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

50
формирует постоянное напряжение, равное разности входных напряжений. Если частота вращения ротора гироскопа равна требуемой, то сигнал на выходе моду- лятора отсутствует и ротор вращается по инерции. Если частота вращения рото- ра отличается от требуемой, то на выходе УПТ образуется постоянное напряже- ние, пропорциональное разности частот действительной и требуемой. Данное напряжение подается на модулятор, коммутируемый напряжением ГОН. В соот- ветствии с этим на выходе модулятора появляются прямоугольные импульсы с частотой ГОН и с амплитудой, пропорциональной напряжению на выходе УПТ.
Если частота вращения ротора меньше требуемой, то фаза напряжения на выхо- де модулятора равна фазе напряжения ГОН. Данное напряжение усиливается и поступает на катушки вращения, что приводит к увеличению скорости вращения ротора. Если частота вращения ротора больше требуемой, то фаза напряжений на выходе модулятора становится противоположной фазе напряжения ГОН, что приводит к торможению ротора.
Система электрического арретирования. Система электрического арретиро- вания обеспечивает:
 совмещение оптической оси гироскопа с продольной осью ракеты при разгоне ротора гироскопа;
 заклон оптической оси гироскопа на 5° вниз от продольной оси ракеты
(для «запоминания» уровня фона в районе цели) после окончания разгона и при не нажатом пусковом крючке ПМ;
 совмещение оптической оси гироскопа с линией прицеливания (на 10° ниже продольной оси ракеты) при нажатом пусковом крючке.
В качестве измерительных элементов ошибки арретирования (угла пеленга

п
) используются катушка пеленга и обмотка заклона. Катушка пеленга распо- ложена в координаторе цели ОГСН, а обмотка заклона  в блоке датчиков тру- бы.
Ось катушки пеленга совпадает с продольной осью ракеты и если плоскость вращения ротора гироскопа совпадет с плоскостью катушки пеленга (
п
= 0), то сигнал с катушки пеленга равен нулю. В случае отклонения оптической оси ги- роскопа на некоторый угол от продольной оси ракеты (
п
 0) с катушки пеленга снимается сигнал на частоте вращения ротора гироскопа, амплитуда и фаза ко- торого однозначно характеризуют величину и направление ошибки арретирова- ния.
а
t
ut t
ut t
u(t)
б

51
Рис. 13. Сигнал ошибки арретирования при отклонении оси гироскопа от про- дольной оси ракеты:
а – в вертикальной плоскости; б – в горизонтальной плоскости
Встречно с катушкой пеленга включена обмотка заклона, расположенная в блоке датчиков ПТ. Ось обмотки заклона находится в вертикальной плоскости и перпендикулярна продольной оси ракеты. Формируемый в обмотке заклона сиг- нал «ЗАКЛОН 10°» по величине пропорционален заданному углу пеленга (10°) в вертикальной плоскости между линией прицеливания и продольной осью раке- ты.
При отсутствии с частотного реле ПМ сигнала об окончании разгона ротора гироскопа на усилитель коррекции КЦ через тракт арретира ПМ поступает сиг- нал с катушки пеленга. Если ось ГСН не совмещена с продольной осью ПТ, то в катушке коррекции возникает момент коррекции, под действием которого ротор гироскопа прецессирует в направлении уменьшения ошибки арретирования.
После окончания разгона ротора гироскопа и не нажатом пусковом крючке
ПМ усилитель тракта арретира ПМ усиливает разностный сигнал с катушки пе- ленга и обмотки заклона 5°. Сигнал заклона 5° снимается со средней точки об- мотки заклона.
u
закл
= 10°
u
закл
= 5°
Рис. 14. Схема обмотки заклона
Этот сигнал после усиления по мощности в усилителе коррекции поступает на катушку коррекции, вызывая прецессию ротора гироскопа в вертикальной плоскости до тех пор, пока разностный сигнал не станет равным нулю. В этом случае оптическая ось гироскопа арретируется на 5° выше линии прицеливания
(на 5° ниже продольной оси ракеты) для обеспечения «запоминания» автоматом разарретирования и пуска ПМ уровня излучения фона в районе цели.

52
После окончания разгона ротора гироскопа и перевода пускового крючка ПМ в среднее положение или в положение «до упора» усилитель тракта арретира
ПМ усиливает разностный сигнал с катушки пеленга и обмотки заклона 10°.
Этот сигнал после усиления по мощности в усилителе коррекции поступает на катушку коррекции, вызывая прецессию ротора гироскопа в вертикальной плос- кости до тех пор, пока разностный сигнал не станет равным нулю. В этом случае оптическая ось гироскопа будет совмещена с линией прицеливания (заклонена вниз на 10° относительно оси ракеты).
При переводе СКЦ в режим автосопровождения цели к усилителю коррекции вместо усилителя тракта арретира ПМ подключается электронный тракт СКЦ, сигнал с которого пропорционален ошибке слежения.
2.4. УСТРОЙСТВО ВЫРАБОТКИ КОМАНД
Назначение, состав устройства выработки команд
Устройство выработки команд (УВК) предназначено для формирования сигналов управления ракетой по сигналу ошибки, формируемому ОГСН.
УВК обеспечивает:
 фильтрацию сигнала с СКЦ в целях повышения качества сигнала управления ракетой;
 формирование сигнала смещения траектории полета ракеты со среза сопла в центр планера цели в целях повышения эффективности пора- жения цели;
 формирование сигнала на поворот ракеты на начальном участке траек- тории в целях автоматического задания начальных углов возвышения и упреждения;
 преобразование сигнала управления, действующего на частоте враще- ния ротора гироскопа, в сигнал управления рулями на частоте враще- ния ракеты.
В состав УВК входят (рис. 1):
 синхронный фильтр,
 динамический ограничитель,
 схема смещения,
 схема управления полетом ракеты на начальном участке,
 формирователь команд управления рулями.

53
Динамический ограничитель
Синхронный фильтр
Схема смещения
Схема управления полетом на начальном участке
φ
зад
Формирователь команд управления рулями
u
со с усилителя коррекции
u
со со схемы ближней зоны
u
η с катушки пеленга
Σ
на автопилот
u
η с катушки пеленга время задержки (τ)
Рис. 1. Структурная схема УВК
Входными сигналами УВК являются:
 сигнал с усилителя коррекции, пропорциональный угловой скорости линии визирования ракета-цель;
 сигнал со схемы ближней зоны с информацией о требуемом смещении траектории полета ракеты со среза сопла в центр планера цели;
 сигнал с катушки пеленга;
 сигнал с катушки ГОН.
Сигнал с усилителя коррекции проходит последовательно через синхрон- ный фильтр (СФ) и динамический ограничитель (ДО) и поступает на сумма- тор, где суммируется с сигналами схемы смещения и схемы управления по- летом на начальном участке. С выхода сумматор сигнал на частоте вращения ротора гироскопа поступает на формирователь команд управления рулями, где преобразуется в сигнал на частоте вращения ракеты. Далее сигнал посту- пает на автопилот.
Принцип работы устройства выработки команд
Сигнал ошибки с усилителя коррекции на частоте вращения ротора ги- роскопа, заключающий информацию об угловой скорости вращения линии визирования, поступает в УВК насинхронный фильтр (рис. 2).

54
Ф
аз ов ы
й де те кт ор
Ф
Н
Ч
u
η
с ка ту ш
ки пе ле нг а
&
(к л.
1
)
с
П
М
С
хе
м
а
уп
р
ав
л
ен
и
я
п
ол
ет
ом
н
а
н
ач
ал
ьн
ом
у
ч
ас
тк
е
Э
ле м
ен т с пе тл ей ги ст ер ез ис а
&
(к л.
2
)
&
(к л.
4
)
С
хе м
а за де рж ки
(
τ)
&
(к л.
3
)
К
ом па ра то р
Ф
аз ов ы
й де те кт ор
Ф
Н
Ч
М
од ул ят ор
Ф
аз ов ы
й де те кт ор
Ф
Н
Ч
М
од ул ят ор
Σ
u
оп
u
оп
u
оп
u
оп
А
м пл ит уд ны й де те кт ор
Ф
Н
Ч
У
си ли те ль
- ог ра ни чи те ль
С
и
н
хр
он
н
ы
й
ф
и
л
ьт
р
Д
и
н
ам
и
ч
ес
к
и
й
ог
р
ан
и
ч
и
те
л
ь
Σ
u
со с ус ил ит ел я ко рр ек ци и
М
од ул ят ор
С
хе
м
а
см
ещ
ен
и
я
u
оп
Ф
ор
м
и
р
ов
ат
ел
ь
к
ом
ан
д
уп
р
ав
л
ен
и
я
р
ул
ям
и
Ф
аз ов ы
й де те кт ор
u
оп с
Г
О
Н
А
м пл ит уд ны й де те кт ор
Ф
Н
Ч
u
со со с
хе м
ы бл иж не й зо ны
u
оп
У
пр ав ля ем ы
й ог ра ни чи те ль
φ
за д
Ф
ил ьт р
Г
ен ер ат ор ли не ар из ац ии
Σ
на
А
П
f
оп
=
f
г
+
f
р
f
г
f
р

55
Рис. 2. Функциональная схема УВК ЗУР 9М39
Синхронный фильтр предназначен для преобразования сигнала ошибки из гармонического вида в импульсный (используемый при релейном способе управления рулями). Кроме того, в случае отклонения частоты сигнала ошибки (f
со
) от частоты вращения ротора гироскопа (f
г
) СФ формирует напряжение сигнала ошибки с частотой, равной частоте вращения ротора гироскопа.
СФ состоит из двух идентичных каналов, выходные сигналы которых суммируются. Каждый из каналов представляет собой последовательно со- единенные: фазовый детектор (ФД), фильтр низких частот (ФНЧ) и модуля- тор. Опорными сигналами ФД и модуляторов являются сигналы типа меандр на частоте вращения ротора гироскопа (f
г
), которые поступают с выхода си- стемы стабилизации оборотов ротора гироскопа (ССО) и отличаются сдви- гом фаз на 90°.
t
u(t)
u i i
t
0.3 cos 0.002i

(
)

0.5

0.3 sin 0.002i

(
)

0.5

i
t
0.3 co s
0.002
i

(
)

0.5

0.3 sin
0.002
i

(
)

0.5

i
t
t
t
а)
б)
в)
г)
д)
е)
t
ж)
Рис. 3. Сигналы, действующие на синхронном фильтре:
а – сигнал ошибки с усилителя коррекции; б – опорный сигнал с ССО; в, г – сигналы на выходах ФНЧ; д, е – сигналы на выходах модуляторов; ж – сиг- налы на выходе сумматора
Сигнал ошибки с усилителя коррекции на частоте гироскопа поступает на два квадратурные ФД. Если частота сигнала ошибки (f
со
) равна частоте вра- щения ротора гироскопа (f
г
), то на выходах ФД образуются постоянные напряжения, определяемые амплитудой и разностью фаз входного и опорных напряжений. Если же частота сигнала ошибки отличается от частоты враще- ния ротора гироскопа, то на выходах ФД образуются гармонические напря- жения с частотой биений, равной разности частот f
г
 f
со
. Причем, фазы этих

56
напряжений отличаются на 90°. Данные напряжения поступают на ФНЧ, где отфильтровываются высокочастотные выбросы, и, далее – на модуляторы, где преобразуются в прямоугольные импульсы, промодулированные часто- той биений f
г
 f
со
. Эти импульсы суммируются на сумматоре, в результате чего образуется импульсная последовательность постоянной амплитуды на частоте f
г
Динамический ограничитель служит для дополнительного ограничения резко изменяющегося сигнала с СФ и состоит из усилителя-ограничителя и цепи формирования уровня ограничения, включающей амплитудный детек- тор (АД) и ФНЧ.
Сигнал ошибки в виде меандра с выхода СФ поступает на усилитель- ограничитель с управляемым уровнем ограничения сигнала. Уровень огра- ничения устанавливаются цепью, состоящей из АД и ФНЧ. При постоянной величине входного сигнала уровень ограничения постоянен и пропорциона- лен величине напряжения с выхода ФНЧ.
Поскольку ФНЧ является инерционным элементом, то при резком изме- нении входного сигнала величина уровня ограничения из-за запаздывания сигнала в цепи управления (на ФНЧ) изменяется с запаздыванием. При этом возрастающий сигнал на выходе усилителя ограничивается, а убывающий проходит без ограничения. Тем самым достигается плавность возрастания управляющего сигнала.
u(t)
t
а)
в)
t
б
Рис. 4. Сигналы, действующие на динамическом ограничителе:
а – сигнал на входе усилителя-ограничителя; б – управляющее напряжение на выходе ФНЧ; в – сигнал на выходе усилителя-ограничителя

57
С выхода ДО сигнал управления поступает на сумматор, на второй и тре- тий входы которого поступают сигналы со схем смещения и управления по- летом ракеты на начальном участке.
Схема смещения предназначена для формирования сигнала смещения траектории полета ракеты со среза сопла в центр планера цели в ближней зоне цели (400-600 м до цели).
Величина сигнала смещения определяется углом пеленга. Угол пеленга это угол, отсчитываемый от оси ЗУР до направления на цель. При стрельбе навстречу угол пеленга положителен, при стрельбе вдогон – отрицателен.
Для смещения траектории полета ракеты со среза сопла в центр планера при стрельбе навстречу угол пеленга необходимо уменьшать, а при стрельбе вдо- гон угол пеленга необходимо увеличивать.
ТВ
η
ТВ
η
а)
б)
Ось З
УР
Ос ь О
ГС
Н
Ос ь З
УР
Ос ь О
ГС
Н
Рис. 5. Формирование угла пеленга при стрельбе навстречу (а) и вдогон (б)
Сигнал с катушки пеленга, амплитуда которого пропорциональна углу пеленга, а фаза соответствует направлению смещения оси ОГСН относитель- но оси ЗУР, подается на фазовый детектор. Опорным сигналом для фазового детектора является сигнал с катушки ГОН. На выходе ФД образуется посто- янное медленно меняющееся напряжение, знак которого определяется зна́ком угла пеленга. Данное напряжение отфильтровывается на ФНЧ (по- давляются высокочастотные выбросы) и подается на управляемый ограничи- тель, уровень ограничения которого устанавливается цепью «амплитудный детектор – ФНЧ». На данную цепь поступает сигнал ошибки, формируемый схемой ближней зоны при приближении к цели на 400-600 м, когда тепловое пятно цели принимает достаточно большой размер. Этот сигнал преобразу- ется на АД в постоянное напряжение положительной полярности, фильтру- ется на ФНЧ и поступает на управляющий вход ограничителя. При малом значении напряжения (или при его отсутствии) на управляющем входе огра- ничитель закрыт и схем смещения не работает. При поступлении со схемы ближней зоны сигнала достаточного уровня управляющий ограничитель от- крывается и сигнал со схемы смещения поступает на сумматор.
Схема управления полетом ракеты на начальном участке предназначена для ускоренного вывода ЗУР на кинематическую траекторию после вылета из ПТ. Поскольку при старте продольная ось ЗУР направлена на цель, то при

58
больших скоростях цели ЗУР вынуждена совершать маневр, что приводит к повышенным ошибкам наведения.
х
Н
Ц
ТВ

V
Ли ния пр ице лив ани я
а
б
в
Рис. 6. Траектория ЗУР:
а – кинематическая траектория; б – траектория безвключениясхемы управ- ления полетом ракеты на начальном участке; в – траектория с включением схемы управления полетом ракеты на начальном участке
Для устранения данного недостатка введена специальная схема, форми- рующая сигнал управления ракетой по пеленгу для придания ей необходи- мых углов упреждения и возвышения. Схема работает в режиме автосопро- вождения цели и отключается после пуска ракеты через заданное время .
Работа схемы заключается в следующем. Сигнал с катушки пеленга, представляющий собой гармоническое напряжение с частотой 
г
, амплитуда которого пропорциональна углу пеленга, поступает на электронный ключ 1
(схема И), на второй вход которого поступает управляющий сигнал с ключа 4
(схема И). При отсутствии сигнала с ключа 4 ключ 1 закрыт и сигнал с ка- тушки пеленга на выходе ключа 1 отсутствует.
Управляющий сигнал на ключе 4 формируется при наличии сигналов на его входах: со схемы задержки, определяемой время  с момента пуска, и сигнала с цепочки «компаратор, ключ 3, элемент с петлей гистерезиса». Дан- ная цепочка вырабатывает сигнал, если угол пеленга принимает большое значение (более заданного φ
зад
), характерное для стартового участка. Цепочка работает следующим образом. Напряжение с катушки пеленга детектируется на АД и сглаживается на ФНЧ, т.е. преобразуется в медленно меняющееся постоянное напряжение. Данное напряжение поступает на компаратор, на второй вход которого подается постоянное напряжение, соответствующее заданному углу пеленга φ
зад
. Компаратор – это устройство, формирующее напряжение, знак которого зависит от результата сравнения входного напря- жения и опорного.

59
t
a
t
u(t)
в
б
Рис. 7. Вид сигналов, действующих на компараторе:
а – сигнал на входе компаратора; б – опорный сигнал; в – сигнал на выходе компаратора
Если угол пеленга менее φ
зад
, то сигнал на выходе компаратора имеет от- рицательную полярность, в противном случае сигнал на выходе компаратора имеет положительную полярность. Сигнал с выхода компаратора через схему
И (ключ 3) поступает на элемент с петлей гистерезиса. Ключ 3 открыт только при наличии сигнала со схемы задержки (), поступающего с ПМ. Элемент с петлей гистерезиса – это устройство, запоминающее знак поданного на него сигнала.
u
вых
u
вх
‒ u
нас
+u
нас
а
б
Рис. 8. Петля гистерезиса
Элемент с петлей гистерезиса построен на ферромагнитном сердечнике, помещенном в постоянное магнитное поле, которое создается током, прохо- дящем через обмотку. Направление вектора поля определяется направлением тока. При увеличении входного напряжения выходное напряжение увеличи- вается по ветви а. При достижении напряжения определенной величины, называемой напряжением насыщения, выходное напряжение не увеличива- ется. При уменьшении входного напряжения выходное напряжение остается постоянным и начинает уменьшаться лишь при напряжении отрицательного знака. Таким образом, при подаче на вход элемента напряжения отрицатель-