволяет приводить магнитный курс к истинному, условному или ортодроми — ческому. Для этой цели статор сельсина-приемника 2 с помощью кремальеры 14 можно разворачивать на необходимый угол от 0 до ±180° относительно неподвижного ротора. Величину’ введенного условного магнитного склонения можно прочитать по шкале кор­рекционного механизма против поворачивающегося индекса 15, используя при этом ее внутреннюю оцифровку. Коррекционный ме­ханизм закрывается кожухом, в котором имеются отверстия для подхода к регулировочным винтам лекального устройства.

Гироагрегаты (рис. 4.24) составляют основу курсовой системы. Они являются датчиками гирополукомпасного курса, а при работе курсовой системы в режимах астрономической или магнитной кор­рекции осредняют — курс, полученный от астрономического или маг­нитного датчика. Сигналы курса, снимаемые с каждого из гиро­агрегатов, поступают на указатели и потребители.

Основу устройства гироагрегата ГА-1 составляет астатический курсовой гироскоп, главная ось 1 которого расположена горизон­тально.

Гироагрегат ГА-1 имеет следующие основные узлы: гироскопи­ческий узел I; механизм горизонтальной коррекции II; азимуталь­ный широтный мотор-корректор III; двухканальный сельсин-дат-, чик IV; узел согласования по азимуту V; узел отработки гироскопа по крену VI; узел обогрева; корпус с амортизацией; кожух.

Основу гироскопического узла составляет электрический гиро — мотор. Ротор гиромотора помещен в корпусе 2, являющемся одно­временно внутренней рамой карданного подвеса. Для удержания главной оси гироскопа в горизонтальном положении служит меха­низм горизонтальной коррекции, состоящий из чувствительного эле­мента —- маятникового жидкостного переключателя 3 и исполни­тельного элемента — реверсивного асинхронного двигателя 4, ротор которого укреплен на наружной раме карданного подвеса, а ста­тор — на подвесном корпусе. Электрическая схема механизма при­ведена на рис. 4.25.

Ротор двигателя имеет три обмотки — одну основную 1 и две управляющие 2.

Основная обмотка (одна фаза) включена в электрическую цепь постоянно, а управляющие обмотки (другая фаза), включенные навстречу друг другу, подключены к соответствующим контактам жидкостного переключателя.

Жидкостной переключатель 3 является чувствительным элемен­том механизма горизонтальной коррекции. Он представляет собой сосуд, заполненный токопроводящей жидкостью, в которую поме­щены три контакта. Находящийся в сосуде пузырек воздуха оди­наково перекрывает верхние контакты при горизонтальном поло­жении переключателя.

Рис. 4.24. Гироагрегат ГА-1: I — гироскопический узел; II — механизм горизонталь­ной коррекции; III — азимутальный широтный мотор- корректор; IV — двухканальный сельсин-датчик; V «• узел согласования по азимуту; VI — узел отработки гироскопа по крену; /—главная ось гироскопа; 2 «=- внутренняя рама гироскопа; 3 — жидкостной переклю­чатель; 4 —- двигатель; 5 — мотор отработки; 6 элек­тромагнитная муфта

К среднему контакту переключателя подведено напряжение пе­ременного тока, а к двум крайним контактам подключены управ­ляющие обмотки коррекционного мотора.

Жидкостной переключатель укреплен на внутренней раме гиро­скопа и управляет токами в обмотках коррекционного мотора сле­дующим образом. Когда главная ось гироскопа расположена гори­зонтально, воздушный пузырек перекрывает одинаково оба элек­трода. Проводимость при этом будет одинакова, а токи в управ­ляющих обмотках равны, но направлены в противоположные

стороны. Поэтому момент горизонтального коррекционного мотора будет равен нулю.

Если ось гироскопа отклонится от горизонтального положения, то жидкостной переключатель также выйдет из горизонтального положения, а пузырек воздуха в нем сместится. При этом один из контактов переключателя покроется жидкостью, а другой, наобо­рот, изолируется пузырьком воздуха от нее.

По управляющей обмотке мотора-корректора, соединенной с контактом, покрытым жидкостью, потечет больший ток, чем в об­мотке, соединенной с контактом, изолированным от жидкости пузырьком воздуха. В результате неравенства токов в роторе мо­тора-корректора создается вращающееся магнитное поле, направ­ление которого определяется наклоном главной оси гироскопа. Мо­тор-корректор наложит момент на ось внешней рамы гироскопа, который вызовет прецессию внутренней рамы к горизонтальной плоскости. Действие коррекционного момента прекратится, как только ось гироскопа и жидкостной переключатель займут гори­зонтальное положение. Чувствительность жидкостного переключа­теля составляет 5—10 угловых минут.

Азимутальный широтный мотор-корректор является исполни­тельным элементом механизма азимутальной коррекции курсового гироскопа. Механизм азимутальной коррекции предназначен для компенсации суточного вращения Земли. В основу устройства ме­ханизма положено также свойство прецессии. В гироагрегате ГА-1М внешний момент к внутренней оси гироскопа приклады­вается с помощью электромотора, питание которого осущест­вляется напряжением, пропорциональным вертикальной состав­ляющей угловой скорости вращения Земли. Напряжение питания

на мотор подается с пульта управления. Электрическая схема ме­ханизма азимутальной коррекции гироскопа прйведена на рис. 4.26. Она состоит из мостового датчика сигналов I, азимутального мо­тора-корректора III и термокомпенсатора II. Мостовой датчик сиг­налов расположен на пульте управления. Он предназначен для питания управляющей обмотки 5 мотор-корректора. Мостовой дат­чик имеет два потенциометра — широтный 2 и поправочный 3 и два

Рис. 4.26. Электрическая схема механизма азимутальной кор­рекции гироскопа: I — мостовой датчик сигналов; II термокомпенсатор; III — азимуталь­ный мотор-корректор; 1 — подстроечный реостат; 2 — широтный по­тенциометр; 3 — поправочный потенциометр; 4 — добавочный реостат; 5 — управляющая обмотка двигателя

реостата — подстроечный 1 и добавочный 4. Поправочный потен­циометр служит для регулировки напряжения, подаваемого на управляющую обмотку двигателя при разбалансировке гироскопа в процессе эксплуатации. Он имеет на пульте управления шлиц со шкалой. Поворот шлица на одно деление позволяет компенсиро­вать инструментальную погрешность гироскопа (собственный уход) за счет разбалансировки, равной ±2 град/ч.

Принцип работы широтного корректора сводится к следую­щему. При установке на пульте управления значения широты ме­ста самолета с движка широтного потенциометра 2 на управляю­щую обмотку 5 статора мотор-корректора подается соответствую­щее напряжение. Взаимодействие вращающегося магнитного потока статора стоками, наведенными в роторе, который располо­жен на горизонтальной оси гироскопа, создает момент, вызываю­щий прецессию гироскопа с угловой скоростью o)3sin ср. Чтобы ис­ключить ошибки в коррекции, вызываемые изменением темпера­туры внешней среды, питание на управляющую обмотку мотор-кор — рект’ора с мостового датчика подается через термокомпенсатор.

Двухканальный сельсин-датчик состоит из грубого и точного каналов. Грубый канал позволяет снять сигнал курса с точностью 45′. Совместная работа точного и грубого каналов позволяет повы­сить точность выдачи сигнала курса до 15′.

К грубому каналу можно подключить семь потребителей, к точ­ному каналу — не более трех потребителей. Роторы грубого и

точного сельсинов закреплены на внешней раме гироскопа, а их статоры — во вращающемся корпусе на дополнительной раме.

Узел согласования по азимуту служит для осреднения курса, выдаваемого магнитным или астрономическим датчиком. Он со­стоит из отрабатывающего двигателя 5 с редуктором и электромаг­нитной муфты 6 (рис. 4.24). Работу узла рассмотрим для случая осреднения им магнитного курса. В этом случае отрабатывающий двигатель является исполнительным элементом дистанционной пе­редачи курса от индукционного датчика на указатель. Если бы скорость этой передачи была мгновенной, то любое малейшее из­менение магнитного курса, связанное с влиянием на чувствитель­ный элемент кратковременных ускорений, крена и других причин, немедленно поступало бы на указатель, заставляя постоянно колебаться его стрелку (шкалу). Для исключения этого недостат­ка степень редукции от двигателя на статор сельсина-датчика взята, такой, чтобы обеспечить малую скорость согласования. Од­нако и очень малой скорость согласования брать нельзя, так как шкала (стрелка) указателя будет отклоняться от магнитного курса за счет скорости собственного ухода главной оси гироскопа в плос­кости горизонта. Поэтому скорость согласования берут равной 2— 5 град/мин. Такая скорость согласования обеспечивает в прямоли­нейном полете, во-первых, устойчивое положение стрелки (шкалы) указателя магнитного курса, так как малые изменения магнитного курса не передаются на указатель («затухают» в редукторе), а во — вторых, за счет дистанционной связи сельсина-датчика гироагре­гата с указателем рыскания самолета на курсе мгновенно пере­даются на указатель, то есть фактическое изменение курса реги­стрируется немедленно.

Таким образом, в результате работы узла согласования по ази­муту на указатель поступает не мгновенное, а осредненное значе­ние магнитного курса. Этот курс иногда называют гиромагнитным курсом (ГМК).

Аналогично работает узел согласования и при’связи с астроно­мическим датчиком курса. Электромагнитная муфта узла согласо­вания служит для увеличения скорости согласования. При сраба­тывании муфты (кнопка согласования на пульте управления на­жата) скорость согласования за счет изменения степени редукции от двигателя отработки на сельсин-датчик увеличивается до 10 град/с, то есть указатель будет регистрировать мгновенное зна­чение курса, выдаваемое индукционным или астрономическим дат­чиком.

Узел отработки гироскопа по крену (рис. 4.27) предназначен для того, чтобы непрерывно удерживать плоскость измерения курса в горизонтальном положении. Это достигается за счет допол­нительной рамы, в которой закреплена внешняя рама кардана. Поворот дополнительной рамы осуществляется за счет работы сле­дящей системы «центральная гировертикаль — гироагрегат». Сле­дящая система состоит из кольцевого потенциометра 1, располо­женного на дополнительной раме 2 гироскопа, двигателя отра-

ботки 3 с редуктором 4, укрепленного на корпусе 5 гироагрегата, и потенциометра-датчика 6 углов крена центральной гировертикали.

При поперечных кренах самолета сигнал рассогласования сни­мается с потенциометра 1 гироагрегата, подается на вход усили­теля и после усиления — на двигатель отработки 3 дополнительной рамы. Последний через редуктор отрабатывает дополнительную раму в сторону, противоположную крену, до согласованного поло­жения с потенциометром центральной гировертикали. Скорость со­гласования не менее 20 град/с, пределы отработки угла крена

±55°. Таким образом, за счет применения узла отработки по крену гироскопический узел постоянно удерживается в горизонтальной: плоскости.

Для повышения работоспособности гироагрегата при отрица­тельных температурах в нем устанавливается обогрев с терморегу­лятором, который обеспечивает поддержание температуры под ко­жухом + 40° С при наружной температуре —60° С. Корпус прибора: закрыт кожухом, в верхней части которого имеется смотровое окно, предназначенное для наблюдения за отработкой гироскопического узла по крену. Здесь же нанесена стрелка с надписью «Направле­ние полета», показывающая, в каком направлении необходимо ориентировать гироагрегат при установке его на самолет.

Указатель штурмана УШ-1 (рис. 4.28) предназначен для инди­кации курсов, пеленгов и углов разворота самолета; курсовых углов и пеленгов радиостанции; ввода магнитного склонения и

азимутальной поправки Аа, а также для выдачи сигналов курса потребителям.

Указатель штурмана — комбинированный прибор. Он имеет сле­дующие основные узлы и механизмы: узел следящей системы курса, узел дистанционной связи с сельсином-датчиком радиоком­паса, узел выдачи сигналов курса потребителям, механизм ввода магнитного склонения.

Рис. 4.28. Указатель штурмана УШ-Ь 1 — сельсин-приемник; 2 — двигатель; 3 — курсовая шкала; 4 — кремальера; 5 —боковая шкала; 6 — подвижный индекс; 7 — бесконтактный сельсин-при­емник; 8 — стрелка; 9 — сельсин-датчик; 10 — потенциометр-датчик

Воспроизведение сигнала курса осуществляется следящей систе­мой, в которую входят сельсин-приемник 1 указателя, один из ка­налов усилителя, отрабатывающий двигатель 2 с редуктором. Дат­чиком следящей системы является грубый канал сельсина-датчика гироагрегата. Ось рото’ра сельсина-приемника с помощью шестерен связана с курсовой шкалой 3 указателя, по которой против тре­угольного индекса отсчитывается курс самолета. В показания курса может быть введена поправка в пределах ±50° путем пово­рота статора сельсина-приемника с помощью кремальеры 4. Вели­чину введенной поправки отсчитывают по боковой шкале 5 указа­теля против индекса 6, механически связанного со статором сель­сина-приемника.

Узел дистанционной связи с сельсином-датчиком радиокомпаса состоит из бесконтактного сельсина-приемника 7, на оси ротора которого имеется стрелка 8, показывающая по шкале курсов пе-

ленг радиостанции, а по неподвижной шкале — ее курсовой угол. Статор сельсина соединен со статором сельсина-датчика радиоком­паса, образуя следящую систему, работающую в индикаторном режиме.

Выдача сигналов курса потребителям осуществляется на по­стоянном и переменном токе. Для этого в указателе имеется сель­син-датчик 9 и потенциометр-датчик 10. Ротор сельсина-датчика запитывается переменным, а обмотка потенциометра •— постоянным током. Со статора сельсина выдаются сигналы курса на перемен­ном токе, со щеток потенциометра — на постоянном токе.

Погрешность выдаваемых сигналов курса 0,5° со статора сель­сина-датчика и 2° —с потенциометра относительно показаний шкалы указателя.

Указатель УГА-ІУ (рис. 4.29) -—двухстрелочный указатель с размещенным в нем полупроводниковым усилителем — является вспомогательным прибором, позволяющим летчику или штурману определить необходимость коррекции • гироагрегата, работающего в режиме гирополукомпаса.

На стрелку «Г» указателя всегда выдается сигнал с того гиро­агрегата, который корректируется от индукционного датчика, т. е. гиромагнитный курс, а на стрелку «А» автономно поступает курс от астрономического курсового прибора.

Связь указателя с коррекционным механизмом сельсинная. Статор сельсина-приемника закреплен в корпусе указателя, ротор же установлен на оси, которая имеет стрелку «Г». Сигнал рассо­гласования снимается с ротора сельсина-приемника, усиливается в усилителе указателя и подается на двигатель, который через ре­дуктор поворачивает ротор, а вместе с ним и ось до согласованного

положения. Для связи с астрономическим курсовым прибором ука­затель имеет сельсин-приемник, работающий в индикаторном ре­жиме. На оси его ротора насажена стрелка «А».

Пульт управления ПУ-1 (рис. 4.30) предназначен для управле­ния работой курсовой системы.

На передней панели пульта смонтированы:

— переключатель режимов работы с тремя положениями:

«МК» — статор сельсина-датчика гироагрегата корректируется от индукционного датчика; «ГПК» — гироагрегат работает в качестве гирополукомпаса; «АК» — статор сельсина-датчика гироагрегат’а корректируется от астрономиче­ского курсового прибора;

— задатчик курса; если необ­ходимо развернуть шкалу указа­теля УШ-1 с большой скоростью, ручка задатчика поворачивается на угол больше 90°; для точной установки шкалы указателя руч­ка задатчика поворачивается на угол, меньший 90°;

— кнопка согласования для включения электромагнитной муфты узла согласования по ази­муту;

•— рукоятка «Широта» для ввода географической широты места; шкала разградуирована от 0 до 90°;

— шлицы поправочных потен­циометров со шкалами; поворот шлица на одно деление шкалы компенсирует инструментальную ошибку (собственный уход) гиро­скопа в среднем до ±2 град/ч;

— переключатель «Сев. —

Южн.» («Северное полушарие —

Южное полушарие»); при поста­новке переключателя в положе­ние «Южн.» меняется фаза пита­ния мостов широтной коррекции на 180°;

— переключатель «Осн. (основной) — Зап. (запасный)» служит для подключения указателей и потребителей сигнала курса к ос­новному или запасному гироагрегату.

Ш

/

В отличие от пульта управления ПУ-1 на пульте управления ПУ-2 отсутствует переключатель «Осн. — Зап.» и один поправоч­ный потенциометр.

Усилитель У-11 предназначен для усиления и преобразования сигналов тока, поступающих от следящих систем.

Блок-реле БР-1 служит для электрических соединений агрега­тов и коммутации сигналов при работе курсовой системы в различ­ных режимах.