Текст книги "Техническая подготовка командира взвода ПЗРК 9К38 «Игла»"

Автор книги: Игорь Акулов

Соавторы: Анатолий Васильев,Владимир Байдаков
сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 16 страниц)

ω_р, ω_пр – угловая скорость и направление вращения ротора и прецессии ротора;

N, S – полюса постоянного магнита;

ФС – фотосопротивление

В результате взаимодействия магнитных полей катушки коррекции и постоянного магнита ротора (характеризующегося вектором магнитного момента m_р) возникает внешний электромагнитный момент (M_вн), приложенный к ротору гироскопа (правило трех пальцев правой руки: если указательный палец направить по m_р, а согнутый на 90° средний палец по h_к, то большой палец укажет M_вн). Учитывая, что магнит и его m_p вращаются и что h_к изменяется по синусоидальному закону ошибки слежения, можно представить эпюру изменения величины и направления M_вн за один оборот ротора. Видно, что равнодействующая (ΣM_вн) находится в плоскости и пропорциональна ошибке слежения.

9. Из теории и практики гироскопа известно, что при наличии внешнего момента, приложенного к ротору, гироскоп будет прецессировать, т. е. стремиться совместить по кратчайшему пути вектор кинетического момента (H) с M_вн, причем с угловой скоростью ωпр, пропорциональной M_вн.

Благодаря свойству прецессии:

а) гироскопический следящий координатор безынерционно совмещает свою оптическую ось с линией визирования (направлением на цель), т. е. автоматически сопровождает цель;

б) при сопровождении цели сигнал ошибки слежения (U_Δε) пропорционален угловой скорости прецессии, а значит угловой скорости линии визирования «ракета – цель» (dε_в/dt) и поэтому с выхода усилителя коррекции он подается на вход автопилота для реализации метода пропорционального сближения (dε_в/dt = 0) как сигнал ошибки наведения ракеты на цель.

Автопилот

Автопилот ракеты 9М39 входит в состав ОГС и предназначен для автоматического управления полётом ракеты. Он представляет собой одноканальную систему автоматического управления, задающим воздействием для которой является сигнал ошибки слежения с выхода следящего координатора цели, а объектом управления – рули ракеты, работающие в релейном режиме.

Автопилот решает следующие задачи:

1. Фильтрация сигнала ошибки наведения, пропорционального угловой скорости линии визирования (dε_в/dt), – для реализации метода пропорционального сближения и повышения качества управления полетом.

2. Формирование специального сигнала управления ракетой по пеленгу на начальном участке траектории – для ускорения вывода на кинематическую траекторию и увеличения зоны поражения за счёт приближения ближней границы.

3. Преобразование сигнала ошибки наведения с частоты сканирования цели на частоту вращения ракеты – для реализации одноканального управления полётом.

4. Формирование импульсного сигнала управления на рулевом приводе – для реализации релейного режима его работы.

5. Демпфирование поперечных колебаний корпуса ракеты относительно центра масс – для повышения точности и устойчивости наведения.

6. Смещение центра группирования попаданий ракеты от сопла в корпус цели.

К задачам и принципам работы автопилота:

1. При заданном методе пропорционального сближения автопилот должен вести ракету в упреждённую точку встречи с целью по траектории, обеспечивающей отсутствие угловой скорости линии визирования, т. е. наличие угловой скорости является ошибкой наведения (параметром управления), которую автопилот должен свести к нулю.

2. Датчиком угловой скорости линии визирования является гироскопический следящий координатор цели, синусоидальный сигнал, следующий на частоте сканирования, несет в себе информацию о плоскости и величине ошибки наведения.

3. При прицеливании и пуске ракета направляется на цель, а не в упрежденную точку, поэтому ошибка наведения велика. Для ускорения её отработки программно (в зависимости от стрельбы навстречу или вдогон) увеличивается команда управления рулевым приводом, обеспечивающая быстрое придание ракете требуемого угла пеленга (между продольной осью ракеты и оптической осью координатора) в плоскости наведения.

Рис. 34. Траектория движения ЗУР по методу пропорционального движения

Рис. 35. Сигнал ошибки наведения

При одноканальном управлении полётом вращающейся относительно продольной оси ракеты информация об ошибке наведения должна следовать на частоте вращения пары рулей. Для преобразования частоты информационного сигнала используется фазовый детектор, выделяющий сигнал разностной частоты: сканирования (f₂) и генератора опорных напряжений (f₂ + f₃), т. е. f₃. Важно, что при преобразовании частоты информация о плоскости и величине ошибки наведения сохраняется.

Рис. 36. Сигнал ошибки наведения на начальном участке полёта

Для придания линейной зависимости величины управляющей силы от величины сигнала ошибки (U_фд) используется генератор линеаризации (ГЛ), вырабатывающий синусоидальное напряжение (U_гл) удвоенной частоты вращения корпуса ракеты (2f₃) и определенной амплитуды.

Из суммарного сигнала (U_выхΣII) U_фд и U_гл сформируется сигнал управления рулями удвоенной частоты и переменной длительности импульсов.

Рис. 37. Преобразование сигнала ошибки наведения

Для обеспечения релейного режима работы рулей синусоидальный сигнал ошибки наведения на частоте управления должен быть преобразован в двухполярный импульсный сигнал управления рулевым приводом. Для этого используются усилитель-ограничитель и усилитель мощности, работающий в ключевом режиме. Такой сигнал управления обеспечит переброс рулей из одного крайнего положения в другое четыре раза за период вращения и разное время нахождения рулей в каждом из положений в зависимости от соотношения амплитуд U_фд и U_гл.

Рис. 38. Получение сигнала управления рулями

Под действием импульсного сигнала управления рулевой привод создаст управляющую аэродинамическую силу, уменьшающую ошибку наведения.

Так как на участке разгона ракеты эффективность аэродинамических рулей мала, то дополнительно используется пороховой управляющий двигатель (ПУД). Два сопла ПУД размещены диаметрально в плоскости, перпендикулярной рулям. Подача газа в одно из сопел регулируется той же рулевой машиной и обеспечивает создание управляющей реактивной силы, синхронной управляющей аэродинамической силе рулей.

Функционально автопилот состоит из следующих элементов:

I. Формирователь сигнала управления рулями (ФСУР).

1. Фильтр сигнала ошибки наведения:

а) синхронный фильтр;

б) динамический ограничитель.

2. Формирователь сигнала управления рулями на начальном участке траектории:

а) ФСУР по пеленгу;

б) ΣI.

3. ФСУР-1:

а) фазовый детектор;

б) генератор линеаризации;

в) ΣII;

г) фильтр.

4. ФСУР-2:

а) усилитель-ограничитель;

б) усилитель мощности.

5. Контур отрицательной динамической обратной связи:

а) датчик угловой скорости;

б) усилитель.

6. Схема смещения.

II. Рулевая машина.

III. Пороховой управляющий двигатель.

Элементы ФСУР размещены в электронном блоке ОГС, а датчик угловой скорости, рулевая машина и пороховой управляющий двигатель в рулевом отсеке.

Входными сигналами автопилота являются:

а) сигнал ошибки наведения с выхода усилителя коррекции следящего координатора цели; сигнал со статорных катушек генератора опорных напряжений;

б) сигнал со статорной катушки пеленга;

в) сигнал с кнопки «вдогон» пусковой трубы;

г) сигнал управления пуском с пускового механизма.

Для управления рулями используется энергия порохового аккумулятора давления бортового источника питания.

Выходами автопилота являются управляющие воздействия на рули планера ракеты и сопла порохового управляющего двигателя.

Особенности устройства и работы элементов ФСУР

Фазовый детектор

В данном случае фазовый детектор используется для переноса спектра информационного сигнала ошибки наведения с частоты сканирования f₂ на частоту управления полётом f₃ с сохранением амплитудных и фазовых соотношений. Для преобразования используется опорное напряжение с катушек ГОН, имеющее частоту f₂ + f₃. Операция переноса спектра реализуется перемножением информационного и опорного сигналов. В качестве умножителя используются два операционных усилителя с инвертирующим включением. В цепи отрицательной обратной связи ОУ включены нелинейные элементы – диоды. И поэтому в них протекают токи комбинационных частот (m (f₂ + f₃) ± nf₂).

Далее, используя фазовые соотношения и логику последовательного алгебраического суммирования, взаимно подавляют сигналы исходных частот (сканирования и ГОН), а из оставшихся сигналов суммарной и разностной частот с помощью двойного Т-образного фильтра выделяют сигнал разностной частоты [(f₂ – f₃) – f₂ = f₃].

Физический смысл такого преобразования состоит в том, что ошибка наведения проецируется на вращающуюся плоскость, в которой рули создают управляющую силу. При этом получаемый синусоидальный сигнал частоты f₃ будет нести в себе информацию о том, в какую сторону (фаза сигнала) и насколько (амплитуда сигнала) нужно повернуть рули в любой момент периода их вращения, чтобы создаваемая ими управляющая сила непрерывно уменьшала ошибку наведения.

Информационный сигнал на частоте управления с выхода фазового детектора поступает на первый вход сумматора (ΣII) схемы линеаризации.

Схема линеаризации

Схема состоит из генератора линеаризации и сумматора-усилителя.

Генератор линеаризации собран по схеме RC-генератора низкой частоты с использованием операционного усилителя, частоты зависимой RC-цепи положительной обратной связи и фильтра низких частот. Генератор вырабатывает синусоидальное напряжение удвоенной частоты управления (2f₃), поступающее на второй вход сумматора.

При этом суммарный сигнал (U_сум = U_фд + U_гл) на выходе сумматора ΣII определяется в зависимости от соотношения амплитуд U_фд и U_гл.

Усилитель-ограничитель

Усилитель состоит из каскада усиления на интегральной схеме дифференциального усилителя и каскада ограничения на составном транзисторе.

Входными сигналами усилителя являются суммарный информационный сигнал с ΣII и сигнал датчика угловых скоростей контура демпфирования колебаний корпуса ракеты.

Выходной управляющий импульсный сигнал подается на усилитель мощности, работающий в ключевом режиме.

Вид выходного сигнала в зависимости от U_сум представлен на рис. 38.

Очевидно, что под действием управляющего сигнала рулевая машина будет перебрасывать рули из однократного положения в другое по-разному:

• При U_фд = 0 рули перебрасываются четырежды за один оборот корпуса и будут находиться в каждом положении одинаковое время, поэтому результирующая управляющей силы, создаваемая ими, будет равна нулю.

• При U_фд/U_гл > 1,5 рули перебрасываются дважды на одинаковое время.

Вспомнив, что с плоскостью ошибки наведения связана фаза U_фд, а значит и временное положение импульсов U_уд в периоде управления (Т_упр), понимаем, что рули создадут максимальную результирующую управляющую силу, лежащую в плоскости ошибки наведения и уменьшающую эту ошибку.

• При 0 < U_фд/U_гл < 1,5 рули перебрасываются четырежды на разное время и создадут результирующую управляющую силу (R) в плоскости ошибки, по величине пропорциональную коэффициенту команды К_к = R_i/R_max.

Таким образом, с помощью схемы линеаризации введена линейная зависимость управляющей силы от величины ошибки наведения.

ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ АВТОПИЛОТА

1. Сигнал ошибки наведения ракеты, пропорциональный угловой скорости линии визирования, с выхода усилителя коррекции следящего координатора цели поступает на синхронный фильтр формирователя сигнала управления рулями (ФСУР). Информация о величине и плоскости ошибки наведения содержится в амплитуде и фазе периодического сигнала с частотой сканирования цели.

2. Синхронный фильтр позволяет выделить первую гармонику входного сигнала и обеспечивает высокую точность передачи информации.

3. С помощью усилителя-динамического ограничителя задаётся и стабилизируется требуемый коэффициент передачи входного сигнала на суммирующий усилитель ΣI. На второй вход сумматора поступает сигнал со схемы ФСУРа по пеленгу.

4. Схема ФСУРа по пеленгу, используя сигналы статорной катушки пеленга, блока пусковой логики и кнопки «НАВСТРЕЧУ-ВДОГОН», формирует на начальном этапе полёта ракеты дополнительный синусоидальный сигнал, при суммировании которого с сигналом ошибки наведения обеспечивается ускоренный вывод ракеты на кинематическую траекторию.

5. Для реализации одноканального управления фазовый детектор, используя сигнал ошибки наведения с выхода сумматора ΣI, следующий на частоте сканирования f₂, и сигнал генератора опорных напряжений с частотой вращения ротора f₂ + f₃, переносит информацию об ошибке наведения с частоты сканирования на частоту управления рулями f₃. Синусоидальный сигнал частоты f₃ несёт в себе информацию о том, в какую сторону (фаза) и насколько (амплитуда) нужно отклонить рули в любой момент периода их вращения, чтобы создаваемая ими управляющая сила непрерывно уменьшала ошибку наведения. Сигнал с выхода фазового детектора поступает на суммирующий усилитель ΣII схемы линеаризации.

6. Схема линеаризации применяется для сохранения линейной зависимости величины управляющей силы, создаваемой рулями, от величины сигнала ошибки наведения при использовании релейного режима работы рулей. Благодаря ей формируется суммарный управляющий сигнал, обеспечивающий переброс рулей на ±15° четыре раза за период вращения и нахождение рулей разное время в каждом из положений. Нужно помнить, что фаза суммарного управляющего сигнала ошибки наведения будет задавать плоскость результирующей управляющей силы, совпадающей с плоскостью ошибки наведения.

7. С помощью усилителя-ограничителя и усилителя мощности, работающего в ключевом режиме, суммарный управляющий сигнал с выхода ΣII преобразуется в импульсное двухполярное напряжение управления электромагнитами рулевой машины.

8. Для гашения поперечных колебаний корпуса ракеты, возникающих при управлении, используется контур отрицательной динамической обратной связи (электронный амортизатор), повышающий устойчивость управления. Для этого сигнал датчика угловой скорости колебаний с определённым коэффициентом передачи вычитается на входе усилителя#ограничителя из суммарного управляющего сигнала.

9. Под действием управляющего напряжения поочередно срабатывают электромагниты золотника, обеспечивая подачу газов порохового аккумулятора, давление (ПАД) в полости рабочего цилиндра рулевой машины и соответствующее перемещение поводка и рулей.

10. Рули создают аэродинамическую управляющую силу, результирующая R которой за период управления:

а) лежит в плоскости ошибки наведения ракеты;

б) направлена на уменьшение ошибки наведения;

в) пропорциональна величине ошибки наведения.

Под действием результирующей управляющей силы ракета удерживается на кинематической траектории полёта в упрежденную точку встречи с целью.

11. На участке разгона ракеты эффективность аэродинамического управления недостаточна, поэтому дополнительно используется пороховой управляющий двигатель.

Для повышения эффективности поражения цели во ФСУРе предусмотрена схема смещения, обеспечивающая на конечном участке полёта смещение траектории от сопла в корпус самолёта.

РУЛЕВОЙ ОТСЕК

В рулевом отсеке размещены элементы бортовой энергосистемы и автопилота.

Рис. 39. Устройство рулевого отсека

Пороховой аккумулятор давления

Пороховой аккумулятор давления (ПАД) предназначен для питания пороховыми газами турбогенератора, а также рулевой машины.

Он представляет собой камеру с зарядом твёрдого топлива и элементами воспламенения. Образование пороховых газов происходит за счёт торцевого горения заряда, поэтому длина ПАД определяется временем управляемого полёта ракеты.

Технические характеристики:

• скорость горения заряда – примерно 5 мм/с;

• время горения – не менее 11 с;

• расход газа – 2,5 г/с.

ПАД состоит из стального корпуса, являющегося камерой сгорания. Внутри корпуса размещается пороховой заряд, покрытый бронировкой – защитным слоем, препятствующим горению с боковых сторон. В корпус ввёрнут воспламенитель, состоящий из электровоспламенителя, навески пороха и пиротехнической петарды.

При срабатывании электровоспламенителя срабатывает пиротехническая петарда, затем воспламеняется навеска пороха. Раскалённые частицы пороха поджигают основной заряд, и происходит его торцевое горение со скоростью примерно 5 мм/с в течение не менее 11 с. С выхода ПАД газ через дроссель и газовую втулку поступает в турбогенератор и РМ.

ПАД, как и ПУД, являясь пиротехническим устройством, несет определенную опасность. Поэтому при сборке рулевого отсека пиротехнические устройства не снаряжаются. Заряды и электровоспламенители поступают отдельно на снаряжательную базу и устанавливаются при общем снаряжении ракеты. Контроль качества ПАД и ПУД производится на отдельных сборках, взятых из партии, без установки в рулевой отсек путём поджига их с замером внутрибаллистических характеристик темперирования на предельных температурах.

Рис. 40. Устройство ПАД:

1 – чехол теплозащитный; 2 – корпус; 3 – фильтр; 4 – навеска дымного пороха; 5 – пороховой заряд; 6 – бронировка; 7 – пиротехническая петарда; 8 – корпус воспламенителя; 9 – электровоспламенитель

Бортовой источник питания

Бортовой источник питания (БИП) предназначен для обеспечения энергией аппаратуры ракеты. Он представляет собой маленькую электростанцию, источником энергии для которой, как и для рулевой машины, являются газы, образующиеся при работе ПАД.

Рис. 41. Устройство БИП

К элементам БИП относятся:

1) турбогенератор;

2) стабилизатор-выпрямитель.

1. Турбогенератор, имеющий большую удельную мощность, предназначен для выработки напряжения переменного тока. Он представляет собой однофазный генератор с возбуждением от постоянного магнита и приводом от одноступенчатой активной турбины на его валу.

2. Стабилизатор-выпрямитель представляет собой электрический прибор и предназначен для преобразования напряжения переменного тока, поступающего с турбогенератора, в напряжение постоянного тока и его стабилизации.

Технические характеристики БИП:

• мощность – 250 Вт;

• частота оборотов турбины – 9000–18000 об/мин;

• выдаваемое напряжение постоянного тока – 40±2 В и 20±2 В.

1. Турбогенератор состоит из статора и ротора, на оси которого крепится турбина, являющаяся его приводом. Статор представляет собой литой корпус, в котором установлены два постоянных магнита 10МДК-25ВА и две секции с обмотками.

Статор залит компаундом К-153, который обеспечивает жесткое крепление всех входящих в него деталей, а также механическую защиту и электрическую прочность обмоток.

Ротор представляет собой вал с установленными на нём штампованными звездочками специальной формы из электротехнической стали 49КФ, приклеенными клеем БФ-4.

На валу насажены два радиальных шарикоподшипника. Один из них служит опорой ротора. Он предварительно завальцовывается во втулку из нержавеющей стали, которая с помощью фланца крепится к статору винтами. Второй шарикоподшипник может перемещаться в осевом направлении и является плавающей опорой. При сборке после установки ротора в статор он закрывается крышкой и на нём крепится турбина.

Особенностью устройства турбогенератора является совмещение в одной конструкции генератора и турбопривода. Турбопривод, кроме турбины, включает ещё цилиндрическое расширяющееся сопло с критическим сечением 1,5 мм и диаметром на выходе 2,1 мм, расположенное под углом 17° к корпусу статора. Для выхода газа в корпусе рулевого отсека имеется прямоугольный паз, через который газ сбрасывается в атмосферу.

Диаметр турбины определяется максимальным габаритом магнитной системы турбогенератора. Диаметр отверстий турбины, создающих рабочие поверхности лопаток, и их число выбраны из условия прочности перемычек. Они и сталь, в свою очередь, определяют диаметр выходного сечения сопла с учетом необходимого перекрытия.

Работа турбогенератора основана на эффекте индуцирования переменной ЭДС в обмотках статора при изменении внутри них величины магнитного потока. Переменный магнитный поток в магнитопроводе катушек возникает вследствие изменения между полюсами магнитов величины воздушного зазора (а следовательно, и его магнитного сопротивления) при вращении ротора.

Рис. 42. Работа турбогенератора

Пороховые газы ПАД через сопло попадают на лопатки турбины и приводят её во вращение вместе с ротором. При повороте ротора на половину полюсного деления величина магнитного потока, проходя через обмотку генератора, уменьшается, а при повороте ротора на одно полюсное деление – увеличивается, что соответствует одному периоду переменного тока. Индуцированная в обмотке статора переменная ЭДС снимается с клемм и подается на вход стабилизатора-выпрямителя. Частота переменного тока зависит от количества зубьев в звездочке и скорости вращения турбины.

Число зубьев в звездочке ограничено конструкцией турбогенератора. Максимальная частота его вращения зависит от параметров газового потока, силы трения и физических возможностей вращающихся деталей, в первую очередь подшипников.

Можно определить частоту переменного тока по формуле: f = Z_pn/60, где Z_p – число зубьев (10); n – число оборотов в минуту (9000–18000).

2. Стабилизатор-выпрямитель выполняет две функции:

1) преобразует напряжение переменного тока турбогенератора в требуемые значения постоянных напряжений и поддерживает их стабильность при изменениях скорости вращения ротора турбогенератора и тока нагрузки;

2) регулирует скорость вращения ротора турбогенератора при изменении давления газа на входе в сопло путём создания дополнительной электромагнитной нагрузки на вал турбины.

Для этого структурная схема стабилизатора-выпрямителя состоит из взаимосвязанных цепей нагрузки, регулирования и управления, и фактически стабилизация напряжения происходит по обоим контурам одновременно.

В первом случае способ стабилизации частоты магнитоэлектрического синхронного генератора основан на гашении избыточной мощности привода за счёт превращения её в потерю в магнитопроводе генератора, для чего в цепь нагрузки включён управляющий дроссель насыщения.

Недогруженный генератор развивает обороты, превышающие необходимые для обеспечения требуемой нагрузки, а повышение оборотов ведёт к повышению напряжения на нагрузке. Это напряжение сравнивается с опорным в схеме сравнения, и выделяется разностный сигнал, который обеспечивает компенсацию увеличения напряжения на нагрузке и стабилизирует его на определенном уровне. По мере роста напряжения до 40 В пробивается стабилитрон. В цепи стабилизации протекает значительный ток, который вызывает увеличение электрических потерь в генераторе и торможение ротора.

Во втором случае повышение оборотов вызывает увеличение магнитного потока в генераторе и возрастание потерь на подмагничивание и вихревые токи. Возрастание потерь с учётом повышенной частоты, близкой к резонансной, настолько значительно, что вызывает большой дополнительный момент, вызывающий торможение вала турбогенератора, и ограничивает скорость вращения ротора.

Поскольку напряжение 20 В формируется с тех же витков трансформатора, то стабилизируется и оно. Стабилизированное напряжение 20 В поступает со стабилизатора-выпрямителя на ОГС, РО, ДУС, БЧ.

Рис. 43. Структурная схема стабилизатора-выпрямителя

Рулевая машина

Рулевая машина предназначена для аэродинамического управления ракетой в полёте. Одновременно РМ служит распределительным устройством в системе газодинамического управления ракетой на начальном участке траектории, когда аэродинамические рули неэффективны. Она является газовым усилителем управляющих электрических сигналов, формируемых ОГС.

Рулевая машина (РМ) состоит из обоймы, в приливах которой расположены рабочий цилиндр с поршнем и фильтр тонкой очистки пороховых газов. В обойму запрессован корпус с золотниковым распределителем, состоящим из четырехкромочного золотника, двух втулок и якорей. В корпусе также размещены две катушки электромагнитов. Обойма имеет две проушины, в которых на подшипниках расположена стойка с пружинами (рессорой) и с напрессованным на нее поводком.

В пазах поводка и стойки расположены рули, которые в полёте удерживаются в раскрытом положении стопорами и пружинами. В приливе обоймы, между проушинами, размещается газораспределительная втулка, жёстко закрепленная с помощью фиксатора на стойке. На втулке имеется паз с отсечными кромками для подвода газа, поступающего от ПУД к каналам и соплам.

РМ работает от газов ПАД, которые по трубе через фильтр тонкой очистки поступают к золотнику и от него по каналам в кольцах, корпусе и обойме под поршень.

Управляющие сигналы с ОГС поступают поочерёдно в катушки электромагнитов РМ. При прохождении тока через правую катушку электромагнита якорь с золотником притягивается в сторону этого электромагнита и открывает проход газа в левую полость рабочего цилиндра под поршень. Под давлением газа поршень перемещается в крайнее правое положение до упора в крышку. Перемещаясь, поршень увлекает за собой выступ поводка и поворачивает поводок и стойку, а вместе с ними и рули в крайнее положение.

Рис. 44. Устройство рулевой машины:

1 – рабочий цилиндр; 2 – катушки электромагнитов; 3 – золотниковый распределитель; 4 – корпус; 5 – обойма; 6 – фильтр; 7 – сопла; 8 – рули; 9 – поводок; 10 – поршень

Одновременно поворачивается и газораспределительная втулка, при этом отсечённая кромка открывает доступ газа от ПУД через канал к соответствующему соплу.

При прохождении тока через левую катушку электромагнита поршень перемещается в другое крайнее положение.

В момент переключения тока в катушках, когда усилие, создаваемое пороховыми газами, превышает силу притяжения электромагнита, золотник под действием силы от пороховых газов перемещается, причём перемещение золотника начинается раньше, чем происходит нарастание тока в другой катушке, что повышает быстродействие РМ.

Рис. 45. Устройство рулевой машины

Пороховой управляющий двигатель

ПУД предназначен для газодинамического управления ракетой на начальном участке траектории полёта.

В рулевом отсеке находятся такие пиротехнические устройства, как пороховой аккумулятор давления (ПАД) и пороховой управляющий двигатель (ПУД). Особенности работы этих устройств определяют их одинаковые конструкции и компоновку. Каждый из них состоит из корпуса, выполненного из прочной стали, в который вложен пороховой заряд и установлен элемент воспламенения. Пороховой заряд представляет собой шашку из баллистического состава. Как известно, пороха бывают баллистическими и смесевыми. Ярким представителем смесевого пороха является простой, так называемый дымный оружейный порох, изобретённый в древнем Китае и представляющий собой механическую смесь тонко измельченного минерального окислителя (селитры), органического горючего (угля) и полимерной связки (серы). В настоящее время такой порох применяется менее широко, так как его повсеместно заменяют баллистические пороха. Баллистический состав представляет собой вещество, в котором основные компоненты твердого топлива (окислитель и горючее) входят в структуру одной молекулы. Основой таких порохов является микроклетчатка. В зависимости от назначения пороха по-разному обрабатываются с добавлением различных добавок. В результате горение такого вещества происходит без образования крупных частиц и с высокими показателями удельного объема газа (объема, который занимает продукт сгорания вещества).

Для воспламенения вещества используется воспламенитель, который включает в себя электровоспламенитель, пиротехническую петарду и навеску из смесевого (дымного) пороха. Электровоспламенитель представляет собой электротехническое изделие, в металлическом корпусе которого размещаются колодка с мостиком накаливания, на который нанесена капелька вещества, надёжно вспыхивающая от нагрева мостика (металлической проволоки), и небольшая навеска пиротехнического состава, которую поджигает вспыхивающее вещество колодки.

Корпус электровоспламенителя после сборки заливается герметизирующим составом. Электровоспламенитель имеет посадочные места с резьбой и проводами с наконечниками. Энергии воспламенителя зачастую недостаточно для воспламенения основного заряда. Поэтому для надёжного воспламенения заряда применяют воспламенитель. Он состоит из пиротехнической петарды и навески дымного пороха.

После срабатывания электровоспламенителя загорается пиротехническая петарда, поджигающая навеску пороха. При сгорании пороха образуются крупные раскалённые частицы, которые попадают на основной заряд и вызывают его возгорание. Горение основного заряда происходит по всей его открытой поверхности. В зависимости от требований к скорости газообразования и времени работы устройства форма заряда может быть выбрана такой, что она обеспечит максимальную поверхность горения. Это достигается образованием различных щелей, срезов и внутренних профилей. Если же требуется уменьшить поверхность горения, то её закрывают различными бронировками, обеспечивая, например, только торцевое горение заряда.

ПУД состоит из корпуса, представляющего собой камеру сгорания, и переходника. Внутри корпуса размещаются пороховой заряд и воспламенитель, состоящий из электровоспламенителя, навески пороха и пиротехнической петарды. Расход газа и параметры внутренней баллистики определяются дроссельным отверстием в переходнике.

Рис. 46. Устройство ПУД

После вылета ракеты из пусковой трубы и раскрытия рулей электрический импульс с конденсатора взведения поступает на электровоспламенитель, воспламеняющий навеску пороха и петарду, от форса пламени которых загорается пороховой заряд. Пороховые газы, проходя через распределительную втулку и два сопла, расположенные перпендикулярно плоскости рулей РМ, создают управляющее усилие, обеспечивающее разворот ракеты.

Датчик угловой скорости

ДУС предназначен для формирования электрического сигнала, пропорционального угловой скорости колебаний ракеты относительно её поперечных осей. Этот сигнал используется в качестве отрицательной динамической обратной связи в контуре демпфирования поперечных колебаний, возникающих при управлении ракетой.

ДУС представляет собой рамку с двумя электромагнитными обмотками, которая на полуосях подвешена в центровых винтах с корундовыми подпятниками и может покачиваться в рабочих зазорах магнитной цепи, состоящий из основания, постоянного магнита и башмаков. Сигнал угловой скорости снимается с обмоток рамки и через безмоментные растяжки выводится на контакты, изолированные от корпуса.

Рис. 47. Устройство ДУС:

1 – корундовый подпятник; 2 – контакты; 3 – рамка с обмотками; 4 – безмоментные растяжки; 5 – башмак; 6 – постоянный магнит; 7 – полуось; 8 – винт; 9 – контакты обмоток