Файл: Г. В. Рудианов устройство и эксплуатация пзрк 9К38 Боевые средства пзрк 9К38.pdf

40
Электронный блок КЦ предназначен для преобразования модулированного лучистого потока в электрический сигнал управления синусоидальной формы на частоте вращения гироскопа, амплитуда которого пропорциональна углу рассо- гласования, а фаза определяет направление рассогласования.
В состав электронного блока КЦ входят (рис. 3):
 фотоприемники ОК и ВК;
 предусилители основного (ПУ ОК) и вспомогательного (ПУ ВК) кана- лов;
 усилитель с АРУ;
 схема переключения;
 усилительно-преобразовательные элементы;
 усилитель коррекции;
 схема ближней зоны.
Принцип действия координатора цели
Работу электронного блока следящего координатора цели ОГСН 9Э410 рас- смотрим по функциональной схеме (рис. 3).
Лучистый поток от цели или помехи поступает на фотоприемники, которые преобразуют энергию модулированного лучистого потока в модулированный электрический импульс, длительность которого обратно пропорциональна углу рассогласования, а фаза определяется направлением рассогласования. В качестве
ФП ОК используется охлаждаемый до температуры –200°С фоторезистор, вы- полненный на базе сурмянистого индия (InSb), диапазон спектральной чувстви- тельности которого соответствует длинам волн излучения 3,5-5 мкм. В качестве
ФП ВК используется неохлаждаемый фоторезистор, выполненный на базе сер- нистого свинца (PbS), диапазон спектральной чувствительности которого соот- ветствует длинам волн 1,8-2,8 мкм.
Предусилители обеспечивают предварительное усиление сигналов с ФП до уровня, достаточного для работы последующих схем. Каждый ПУ представляет собой операционный усилитель на микросхеме, коэффициент усиления которого изменяется в широких пределах сигналом АРУ.

41
ФП ОК
ФП ВК
Предусилитель
ОК
Предусилитель
ВК
Усилитель с АРУ
Схема переключения
Схема управления
Избирательный усилитель
Усилитель с АРУ
Фазовращатель
Схема ближней зоны
Усилитель коррекции
Фазовращатель
К катушке коррекции с ПМ («Увод»,
«Разаррет.», «Вдогон»,
«Откл. селектора»)
в УВК
к ПМ
Избирательный усилитель
Рис. 3. Функциональная схема электронного блока КЦ ОГСН 9Э410
Усилитель с АРУ производит нормирование импульсного сигнала с преду- силителя основного канала и вырабатывает сигнал АРУ для регулировки коэф- фициентов усиления предусилителей (одинакового для основного и вспомога- тельного каналов) в широких пределах, в зависимости от мощности лучистого потока, падающего на ФП. Схема АРУ работает только по сигналу с ПУ ОК.
Схема переключения (рис. 5) предназначена для селекции целей от органи- зованных и фоновых помех на основе логической и временной селекции и вклю- чает в себя логические элементы, срабатывающие при выполнении определен- ных условий. Критерии, по которым координатор отличает цель от ЛТЦ, исполь- зованы следующие:
ЛТЦ.
8 7
фон;
1
,
1 9
,
0
цель;
3
,
0 2
,
0
ок вк ок вк ок вк









u
u
u
u
u
u
При отстреле ЛТЦ появляется мощный источник излучения, уходящий от це- ли. На выходе основного канала координатора появится электрический сигнал большой величины, соответствующий реальной цели и сигнал малой величины, соответствующий ЛТЦ. Наличие сигнала ЛТЦ в основном канале объясняется пересечением спектральных характеристик фоторезисторов ОК и ВК. В то же время на выходе вспомогательного канала появится электрический сигнал малой величины, соответствующий реальной цели и сигнал большой величины, соот- ветствующий ЛТЦ.

42
ЛТЦ
Т
ск
t
Цель
t
t
u(t)
Строб
а)
t
б)
в)
г)
Рис. 4. Сигналы цели и ЛТЦ:
а – сигналы в ОК; б – сигналы в ВК; в – сигнал компаратора; г – импульс строба
Защита ОГСН от собственного излучения протяженных фоновых образова- ний обеспечивается самим видом модуляции лучистого потока (чем больше дли- тельность импульса, тем меньше ошибка рассогласования).
Схема сравнения
(компаратор)
Схема формирования строба к ПМ
на схему управления с ПМ
с ПУ
ОК
с ПУ
ВК
Рис. 5. Схема переключения КЦ
Схема управления представляет собой схему «И», на один вход которой по- ступает импульсный сигнал с усилителя с АРУ, а на второй – пропускающий строб со схемы переключения. При наличии обоих сигналов импульс цели про- ходит на избирательный усилитель.
Избирательный усилитель предназначен для выделения из последовательно- сти импульсов напряжения первой гармоники сигнала, амплитуда которого об- ратно пропорциональна длительности импульса. Фазовращатель компенсирует запаздывание (фазовый сдвиг) сигнала в электронном блоке.
С фазовращателя сдвинутый по фазе сигнал поступает на усилитель коррек- ции, где синусоидальный сигнал усиливается до величины, достаточной для по- дачи на катушку коррекции. Наводимое в катушке коррекции вращающееся магнитное поле взаимодействует с вращающимся с той же частотой магнитным полем постоянного ротор-магнита гироскопа, вынуждает его прецессировать в сторону уменьшения рассогласования, чем обеспечивается отработка сигнала

43
ошибки следящей системы. Одновременно сигнал с катушки коррекции посту- пает в УВК для формирования управляющего сигнала.
Амплитуда управляющего сигнала пропорциональна величине угловой ско- рости линии визирования «ракета-цель», а фаза – положению плоскости ее изме- рения. Таким образом, в процессе автоматического сопровождения цели коор- динатором цели осуществляется измерение угловой скорости линии визирования
«ракета-цель», необходимой для формирования команд управления пропорцио- нального сближения.
Схема ближней зоны служит для компенсации падения крутизны модуляци- онной характеристики сигнала коррекции в районе встречи ракеты с целью и определения момента начала работы схемы смещения в УВК.
При малых расстояниях до цели (400-600 м) увеличение угловых размеров цели приводит к увеличению размеров пятна, что, в свою очередь, приводит к увеличению длительности импульсов с ФП. Как было изучено ранее, увеличение длительности импульсов происходит при уменьшении углового рассогласования между линией визирования и целью. Следовательно, увеличение длительности импульсов эквивалентно уменьшению сигнала ошибки.
При этом происходит уменьшение крутизны зависимости амплитуды сигнала коррекции от ошибки рассогласования (рис. 6), что приводит к увеличению ошибок слежения.
δε
U
со
α
2
α
1
U
со1
U
со2
Рис. 6. Модуляционная характеристика ОГСН
Принцип работы схемы ближней зоны заключается в следующем. Сигнал с
ФП ОК поступает на вход усилителя с АРУ и на вход избирательного усилителя схемы ближней зоны. Избирательный усилительсхемы ближней зоны, как и из- бирательный усилитель основного канала, настроен на частоту первой гармони- ки сигнала ошибки. Однако, чувствительность избирательного усилителя схемы ближней зоны намного меньше чувствительности избирательного усилителя ОК.
Поэтому напряжение первой гармоники на его выходе будет наблюдаться только

44
при наличии широких импульсов, когда дальность до цели мала (как известно из теории спектров, амплитуда первой гармоники увеличивается при увеличении длительности импульсов). Выходной сигнал избирательного усилителя с помо- щью схемы АРУ стабилизирует величину сигнала усилителя с АРУ. Сигнал с усилителя с АРУ поступает на фазовращатель, который компенсирует фазовую задержку сигнала в электронном блоке СКЦ. С выхода фазовращателя сигнал поступает на вход усилителя коррекции, где складывается с сигналом ошибки основного канала, тем самым увеличивая крутизну модуляционной характери- стики сигнала коррекции и повышая точность наведения.
Одновременно сигнал с выхода фазовращателя поступает в УВК на схему смещения, обеспечивающую наведение ЗУР в наиболее уязвимую часть воздуш- ной цели.
Вспомогательные системы координатора цели
В состав вспомогательных систем координатора цели ОГСН 9Э410 входят:
 система разгона ротора гироскопа;
 система стабилизации оборотов ротора гироскопа;
 система электрического арретирования ротора гироскопа.
Функциональная схема вспомогательных систем координатора цели ОГСН
9Э410 приведена на рис. 7.
Ротор-магнит гироскопа
Катушки
ГОН
Катушки вращения
Катушка пеленга
Катушки разгона
Катушка коррекции
Усилитель коррекции
Обмотка заклона
Датчики положения
Электронный тракт СКЦ
с предусилителя
ОК
Блок логики
Блок разгона и синхронизации
Тракт арретира
Частотное реле
Ключевые каскады
Система стабилизации оборотов
ПМ
ПТ
ОГСН 9Э410

45
Рис. 7. Функциональная схема вспомогательных систем координатора цели
ОГСН 9Э410
Система разгона ротора гироскопа предназначена для быстрого (в течение 5 с) разгона ротора гироскопа до частоты вращения f
вр
= 85-109 Гц. Разгон ротора гироскопа обеспечивается поочередной коммутацией тока через катушки разго- на по информационным сигналам с датчиков положения (ДП).
В состав системы разгона входят четыре датчика положения ДП1-ДП4, блок разгона и синхронизации, а также ключевые каскады, нагрузкой которых явля- ются катушки разгона.
Датчики положения размещены в ПТ, блок разгона и синхронизации разме- щен в ПМ, ключевые каскады и катушки разгона размещен в ОГСН.
Работу системы разгона ротора гироскопа рассмотрим по рис. 8. В исходном состоянии ротор гироскопа неподвижен.
N
S
ДП 3
ДП 1
Д
П
4
Д
П
2
L1
L
2
L
2
L1
+ 20 В
‒ 20 В
«0»
VT4
VT5
VT6
VT7
Блок разгона и
синхронизации
Детекторы Д1-Д4
Усилители- ограничители
Схема переключения
Ключевые каскады
Частотное реле
Рис. 8. Схема соединений элементов системы разгона ротора гироскопа
В блоке датчиков пусковой трубы 9П39 расположены четыре датчика поло- жения ДП1 – ДП4. Каждый датчик состоит из дросселя, обмотка 3 которого намотана на ферромагнитном сердечнике 2, и обмотки подмагничивания 4, раз- мещенной на каркасе 1. Для обеспечения требуемой чувствительности ДП по- мещается в постоянное магнитное поле величиной Ф
с
(см. рис. 2.23), создавае- мое обмоткой подмагничивания. Величина этого поля устанавливается подбо- ром резистора R (см. рис. 4.9), общего для всех ДП.

46
Величина падения высокочастотного напряжения на дросселе ДП зависит от индуктивности дросселя, которая меняется в зависимости от положения полю- сов ротора-магнита относительно ДП.
1 2
3 4
1 2
3 4
Рис. 4.9. Датчик положения полюсов ротора-магнита:
1 – каркас; 2 – ферромагнитный сердечник; 3 – обмотка дросселя; 4 – обмотка подмагничивания
При вращении ротора-магнита на выходе ДП возникают амплитудно- модулированные сигналы. Огибающие этих сигналов сдвинуты друг относи- тельно друга на 90 0
, так как ДП1 – ДП4 расположены на поверхности пусковой трубы симметрично (рис. 4.10). В зависимости от положения полюсов ротора- магнита относительно ДП на дроссель ДП будет воздействовать изменяющееся магнитное поле. Его величина изменяется от Ф
с
– 0,5Ф
м до Ф
с
+ 0,5Ф
м
При приведении в действие наземного блока питания и выдаче питания на блок датчиков ПТ один из двух датчиков положения (ДП) сформирует электри- ческий сигнал управления и выдаст его в блок разгона пускового механизма.
Сигналы с ДП подаются на схему разгона блока разгона и синхронизации ПМ, которая управляет электронными ключами на транзисторах VT4-VT7. Эти тран- зисторы подключают поочередно к источнику тока то первые (L1), то вторые
(L2) пары обмоток катушек разгона в зависимости от текущего положения по- люсов (N-S) ротор-магнита относительно ДП. Катушки разгона L1 и L2 предна- значены для создания знакопеременного магнитного поля при протекании по ним тока с блока разгона и синхронизации ПМ. При этом через каждую пару обмоток катушек (и L1, и L2) за один оборот ротора гироскопа ток протекает дважды – один раз в одном направлении, второй раз – в противоположном.
В результате взаимодействия магнитных полей катушек и постоянного маг- нита возникает вращающий момент и начинается раскрутка ротора гироскопа. В последующем через каждые 180° поворота ротора срабатывает другой датчик положения и ток протекает через соответствующую катушку.
За время не более 5 с ротор раскручивается до 100 об/с, после чего система разгона отключается частотным реле. Дальнейшее поддержание требуемой ско-

47
рости вращения обеспечивается системой стабилизации оборотов, исполнитель- ным элементом которой являются катушки вращения ОГСН.
Частотное реле предназначено для отключения схемы разгона при дости- жении ротором гироскопа требуемой частоты вращения f
г
= 85-109 Гц. Доведе- ние скорости вращения до частоты f
г
= 92-104 Гц и поддержание ее в этих пре- делах осуществляется системой стабилизации оборотов ротора гироскопа (ССО).
В состав схемы частотного реле входят (рис. 9):
 формирователь импульсов;
 дифференцирующая цепочка;
 пороговое устройство;
 исполнительный каскад, нагрузкой которого является реле Р1.
Формирователь импульсов
U
пит с НБП
С системы разгона
Р1
Дифференцирующая цепочка
Пороговое устройство
Исполнительный каскад
На систему разгона к АРП
Рис. 9. Функциональная схема частотного реле
Импульсы с выхода ключевого каскада системы разгона на частоте враще- ния ротора гироскопа поступают на формирователь импульсов, который преоб- разует импульсы неправильной формы в прямоугольную форму. Данные им- пульсы поступают на дифференцирующую цепочку, где преобразуются в корот- кие импульсы. По мере разгона ротора гироскопа частота данных импульсов увеличивается.

48
t
t
t
u(t)
а)
t
б)
в)
г)
t
д)
Рис. 10. Сигналы, действующие на частотном реле:
а – импульсы с выхода ключевого каскада системы разгона; б – импульсы с вы- хода формирователя импульсов; ; в – импульсы с выхода дифференцирующей цепочки; г – напряжение с выхода порогового устройства; д – напряжение с вы- хода исполнительного каскада
С выхода дифференцирующей цепочки последовательность импульсов пода- ется на пороговое устройство, где производится накопление импульсов и преоб- разование их в нарастающее постоянное напряжение.
При достижении ротором гироскопа требуемой частоты вращения напряже- ние на пороговом устройстве достигает величины срабатывания, данное устрой- ство выдает сигнал на исполнительный каскад, который выдает напряжение на реле Р1. Реле Р1 срабатывает и своими контактами отключает питание со схемы разгона и одновременно выдает в АРП сигнал об окончании разгона ротора ги- роскопа. В дальнейшем поддержание требуемой скорости вращения ротора ги- роскопа обеспечивается системой стабилизации оборотов ОГСН.
Система стабилизации оборотов (ССО) ротора гироскопа построена по принципу замкнутой следящей системы и предназначена для поддержания по- стоянной скорости вращения ротора гироскопа (по отношению к земной системе координат) после его разгона. Причем, до пуска требуемая частота вращения равна f
г
= 100 Гц, а после пуска требуемая частота вращения равна
f
г
+ f
р
= 120 Гц.

49
U
зад
ГОН
Катушки вращения
Усилитель
ССО
Модулятор
Счетчик импульсов
Дифф. цепочка
Усилитель- ограничитель
Дифферен- циальный
УПТ
Меандр в УВК
Рис. 11. Структурная схемасистемы стабилизации оборотов
Датчиком частоты вращения ротора гироскопа является обмотка ГОН, намо- танная на статоре гироскопа. Ось обмотки ГОН перпендикулярна оси ЗУР, по- этому до пуска при вращении ротор-магнита в обмотке ГОН наводится ЭДС с частотой вращения ротора f
г
, а после пуска, поскольку ракета и ротор вращаются в разные стороны, в обмотке ГОН наводится ЭДС с суммарной частотой: f
г
+ f
р
t
u(t)
u t
t
t
t
t
t
t
а)
б)
в)
г)
д)
е)
Рис. 12. Сигналы, действующие в системе стабилизации оборотов:
а – напряжение на выходе ГОН; б – напряжение на выходе усилителя- ограничителя; в – напряжение на выходе дифференцирующей цепочки; г – напряжение на выходе дифференциального УПТ; д – напряжение на выходе мо- дулятора (частота вращения ротора меньше требуемой); е – напряжение на вы- ходе модулятора (частота вращения ротора больше требуемой)
Данное напряжение ограничивается на усилителе-ограничителе (преобразу- ется в меандр) и подается на дифференцирующую цепочку, где преобразуется в короткие импульсы. Одновременно с выхода усилителя-ограничителя меандр подается в УВК в качестве опорного сигнала. Далее эти импульсы подаются на счетчик импульсов, где преобразуются в постоянное напряжение, пропорцио- нальное частоте следования импульсов. Это напряжение подается на дифферен- циальный УПТ, на второй вход которого подается напряжение u
зад
, соответству- ющее требуемой частоте вращения ротора гироскопа. Дифференциальный УПТ