4. Статорные катушки коррекции гироскопа выполняют роль исполнительного элемента, создающего электромагнитный внешний момент ротора.
5. Ротор гироскопа является объектом управления следящей системы. Под действием внешнего момента он прецессирует в сторону уменьшения ошибки слежения.
6. Так как координатор цели механически связан с ротором гироскопа, то следящая система заставляет его непрерывно сопровождать цель оптической осью и на основе этого формирует сигнал угловой скорости линии визирования для автопилота.
Для обеспечения боевого применения ракеты следящий координатор имеет ещё две вспомогательные системы автоматического управления:
1. Система арретирования координатора предназначена для принудительного совмещения при прицеливании оптической оси координатора с линией прицеливания пусковой трубы, чем обеспечивается захват цели узким полем зрения ОГС. Причем линия прицеливания наклонена вниз на 10° относительно продольной оси пусковой трубы, что исключает удар ракеты о землю при старте.
Рис. 29. К работе системы арретирования координатора
Принцип работы этой системы основан на использовании катушки пеленга, размещенной на статоре гироскопа, и катушки заклона, размещенной в блоке датчиков пусковой трубы. Постоянный магнит ротора наводит в катушке пеленга синусоидальный сигнал, характеризующий направление (фазу) и величину (амплитуду) отклонения оптической оси от продольной оси ракеты (угол пеленга φ). Катушка заклона, включенная встречно с катушкой пеленга, формирует синусоидальный сигнал, характеризующий заданное отклонение линии прицеливания от продольной оси ракеты (–10°). Таким образом, разностный сигнал двух катушек значит ошибку арретирования оптической оси относительно линии прицеливания (Δарр).
При прицеливании сигнал ошибки арретирования подается на вход следящей системы координатора и отрабатывается ею до Δарр = 0 (оптическая ось удерживается на линии прицеливания). При нажатии на спусковой крючок и загорании сигнальной лампочки захвата цели от следящей системы отключается сигнал ошибки арретирования, а подключается сигнал ошибки слежения координатора (Δε).
2. Система разгона и стабилизации оборотов ротора гироскопа предназначена для задания стабильной частоты сканирования цели f2 = 100 Гц.
Для этого система должна:
• до пуска ракеты разогнать ротор гироскопа до 100 оборотов в секунду относительно статора (корпуса ракеты) и поддерживать этот уровень;
• при пуске ракеты система и статор начинают вращаться со скоростью 12–20 об/с (f3 = 12–20 Гц) в противоположном вращению ротора направлении. Чтобы сохранить неизменной частоту сканирования относительно цели, система должна увеличить частоту вращения ротора относительно статора на f3 и стабилизировать ее на этом уровне.
Принцип работы этой системы основан на использовании катушек вращения (КВ), размещенных на статоре гироскопа. При разгоне автоматика последовательно запитывает катушки, и они создают вращающееся магнитное поле, увлекающее за собой ротор с постоянным магнитом. При стабилизации оборотов ротора система сравнивает заданную частоту вращения с фактической и формирует в катушках вращения управляющие сигналы тока определенной фазы и величины. Магнитное поле, создаваемое катушками, притормаживает или ускоряет вращение ротора.
Электронные элементы следящего координатора размещены в электронном блоке ОГС. К ним относятся:
1) следящая система:
• схема переключения;
• избирательный усилитель;
• амплитудный детектор;
• фазовращатель;
• усилитель коррекции;
• схема ближней зоны;
2) система стабилизации оборотов ротора:
• частотомер;
• усилитель.
Схема переключения предназначена для логической и временной селекции сигнала истинной цели, в том числе в условиях отстрела противником ЛТЦ с интервалом более 0,3 с и превышением мощности излучения ЛТЦ над мощностью излучения цели до 6 раз.
Логика работы этой схемы следующая:
• при отстреле ЛТЦ появляется мощный источник излучения, уходящий от цели;
• на выходе вспомогательного канала координатора появится электрический сигнал, в 7–8 раз превышающий по уровню сигнал на выходе основного канала;
• схема переключения сформирует пропускной строб (импульс), временное положение которого в периоде сканирования связано с временным положением импульса истинной цели;
• пропускной строб подключит выход фотоприёмника к следящей системе только на время прохождения импульса истинной цели и исключит перезахват ЛТЦ.
Избирательный усилитель и амплитудный детектор предназначены для выделения из сложного сигнала цели первой гармоники частоты сканирования, несущей в себе информацию об ошибке слежения.
Усилитель коррекции предназначен для качественного усиления по напряжению и мощности сигнала ошибки слежения на частоте сканирования и запитки им катушек коррекции гироскопа, входов автопилота и цепей пусковой трубы и пускового механизма.
Усилитель коррекции состоит из предварительного усилителя напряжения и усилителя мощности (тока).
Рис. 30. Логическая и временная селекция истинной цели
Предусилитель обеспечивает избирательное, качественное (без искажений) усиление сигналов в полосе пропускания 60–150 Гц, т. е. на частоте сканирования.
Для этого он имеет:
• активные RC-фильтры нижних и верхних частот, охваченные положительной обратной связью и задающие полосу пропускания;
• эмиттерные повторители, согласующие входное и выходное сопротивление усилителя;
• динамическую нагрузку, обеспечивающую температурную компенсацию;
• отрицательную обратную связь по постоянному и переменному току, обеспечивающую стабильность параметров усиления и улучшение синусоидальности выходного напряжения.
Схема ближней зоны предназначена для повышения надёжности сопровождения цели при малых расстояниях до неё. При этом увеличиваются интенсивность излучения и размеры пятна, что приводит к изменению параметров импульсов на выходе фотосопротивления.
Частотомер ССО предназначен для сравнения заданной и фактической частоты вращения ротора гироскопа (частоты сканирования) и выработки импульсного управляющего напряжения, фаза которого даёт направление, а амплитуда — величину подкрутки ротора.
Принцип работы частотомера следующий:
• постоянный магнит ротора гироскопа индуцирует в обмотках генератора опорного напряжения (ГОН) синусоидальную ЭДС, частота которой характеризует фактическую частоту вращения ротора;
• сигнал ГОН поступает в частотомер и преобразуется:
а) с помощью дифференцирующей цепи — в последовательность импульсов;
б) с помощью счётчика (накопителя) импульсов — в постоянное напряжение Uфакт, величина которого характеризует фактическую частоту вращения;
в) с помощью суммирующего усилителя — в разностный сигнал ±ΔU = Uфакт — Uзад, причем Uзад формируется схемой «ИЛИ» до пуска (нет вращения ракеты) соответствующим f2, а после пуска — соответствующим f2 + f3 (т. е. ±ΔU характеризует величину превышения или уменьшения скорости вращения ротора относительно заданной до пуска и после пуска);
г) с помощью электронного ключа, коммутируемого напряжением ГОН, постоянное напряжение ±ΔU преобразуется в импульсное управляющее напряжение Uупр, характеризующее необходимую величину подкрутки или торможения ротора.
Усилитель ССО предназначен для усиления управляющего сигнала по напряжению и току и запитки им катушек вращения гироскопа. Катушки вращения создадут магнитное поле, при взаимодействии которого с постоянным магнитом ротора будет поддерживаться заданная частота вращения.
Функционирование системы разгона и стабилизации оборотов ротора гироскопа
1. В исходном состоянии ротор гироскопа, а значит полюса постоянного магнита и создаваемый ими магнитный поток Фг, имеют случайную ориентацию.
2. При приведении в действие наземного источника питания электрическое питание выдаётся на блок датчиков пусковой трубы, электронный блок пускового механизма и ОГС ракеты.
3. В зависимости от ориентации Фг1 один из двух датчиков положения, размещенных диаметрально по окружности пусковой трубы, сформирует электрический сигнал управления Uу и выдаст его в блок разгона пускового механизма.
