Работа СКЦ в режиме разгона ротора гироскопа

 

Для разгона ротора гироскопа перед пуском ракеты используется специальная система разгона, электронный блок которой размещен в ПМ 9П516, а исполнительные элементы на передней части трубы 9П39.

Для поддержания оборотов ротора гироскопа в полете используется система стабилизации оборотов ротора гироскопа(ССО), размещенная в ТГС.

Принцип работы системы разгона ротора гироскопа заключается в следующем (рис. 11). На блоке датчиков трубы 9П39 имеются две обмотки вращения и два датчика положения полюсов магнита ротора гироскопа.

Датчик положения (ДП) состоит из дросселя, обмотка которого намотана на ферромагнитном сердечнике, и обмотки подмагничивания, размещенной на каркасе.

Рис. 11. Принцип работы схемы разгона ротора гироскопа

 

Для повышения чувствительности датчика к направлению магнитного поля дроссель помещается в постоянное магнитное поле величиной Фп, создаваемое обмоткой подмагничивания.

Каждая из схем переключения обмоток вращения состоит из ДП полюсов магнита и электронного ключа, управляемого током обмотки ДП. Принцип работы электронных схем переключения заключается в изменении индуктивного сопротивления ДП в зависимости от положения полюсов магнита-ротора. В исходном положении обмотки ДП напитываются высокочастотным напряжением от специального преобразователя напряжения.

Как известно, для цепи переменного тока, в соответствии с законом Ома, справедливо соотношение

Iy = Uген/√(R² + X²LDп)

где Iу - ток в цепи управления;

Uген - напряжение генератора высокой частоты;

R - активное сопротивление обмотки ДП;

ХLDп - индуктивное сопротивление обмотки ДП.

Если сердечник дросселя подмагнитить, то индуктивное сопротивление его резко уменьшится. В положении, приведен­ном на рис. 11, обмотки дросселей будут подмагничены следующим магнитным потоком

ФдпII = Фп + 1/2Фг;

ФдпI = Фп - 1/2Фг;

где Фп - начальное подмагничивание дросселя;

Фг - магнитный поток постоянного магнита ротора гироскопа.

Следовательно, ток управления второго ДП после выпрямления будет больше, чем у первого, что приведет к отпира­нию электронного ключа второй схемы переключения и протекания тока через вторую обмотку вращения.

Магнитное поле постоянного магнита ротора гироскопа, взаимодействуя с магнитным полем обмотки вращения, приведет к созданию вращающего момента и повороту ротора гироскопа относительно продольной оси.

По мере перемещения магнита ротора гироскопа происходят последовательное переключение катушек вращения и разгон ротора гироскопа, при этом с усилителя схемы переключения на частотное реле блока разгона и синхронизации ПМ поступают синхроимпульсы.

При достижении требуемой скорости вращения ротора гироскопа срабатывает частотное реле в ПК и отключает блок разгона и синхронизации ПМ, а дальнейшее поддержание требуемой скорости вращения обеспечивается ССО.

 

Рис. 12. Функциональная схема системы стабилизации оборотов

 

ССО представляет собой следящую замкнутую систему, предназначенную для поддержания постоянной скорости вращения ротора гироскопа в пространстве (по отношению к земной системе координат), функциональная схема ССО представлена на рис. 12.

Входными сигналами для ССО являются сигналы с катушки пеленга и ГОН. Сигнал с катушки пеленга, действующий на частоте вращения ротора гироскопа (ωг), поступает на управляемый вход фазового детектора системы фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), на управляющий вход которой подается сигнал с генератора управляемого напряжением (ГУН), частота выходного сигнала которого линейно зависят от напряжения на его входе. Между выходом фазового детектора и входом ГУН установлен фильтр низкой частоты (ФНЧ). При изменений фазы сигнала в катушке пеленга с некоторой скоростью среднее значение сигнала

на выходе фазового детектора будет отличным от нуля. При этом фаза сигнала с ГУН будет изменяться до тех пор, пока не произойдет обнуление выходного сигнала фазового детектора. При изменении частот сигнала в катушке пеленга относительно номинальной частоты ГУН (ωг) установившееся значение постоянной составляющей на выходе фазового детектора и ФНЧ будет отличным от нуля и однозначно ха

рактеризовать ошибку ССО.

 

Рис. 13. Основные свойства трехстепенного гироскопа

Выходной сигнал с ФНЧ ФАПЧ поступает на один вход сум­матора на второй вход поступает интегрированный сигнал с ФНЧ. Интегрирование сигнала ФНЧ ФАПЧ применено в ССО для сведения к нулю ошибки ССО (астатизм первого порядка). Сигнал с сумматора поступает на модулятор, опорным сигналом которого является сигнал с обмоток ГОН, действующий на суммарной частоте вращения ротора гироскопа и ракеты (ωг + ωр). Выходной сигнал модулятора усиливается усилителями напряжения, мощности и поступает на катушки вращения. При протекании тока в катушке вращения создается пульсирующее с суммарной частотой вращения (ωг + ωр) знакопеременное магнитное поле, при взаимодействии которого с полем постоянного магнита возникает вращающий момент, обеспечивающий поддержание требуемой скорости вращения ротора гироскопа.

Продольная ось катушки вращения, как и ось катушки, ГОН, лежит в плоскости, перпендикулярной продольной оси ракеты. Для ослабления положительной обратной связи (трансформаторного эффекта) оси катушек вращения и ГОН развернуты друг относительно друга на 90°. Для компенсации этого сдвига в усилителе напряжения установлен фильтр, изменяющий фазу сигнала с модулятора в диапазоне частот изменения сигнала на угол, близкий к 90°.

Во избежание неустойчивой работы ССО при углах пеленга равных нулю (сигнал с катушки пеленга равен нулю), существующих длительное время, предусмотрена специальная обмотка, расположенная на передней части пусковой трубы. Эта обмотка включается в работу в режиме электрического арретирования и прицеливания, обеспечивая стабильную информацию о скорости вращения ротора гироскопа при нулевых углах пеленга. Конструктивно она выполнена, как и катушка ГОН и отключается при пуске ракеты.