Инерциальная курсовертикаль ИКВ-72

 

Инерциальная курсовертикаль ИКВ-72 представляет собой конст­руктивное объединение курсового гироагрегата и гировертикали, кор­рекция которой обеспечивается не жидкостными маятниками, а более точными инерциальными методами по сигналам интегральной кор­рекции.

ИКВ-72 предназначена для использования в пилотажно-навигационных комплексах в качестве датчика курса, крена и тангажа. ИКВ-72 обеспечивает: определение гироскопического курса, тан­гажа и крена, абсолютного вертикального ускорения; азимуталь­ной угловой скорости; формирование составляющих путевой ско­рости по двум горизонтальным осям платформы, свободной в ази­муте; выработку сигналов «Исправность» курсовертикали, «Готовность» курсовертикали, «Исправность курса» и «Исправность вертикали».

В комплект ИКВ-72 входят: гиростабилизированная платформа, усилители БУ-25, БУ-26, БУ-27, У-П2 и генератор напряжении, рас­положенные в герметичной части; блоки встроенного контроля БВК-3 и БВК-4, блок питания БП-33-1, согласующее устройство УС-21, ста­билизатор напряжения и блок запоминающего устройства, располо­женные в негерметичной части.

 

Основные эксплуатационные данные ИКВ-72:

 

погрешность измерения ψ_г в диапазоне O...36O⁰ (режим «Свободной в азимуте» платформы) — 0,3 °/ч;

погрешность выдерживания вертикали за 1 ч работы — 0,5°;

погрешность определения абсолютного вертикального ускоре­ния — 1%;

погрешность измерения составляющих абсолютной скорости по двум горизонтальным осям гироплатформы за 1 ч работы — 80 м/с.

Время готовности с момента подачи питания не более 10 мин в любых эксплуатационных условиях. Курсовертикаль выполнена в виде самостоятельной функциональной системы.

Гироскопическая платформа обеспечивает положение осей чувст­вительности акселерометров в заданных направлениях относительно Земли и выдает данные об угловых положениях ЛА в виде сигналов датчиков, в качестве которых используются синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы (СКТ).

Блок усилителей БУ-25 усиливает сигналы гироскопической ста­билизации платформы по трем основным осям, обеспечивает работу следящей системы внешней рамы крена, участвует в начальной вы­ставке платформы в плоскости горизонта и в азимуте, контролирует работоспособность канала стабилизации и внешней рамы и выдает сиг­нал отказа.

Блок усилителей БУ-26 усиливает сигналы с акселерометров по на­пряжению, интегрирует их и перед подачей на датчики моментов усили­вает по мощности.

Блок усилителей БУ-27 служит для предварительного усиления сигналов с датчиков углов гироскопов и акселерометров. Усилитель электрической пружины У-178 предназначен для работы в системе межрамочной коррекции курсового гироскопа Г2.

Блоки встроенного контроля БВК-3 и БВК-4 обеспечивают конт­роль работы курсовертикали, переключение режимов работы и вы­дачу сигналов ее состояния.

Генератор ГН-14 вырабатывает питание для гиромоторов, обмоток возбуждения датчиков углов гироскопов и акселерометров.

Блок питания БП-33-1 выдает вторичное питание усилителям курсовертикали при использовании в качестве основного источника 115 В, 400 Гц с резервированием от +27 В на случай кратковремен­ного пропадания напряжения.

Согласующее устройство УС-21 развязывает выходы крена, танга­жа и курса.

Стабилизатор напряжения выдает опорное напряжение +10 В.

Блок запоминающего устройства компенсирует постоянную со­ставляющую скорости дрейфа курсового гироскопа.

Основным устройством ИКВ-72 является пространственная четырехрамочная гиростабилизированная платформа (рис. 10.4). Она представляет собой трехосный гиростабилизатор с дополнительной следящей рамой, которая обеспечивает невыбиваемость платформы при любых эволюциях ЛА. Кардановый узел платформы состоит из рамы внутреннего крена, рамы тангажа, следящей рамы и собственно платформы, на основании которой расположены два гироскопа типа ГВК-3 и три акселерометра типа ДА-10. Гироскоп Г1 с вертикально расположенным вектором кинетического момента Н₁ обеспечивает стабилизацию по осям крена и тангажа, т. е. выполняет роль датчика гировертикали. Гироскоп Г2 с горизонтально расположенным векто­ром кинетического момента Н₂ обеспечивает стабилизацию в азимуте, т. е. является датчиком курсового гироагрегата. Платформа подвешена к раме внутреннего крена на радиальных шариковых подшипниках.

Гироскоп типа ГВК — динамически настраиваемый с внутренним карданом и двухфазным гистерезисным двигателем. Он имеет две пары полюсов. Синусно-косинусные трансформаторы СКТ ψ, СКТ υ и СКТ γ являются датчиками угловых отклонении ЛА относительно гиростабилизированной платформы и крепятся на осях вращения рам с одной стороны. С другой стороны осей крепятся безредукторные датчики моментов типа ДМ-5, обозначаемые на рис. 10.3 ДС.

Рассмотрим процесс стабилизации в азимуте относительно оси Оε. При возникновении внешнего возмущающего момента Mε гиро­скоп Г2 начнет прецессировать и с датчика угла Ду1 через усилитель выдается сигнал на датчик моментов ДмЗ. Последний разовьет момент, равный моменту Mξ, но противоположный по знаку, и гироплатформа будет стабилизирована по углу ψ. Для невыбиваемости платформы, которая обеспечивается перпендикулярностью рам крена и тангажа, предусмотрена следящая система внешней рамы крена, состоящая из СКТ Yвн усилителя внешней рамы УВР и датчика моментов Дс4.

Для стабилизации платформы в плоскости горизонта при любых углах поворота ЛА в азимуте предусмотрен преобразователь коорди­натный ПК, установленный на вертикальной оси карданова подвеса. Он является распределителем сигналов с датчиков углов гироскопа Г1 через соответствующие усилители У1 и У2 на двигатели стабилизации Ml и М2 в зависимости от углов поворота платформы в азимуте.

Рис.10.4 Кинематическая схема гироплатформы инерциальной системы ИКВ-72

Акселерометр ДА-10 маятникового типа в «сухом» исполнении с индукционным датчиком углов и катушкой обратной связи, на кото­рую подается напряжение постоянного тока, вырабатывает сигналы, пропорциональные измеряемому ускорению. Акселерометры установлены на платформе так, что их оси чувствительности образуют трехгранник OXYZ. Акселерометры А_х и А_у выдают сигналы, на основе которых определяются составляющие абсолютной скорости ЛА; ак­селерометр А_z служит для выдачи сигнала, пропорционального вер­тикальному ускорению ЛА. В акселерометре (рис. 10.5) маятник 2, укрепленный на цапфах в опорах 1, под действием инерционных сил перемещается вдоль оси чувствительности вместе с роторной катушкой индукционного датчика угла 3 относительно статорных катушек 4. Вследствие этого в роторной катушке будет наводиться ЭДС, значе­ние которой пропорционально перемещению маятника, а ее фаза за­висит от направления перемещения. Эта ЭДС поступает в усилитель БУ-27, где предварительно усиливается, и далее на усилитель БУ-26, с выхода которого подается в виде напряжения постоянного тока на обмотку катушки обратной связи 6. Магнитное поле, возникающее вокруг катушки обратной связи, взаимодействует с полем постоянного магнита 5, укрепленного на корпусе. В результате этого взаимодей­ствия создается сила, противодействующая инерционной силе маят­ника. При равновесии этих сил значение тока в катушке обратной связи будет пропорционально ускорению платформы, а направление тока определяется знаком ускорения. Для выработки составляющих интегральной коррекции гироплатформы и абсолютной скорости по­лета ЛА (см. рис. 10.4) сигналы акселерометров А_х и А_y подаются на аналоговые интеграторы АИ1 и АИ2.

Рис 10.5 Функциональная схема акселерометра ИКВ-72

Интеграторами являются усилители постоянного тока с большим коэффициентом усиления, охваченные емкостной обратной связью (рис. 10.6). Они работают в двух режимах при подаче сигналов: «Готовность» — в режиме интегратора; «—15 В ТВ», определяющего начало точной выставки платформы, — в режиме апериодического усилителя с большим коэффициентом усиления k_y = R3/R1. Пере­ключение режимов происходит с помощью МОП-ключа, находящегося в элементе схемы Э1. В режиме интегратора сигнал акселерометра сни­мается с резистора Rи, и поступает на вход 1 интегратора АИ, в ре­жиме усилителя емкость С шунтируется резистором R3 и на вход уси­лителя идет сигнал после первого каскада усиления блока БУ-26.

Рассмотрим режимы работы системы ИКВ-72. При включении пи­тания на курсовертикаль подаются: переменное однофазное напряже­ние 115В, 400 Гц, постоянное напряжение 27В, переменное трех­фазное напряжение 36 В, 400

Гц. При этом блоками встроенного конт­роля БВК-3 и БВК-4 вырабатываются сигналы «Исправность». «Ис­правность курса» и «Исправность вертикали», поступающие в нави­гационный комплекс, и происходит автоматическая подготовка курсовертикали к работе, которая состоит из двух этапов: ускоренный выход (УВ) платформы в горизонт и в азимуте и точная выставка (ТВ) платформы.

.

Рис 10.6 Схема интегратора акселерометра

Этап УВ обеспечивает быстрое согласование платформы относи­тельно корпуса курсовертикали. Для этого в каналах крена, тангажа и курса на рис. 10.7 показана схема канала крена, остальные схемы аналогичны. С помощью реле Р2 и Р1 на роторные обмотки СКТ γвн, СКТ # и СКТ Ч> подается питание 20 В, 12 КГц вместо 36 В, 400 Гц рабочего режима. Сигналы с синусных обмоток статоров СКТ γвн и CKTψ, где связи обозначены пунктирными линиями, идут на усилители стабилизации У2 и УЗ и далее на двигатели ста билизации М2 и МЗ, которые разворачивают платформу так, чтобы обнулить сигналы с синусных обмоток ротора. Сигнал с синусной об­мотки СКТ суммируется в усилителе стабилизации У1 с сигналом ак­селерометра А_х. В результате Ml отрабатывает раму тангажа так, чтобы сигнал с акселерометра А_х был минимальным. Усилитель УВР на этапе УВ получает сигнал от СКТ γвн и акселерометра Ау, застав­ляя внешнюю раму с помощью двигателя

Рис 10.7 Схема канала крена УВ.

стабилизации М4 принять согласованное положение. Этап ускоренного выхода платформы длит­ся около 1 мин, после чего по сигналу с БВК-4 начинается радиальная коррекция платформы или режим точной выставки. Одновременно с началом радиальной коррекции начинает работать гироскопическая стабилизация, описанная выше.

В режиме радиальной коррекции (рис. 10.8) с БВК-4 выдается сигнал «—15В ТВ» и сигналы с датчиков акселерометров А_х и A_v поступают на аналоговые усилители интеграторов, в которых отклю­чена обратная связь, т. е. оси работают в качестве апериодических усилителей, После усиления сигналы поступают на датчики моментов Дм1 и Дм2 гироблока П. Последний заставляет прецессировать плат­форму с акселерометрами к положению, перпендикулярному вектору кажущейся скорости, который равен сумме векторов ускорения от си­лы тяжести и ускорения, определяемого изменением величины и на­правления скорости движения ЛА.

Рис 10.8 Схема канала тангажа(крена) в режиме радиальной коррекции.

При этом в канале курса (см. рис. 10.4) сигналы с синусной обмотки СКТ ψ последовательно пода­ются на усилитель УК и усилитель датчика моментов Дм1 гироскопа Г2. В итоге платформа стабилизируется по азимуту согласно произ­вольно направленному вектору кинетического момента Н2, гироблока Г2. Радиальная коррекция заканчивается тогда, когда сигналы с ак­селерометров близки к нулю. В результате реализации этого режима измерительные оси акселерометров будут находиться в горизонтальной плоскости с точностью до 3'. Для выработки сигнала «Готовность» сигналы с акселерометров поступают в БВК-3 (рис. 10.9, а), где обес­печивается контроль цепей коррекции.

Рис 10.9 Функциональные схемы контроля БВК-3:

а-контроль цепей коррекции и выдача сигнала (Готовность), б-контроль блока питания по напряжению +5В, в- конроль напряжения генератора ГН-14, г- контроль работы СКТ.

Этот контроль производится по условию, что сумма квадратов выходных сигналов коррекции должна быть равна квадрату напряжения U₀, соответствующего угловой скорости вращения Земли, т. е.

(10.7)

При выполнении условия (10.7) БВК-3 выдает сигнал «Готовность» и с помощью БВК-4 производится переключение работы курсовертикали в рабочий режим. В рабочем режиме, курсовертикаль свободна в азимуте, так как ССКТ ψ отключен от усилителя УС. В горизонтальной плоскости платформа удерживается с помощью сигналов ин­тегральной коррекции, т. е. с помощью гироскопа Г1 (см. рис. 10.4), на который накладываются моменты коррекции, пропорциональные интегралам от горизонтальных составляющих абсолютных ускорений акселерометров А_x, и А_y. Причем параметры контура коррекции «аксе­лерометр—интегратор—гироскоп» выбраны так, что он имеет период Шулера, равный 84,4 мин.

Компенсация постоянной составляющей скорости дрейфа курсово­го гироскопа обеспечивается блоком запоминающего устройства. Принцип действия этого устройства заключается в том, что в режиме «Настройка» при скорости ЛА, равной нулю, на его вход поступают напряжение, пропорциональное угловой скорости вращения Земли U_o, и напряжение U_o + Δ, где Δ — величина дрейфа курсового гиро­скопа, определяемая из выражения (10.8). На компараторе запоми­нающего устройства происходит сравнение этих напряжений и опре­деление Δ, которое преобразуется в двоичный параллельный код и запоминается в рассматриваемом блоке. При переходе курсовертикали к рабочему режиму сигнал компенсации постоянной составляющей скорости дрейфа курсового гироскопа в виде постоянного напряжения подается на соответствующий датчик моментов Дм2 до следующего ре­жима «Настройка».

Курсовертикаль имеет специфичный встроенный контроль, ко­торый не только контролирует параметры курсовертикали, обнаружи­вает ее основные неисправности во время предстартовой подготовки и в полете, но и обеспечивает управление режимами ее работы. Основны­ми блоками курсовертикали, обеспечивающими встроенный контроль и выработку сигналов для переключения режимов работы, яв­ляются блоки БВК-3 и БВК-4. К особенностям встроенного контроля, обеспечивающего работу курсовертикали, относятся следующие: фик­сируются и запоминаются все наиболее вероятные неисправности сис­темы; характеристики элементов встроенного контроля не снижают общей надежности курсовертикали; контроль полностью независим от внешней информации; какая-либо неисправность приводит к сня­тию сигнала «Исправность», индицируемому в навигационный комп­лекс (в частности, в БСКВ) по каналу работы конкретной курсоверти­кали.

БВК-3 предназначен для формирования сигналов отказов блока питания, блока генераторов, CKT ψ, СКТ υ и СКТ γ. Для контроля работы СКТ должно обеспечиваться следующее условие:

(10.8)

Сигнал с синусной обмотки СКТ у более 0,8В приводит к выдаче сигнала отказа.

Сигналы отказов, формируемые БВК-3, подаются на БВК-4. Ту­да же поступают сигналы с датчиков отказов БУ-26, блока питания при кратковременном отключении напряжения +27В и +15В и т. д. С помощью логических элементов временной задержки и управ­ляющих реле в БВК-4 формируются сигналы состояний ИКВ: «Исправность вертикали», «Исправность курса», «Исправность», «Готов­ность» и сигналы, обеспечивающие реализацию режимов. При назем­ной подготовке курсовертикали системы встроенного контроля выда­ют информацию об ее состоянии и прохождении всех подготовительных режимов. По сигналу «Готовность» курсовертикаль переводится в рабочий режим. Общий отказ системы и отказы блока питания, гене­ратора ГН-14, системы стабилизации, системы коррекции выдаются на соответствующие сигнализаторы отказов, которые хранят информацию об отказе даже после выключения питания курсовертикали. Сигналы отказов блоков и неисправных цепей можно проконтролировать через контрольный штепсельный разъем.

 

Инициальная система И-11

Инерциальная система И-11, применяемая на самолете Ил-62, является полуаналитической ИНС со свободной в азимуте ориента­цией осей. Эта система автономная и позволяет решать задачи самоле­товождения.

Инерциальная система И-11 обеспечивает:

-автономное или совместно с системой автоматического управления выполнение полета по маршруту в соответствии с программой, вве­денной в нее перед полетом или в полете (программируется до девяти участков маршрута);

-непрерывное автоматическое вычисление и индикацию текущего места ЛА в географической (φ и λ) и ортодромической (φ₀, λ_о) системах;

-формирование и индикацию заданного путевого угла (ЗПУ) и бо­кового уклонения ΔZ от заданного направления маршрута;

-формирование и индикацию путевой скорости V_n и угла сноса (УС)

-определение и индикацию времени полета Т и оставшегося рас­стояния Soc до очередного промежуточного пункта маршрута (ППМ);

-определение и индикацию путевого угла (ПУ) и истинного курса ψ;

-вычисление и индикацию направления δ_в и скорости (U) ветра;

-ручную коррекцию частноортодромических координат места ЛА;

-индикацию географических координат и номеров ППМ введенных в систему, индикацию показателя готовности системы к работе, сигна­лов компенсации уходов гироскопов и составляющих путевой скорости VпN и VпE в цифровой форме.

Входными сигналами И-11 являются ИВС V и абсолютная высота Набс, выдаваемые СВС.

В И-11 входят (рис. 10.10) гироскопическая платформа ПГ-1В-11, блок электроники БЭ-3, блок автоматики БА-20, блок специализиро­ванного питания БСЛ-5, пульт управления ПУ-36, цифровой вычислительный комплекс ЦВК и аккумуляторная рама Р-3.

В свою очередь, ЦВК состоит из устройства ввода индикации
УВИ, аналого-цифрового блока связи АЦБС и специализированного
вычислительного устройства СВУ.

В кабине _Экипажа размещены: ПУ-36, УВИ переключатель «Управление от И-11», кнопка «Сброс отказа И-11», светосигнальное табло «Управл. от И-11».

Погрешность определения текущих географических координат φ и λ за 7 ч работы системы И-11 составляют: по боковому 37 км по дальности 46 км. Время готовности системы при температуре окружающей среды +20 °С не более 35 мин.

Основные блоки системы. Гироскопическая ПГ-1В-11 обеспечивает положение осей чувствительности акселерометра в заданных направлениях относительно Земли и формирует с помощью акселерометров для ЦВК сигналы а_х, а_у и a_z, пропорциональные уско­рениям, действующим на платформу, выдает данные об угловых по­ложениях ЛА в виде сигналов с датчиков углов Ду_х, Ду_у, Ду_z на блок БЭ-3 и в режиме «Курсовертикаль» вырабатывает сигналы тангажа υ и крена γ ЛА.

Блок электроники БЭ-3 осуществляет усиление сигналов с датчи­ков углов Ду_х, Ду_у и Ду_z в каналах стабилизации по курсу, тангажу и крену и выдачу управляющих сигналов на двигатели стабилизации ψ, υ, γвн, γнар, а также арретирование и термостабилизацию гиро­скопов, платформы и собственно блока электроники.

Блок автоматики БА-20 интегрирует сигналы акселерометров а_х, а_у и а_z и преобразует их в импульсы Q_x, Q_y и Q_z, воспринимаемые ЦВК, преобразует управляющие сигналы ЦВК и выдает на датчики моментов гироскопов сигналы, пропорциональные угловым скорос­тям ω_х, ω_y и ω_z, а также обеспечивает прохождение режимов «Выставка», «Навигация», «Курсовертикаль» и встроенный контроль ис­правности гироплатформы. Цифровой вычислительный комплекс ЦВК на основе информации, получаемой в различных датчиков, на основе жесткой программы вы­числений обеспечивает предполетную подготовку и работу системы И-11, решение задач самолетовождения с высокой точностью и конт­роль работы системы.

Аналого-цифровой блок связи АЦБС обеспечивает преобразова­ние исходных данных, поступающих с блока УВИ и аналоговых дат­чиков системы, в код и выдает их для последующих вычислений в блок СВУ, преобразование кодовой информации с выхода СВУ в ана­логовые сигналы и для ее индицирования на УВИ.

Специализированное вычислительное устройство СВУ на основа­нии исходных данных и жесткой программы непосредственно решает задачи самолетовождения и обеспечивает работу системы И-11.

Устройство ввода и индикации УВИ позволяет набирать и вводить исходные данные и индицирует навигационные параметры.

Пульт управления ПУ-36 обеспечивает включение системы, управ­ление режимами работы и методами выставки платформы и также да­ет возможность определить состояние системы.

Блок специализированного питания БСП-3 вырабатывает специа­лизированное питание, необходимое для обеспечения работоспособ­ности системы.

Аккумуляторная рама Р-3 является аккумуляторной батареей, которая обеспечивает непрерывность питания И-11 постоянным то­ком напряжением 27В и исключает снижение питающего напряже­ния ниже +27 В. Время работы системы аккумулятора не более 1 мин. Основой И-11 является пространственная гиростабилизированная четырехрамочная платформа ПГ-1В-11. Основным достоинством та­кой схемы являются: большие углы прокачки платформы и рам, ком­пактность и жесткость самой платформы. Платформа установлена на ЛА так, как показано на рис. 10.11. Наружная рама /, ось 0Y которой ориентирована вдоль строительной оси ЛА, называется рамой наруж­ного крена. Рама 2, ось вращения ОХ которой перпендикулярна оси 0Y, называется тангажной. Следующая рама 3 — внутреннего кре­на. Рама 4, ось 0Z вращения которой перпендикулярна осям ОХ и ОY, — рама курса. На платформе П, связанной с рамой курса, разме­щены два трехстепенных астатических гироскопа Г1 и Г2 типа ГПА-20 и три акселерометра А_х, А_y, А_z типа ДА-1. В качестве датчиков уг­ловых отклонений ЛА относительно положения платформы исполь­зуются синусно-косинусные трансформаторы СКТ ψ, СКТ υ и СКТ γ с двухступенчатым отсчетом углов (грубый и точный - на рис. 21.8 СКТ с точным отсчетом углов обозначен звездочкой).

 

Рис 10.10. структурная схема инерциальной систему И-11

 

Акселерометры установлены так, чтобы их оси чувствительности были взаимно перпендикулярны и образовали трехгранник OXYZ. Акселерометры А_хи А_у выдают информацию для решения навигационных задач, А_г служит для выдачи сигналов, пропорциональных вер­тикальному ускорению. Ось кинетического момента Н₂ гироскопа Г2 (восточного) ориентирована на оси ОХ, ось кинетического момента Н₁, гироскопа Г1 (северного) ориентирована по оси ОY. Гироскоп П прецессирует относительно осей ОХ и ОZ, а Г2 — относительно осей ОY и ОZ.

Стабилизация рам карданова подвеса осуществляется с помощью следящих систем. На осях рамок гироскопов установлены датчики моментов Дм. При подаче на них сигналов, формируемых ЦВК, об­разуются управляющие моменты М_ynp, приложенные к гироскопам по определенным осям. Под их действием гироскопы прецессируют и выдают сигнал с индукционных датчиков угла Ду через усилители стабилизации платформы УСП на двигатели отработки.

Под их действием платформа отслеживает направление векторов кинетических моментов Н_х и Н_у гироскопов. Стабилизация платформы в пространстве осуществляется раздельно по каждой оси ее карданова подвеса.

При эволюциях ЛА оси υ и γ_вн меняют свое положение в простран­стве и поэтому между датчиками угла Ду_х, Ду_y и следящими система­ми γвн и υ имеется преобразователь координат ПК ψ, связанный с осью ψ и распределяющий сигналы в зависимости от значения угла ψ.

Таким образом, гиростабилизированная платформа ориентирует оси чувствительности акселерометров в горизонтальной системе коор­динат OXYZ со свободной в азимуте ориентацией осей. Особенность такой системы состоит в том, что проекции угловой скорости трехгран­ника OXYZ на ось OZ, совпадающей с осью 0Z_г, географической системой координат, равны нулю,

Рис 10.11 кинематическая схема гироплатформы инерциальной системы И-11

Рис 10.12 Канал арретирования инерциальной системы И-11

т. е. оси ОХ и 0Y платформы не вра­щаются вокруг оси 0Z относительно инерциального пространства. Применение этой системы координат позволяет избавиться от основ­ного недостатка ИНС с географической системой координат —резкого увеличения ошибок при полетах Л А в высоких широтах, когда состав­ляющие ускорений, пропорциональные tgφ, быстро нарастают. Рас­сматриваемая платформа имеет еще одну особенность. Физическое мо­делирование осей трехгранника OXYZ осуществляется гироскопами Г1 и Г2, поэтому оси их кинетических моментов должны быть строго перпендикулярны. Для этого применяют канал арретирования, пред­ставленный на рис. 21.9. На вход усилителя арретирования У_ар с датчика Ду_z подается сигнал рассогласования между азимутальной осью гироскопа Г2 и азимутальной осью платформы. С выхода усили­теля сигнал поступает на Дмω_z2 и заставляет гироскоп Г2 прецессировать в азимуте до тех пор, пока не будет обеспечена перпендикуляр­ность кинетических моментов. Гироскоп ГПА-20 является поплавко­вым астатическим гироскопом с трехфазным синхронным гистерезисным гиромотором

ГСМ-1Б. Акселерометр ДА-1 относится к чувстви­тельным элементам маятникового поплавкового компенсационного типа, принцип действия которого основан на измерении инерционного момента с помощью электрической пружины.

Связь блоков, входящих в состав ЦВК, представ­лена на рис. 10.13. После подачи питания и команды с ПУ-36, опре­деляющей подрежим подготовки системы к полету в режиме «Выставка», нажатием соответствующих кнопок наборного поля УВИ вводятся исходные параметры и координаты. Вместе с этим в ЦВК поступают сигналы, пропорциональные приращению скорости и гироскопичес­кому курсу. На основании полученной информации ЦВК вычисляет и выдает управляющие сигналы и команды, которые обеспечивают функционирование И-11. По мере готовности системы на УВИ инди­цируется показатель готовности и выдается команда «Готовность». В режиме «Навигация» ЦВК вычисляет и выдает навигационные па­раметры, индицируемые на УВИ, и сигналы, обеспечивающие функ­ционирование системы. В наземном режиме «Контроль системы» ЦВК вычисляет расчетные координаты и сравнивает их с фактическими, выдавая в случае необходимости команду «Неисправность». СВУ яв­ляется цифровым вычислителем с жесткой программой с двоичной сис­темой кодирования чисел и команд.

Режимы работы системы И-П. В системе И-11 предусмотрены сле­дующие режимы работы: обогрев, выставка, навигация, контроль, Курсовертикаль. Переключение режимов производится подачей соответствующих команд с ПУ-36.

Рис 10.13 Функциональная схема цифрового вычислителя комплекса И-11

Режим «Обогрев». Этот режим предназначен для создания опреде­ленных температурных условий работы блоков и элементов системы. В гироплатформе применяется обогрев и термостатирование гироско­пов в диапазоне 7О...75°С, а также акселерометров и элементов бло­ков БА-20 и БЭ-3. Режим «Обогрев» производится перед режимом «Выставка» или одновременно с ним. При одновременном проведении этих режимов вначале включается режим «Обогрев», а затем при до­стижении температуры гироскопов (20 ± 5)°С происходит автомати­ческий переход на режим «Выставка». Система термостатирования работает во всех последующих режимах.

Режим «Выставка», Назначение режима «Выставка»: горизонтирование платформы ПГ-1В-11, т. е. приведение осей чувствительности акселерометров и гироскопов в плоскость горизонта; определение ориентации осей чувствительности акселерометров и гироскопов отно­сительно меридиана, т. е. определение начального азимутального угла платформы φ₀ (аналитическое гирокомпасирование); компенсация на­чального дрейфа платформы, причем полностью или частично. Режим «Выставка» определяется командой «Выставка» с ПУ-36 и командой «Вкл. система», формируемой в ПГ-1В-11 при достижении темпера­туры гироскопов (20 ± 5) °С. При этом на систему поступают напря­жения: 27 В; 200 В, 400 Гц; 36 В, 400 Гц и специализированные на­пряжения, вырабатываемые блоком БСП-5.

В И-11 предусмотрено три режима выставки: одинарное гирокомпа­сирование, двойное гирокомпасирование и выставка по заданному курсу. Процесс выставки производится автоматически и по мере про­хождения ее этапов на УВИ высвечивается цифровое значение сиг­нала «Признак готовности» (ПГ), соответствующее каждому этапу.

Одинарное гирокомпасирование является основным видом вы­ставки и состоит из трех подрежимов: грубая выставка, горизонтирование и выставка в азимуте или гирокомпасирование.

В подрежиме «Грубая выставка» происходит разгон гироскопов и осуществляется предварительное ориентирование платформы по сиг­налам СКТ-датчиков углов ψ, υ, γ (см. рис. 10.11). Сигналы с СКТ через усилители стабилизации платформы (УСП) блока БЭ-3 поступают на двигатели отработки Mψ, Мυ, Mγ, которые ликвидируют углы рассогласования между осями ЛА 0X_gY_gZ_g и осями платформы OXYZ. Во время прохождения подрежима «Грубая выставка» на УВИ высве­чивается значение ПГ «90». По окончании этого режима выдается команда «Горизонтирование» и на индикаторе УВИ появляется циф­ра «80».

Подрежим «Горизонтирование» осуществляет установку платфор­мы в плоскость горизонта по сигналам акселерометров. При этом за­действованы три измерительные цепи (рис. 10.14).

Рис 10.14 измерительные цепи, реализующие подрежим «горизонтирование»

Согласно рис. 10.14 акселерометры, распо­ложенные на платформе, при неподвижном ЛА выдают сигналы, пропорциональные углу отклонения платформы от плоскости гори­зонта. Эти сигналы а_х и а„ через усилители датчиков моментов УДм_у УДм_х поступают на датчики моментов Дм_у и Дм_х, под действием ко­торых гироскопы прецессируют и выдают сигналы с датчиков углов Ду_у и Ду_х. Эти сигналы через УСП подаются на двигатели следящих систем платформы, которые разворачивают ее до тех пор, пока не про­изойдет выставка платформы в плоскость горизонта. При этом сиг­налы с СКТ отключены. При несовпадении оси OY платформы со строи­тельной осью ЛА 0Хg сигнал с СКТ ψ поступает на фазочастотный выпрямитель (ВФЧ) и датчик моментов Дм_г гироскопа Г1, который начинает прецессировать. Его сигнал с Ду_z1 через УСП подается на двигатель Mψ, который отрабатывает платформу в азимуте до совме­щения оси 0Y платформы с осью OX_g ЛА.

Подрежим «Гирокомпасирование» начинается после окончания под­режима «Горизонтирование» и осуществляется с помощью ЦВК-В И-11 управление азимутальной осью гироплатформы аналогично управлению азимутальной осью любого гироагрегата курсовой сис­темы, т. е. угловая скорость ее движения в азимуте устанавливается равной угловой скорости вращения Земли для текущей широты местонахождения ЛА. Но реализовано оно с помощью более точных датчи­ков и аналитических расчетов на цифровом вычислительном устрой­стве. Задача гирокомпасирования — вычисление начального азиму­тального угла платформы ψ₀ (рис. 10.15).

Процесс подрежима «Гирокомпасирование» разбит на два этапа: грубое и точное гирокомпасирование. Прежде чем перейти к рассмотрению этих этапов,

Рис 10.17 Схема цифровой выставки платформы в азимуте

необходимо выяснить физические процессы про­исходящие при гирокомпасировании платформы. Считаем что платформа установлена на неподвижном ЛА, находящемся в точке О на широте ψ (рис. 10.16). Платформа выставлена в плоскость горизонта и повернута в азимуте вокруг оси 0Z на угол ψ. Вектор угловой скорос­ти Ω₃ суточного вращения Земли направлен по оси мира, наклоненной к плоскости горизонта на угол φ. Тогда составляющая ωx угловой скорости вращения платформы вместе с Землей будет

(10.9)

Поворот платформы вокруг оси ОХ с угловой скоростью ωx вы­зывает соответствующий наклон платформы на угол β. Так как на платформе установлен акселерометр, ось чувствительности которого направлена вдоль оси OY, то он будет фиксировать составляющую кажущегося ускорения а_кy — gβ, которая пропорциональна β, а значит, и величине ωx, или азимутальному отклонению платформы ψ_0. На этом и построено определение неизвестного ψ₀ на месте стоянки ЛА при запуске И-11.

В блок-схеме цифровой выставки платформы в азимуте (рис. 10.17) сигналы с датчиков поступают на компенсационный интегрирующий преобразователь (ПИК) и затем в виде импульсов подаются на ЦВК, где проходят звено динамической коррекции (ЗДК), умножаются на коэффициент передачи k₂/a и сравниваются с расчетными составляющими угловой скорости вращения Земли Ω₃. С ЦВК сигналы посту­пают на соответствующие датчики моментов платформы. Так как азимутальный угол выставки платформы ψ₀ вначале не известен, то принимают ψ₀ = 0 и вводят значения составляющих угловой скорости Земли, рассчитанные на основе этой величины. Вычисленные по формулам согласно блок-схеме сигналы угловых скоростей

(10.10)

и поданные на датчики моментов вызовут видимый уход платформы, так как истинный ψ0=^ψ₀. Этот уход вырабатывает сигналы с акселе­рометров, которые после интегрирования на ПИК определяют вели­чины скоростей V_x и V_y, зависящие от ψ₀. С целью повышения точ­ности определения V_x и V_y после переходных процессов их осредняют:

(10.11)

Время осреднения Т_оср = 200 с. При этом на УВИ высвечивается значение ПГ «60». На основе вычислений (10.11) производят расчет азимутального угла в первом приближении

(10.12)

Погрешность такого определения Δψ₀ = 3°. По найденному ψ₀ уточ­няют составляющие угловой скорости вращения Земли и вводят в систему. На УВИ высвечивается значение ПГ «50», которое с учетом переходных процессов длится 75 с.

Этап точного гирокомпасирования характеризуется уменьшением коэффициентов передачи и, как следствие, увеличением переходных процессов. Азимутальный угол ψ₀ непрерывно уточняется по формуле

(10.13)

При уточнении значения ψ решаются уравнения (10.10). В момент начала точного гирокомпасирования высвечивается значение ПГ «40», которое индицируется в течение 4мин. При окончании этого этапа значения ПГ уменьшаются и достигают «0»...«10».

Завершающий этап этого подрежима — балансировка горизонталь­ных осей платформы. Описанный процесс одинарного гирокомпаси­рования происходит при балансировочных сигналах по горизонталь­ным осям ОХ и OY, оставшихся в памяти у вычислителя от последнего двойного гирокомпасирования. Изменение дрейфа гироскопов с тече­нием времени по отношению к дрейфу, определенному при последнем двойном гирокомпасировании, вызывает нескомпенсированный уход гироплатформы.

Балансировка азимутальной оси OZ осуществляется в течение все­го времени предыдущего этапа. Балансировка горизонтальных осей ОХ и 0Y производится с учетом предыдущего определения баланси­ровочных сигналов после завершения этапа гирокомпасирования. Вычисление балансировочных сигналов проводится с помощью СВУ на основе определенных зависимостей. Но при одинарном ги