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

70
1
2
3
4
5
6
8
9
7
Рис. 1. Чертеж рулевого отсека:
1 − датчик угловых скоростей с усилителем; 2 — рулевая машинка; 3 − порохо- вой управляющий двигатель; 4 − пороховой аккумулятор давления; 5 − стабили- затор-выпрямитель; 6 — турбогенератор; 7 —розетка бортразъема; 8 — рули; 9
— дестабилизаторы
Конструкция рулевого отсека показана на рис. 2.
Рис. 2. Вид рулевого отсека:
1 – датчик угловых скоростей; 2 – дестабилизатор; 3 – рули; 4 – розетка борт- разъема; 5 − стабилизатор-выпрямитель; 6 – пороховой аккумулятор давления; 7
– турбогенератор
Рулевая машинка (РМ) обеспечивает аэродинамическое управление ракеты в полете и работает от газа, поступающего из ПАД. При этом работа осуществля- ется в режиме переброса поводка и жестко связанных с ним рулей в крайнее по- ложение на угол ±15°. Одновременно РМ является распределительным устрой- ством в системе газодинамического управления ракетой на начальном участке траектории, когда аэродинамические рули мало эффективны.

71
Бортовой источник питания (БИП) обеспечивает электропитание аппаратуры ракеты в полете. Источником энергии для него являются газы, образующие при сгорании заряда ПАД. Бортовой источник питания состоит из двух отдельных блоков: турбогенератора и стабилизатора-выпрямителя. Турбогенератор выраба- тывает электроэнергию, а стабилизатор-выпрямитель преобразует ее в требуе- мые для работы элементов ракеты напряжения.
Пороховой аккумулятор давления (ПАД) обеспечивает питанием пороховы- ми газами РМ и БИП. Образование пороховых газов происходит за счет торце- вого горения заряда.
Пороховой управляющий двигатель (ПУД) является пиротехническим изде- лием и обеспечивает газодинамическое управление ЗУР на начальном участке полета.
Датчик угловых скоростей (ДУС) формирует электрический сигнал, пропор- циональный угловой скорости колебаний ракеты относительно ее поперечных осей. Этот сигнал используется в контуре управления ракеты для компенсации данных колебаний.
Розетка обеспечивает связь ракеты с пусковой трубой. В ее состав входит также размыкатель блока взведения, отключающий цепи питания взрывателя и
ПУД до выхода ракеты из трубы (до раскрытия рулей). Блок взведения выдает напряжение для срабатывания пускового электровоспламенителя взрывателя и электровоспламенителя ПУД. В блоке с розеткой выполнен контрольный разъем ракеты, используемый при регламентных проверках ракеты с помощью КПА.
Дестабилизаторы предназначены для оптимального расположения центра давления (точка приложения равнодействующих аэродинамических сил) относи- тельно центра тяжести ракеты, а также для поддержания вращения ракеты в по- лете.
Плата обеспечивает присоединение концов жгута от боевой части БЧ и элек- тровоспламенителей ПУД и ПАД к блоку взведения и БИП.
Колодка обеспечивает электрическую связь между рулевым отсеком и ОГСН.
Корпус отсека представляет собой тонкостенную цилиндрическую деталь, изготовленную из алюминиевого сплава Д16Т толщиной 1 мм. Для складывания рулей и дестабилизаторов в походном положении в корпусе имеются специаль- ные щели.
2. УСТРОЙСТВО И РАБОТА БОРТОВОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ
Бортовой источник питания (БИП) предназначен для питания аппаратуры ра- кеты в полете и представляет собой электростанцию мощностью 250 Вт, источ- ником энергии для которой являются газы, образующиеся при выгорании ПАД.
БИП состоит из турбогенератора и стабилизатора-выпрямителя. Турбогене- ратор предназначен для выработки переменного напряжения. Он представляет

72
собой однофазный генератор с возбуждением от постоянного магнита с приво- дом от турбины на его валу.
Турбогенератор (рис. 3) состоит из статора и ротора, на оси которого крепит- ся турбина, являющаяся его приводом. Статор представляет собой литой корпус, в котором установлены два постоянных магнита и две секции с обмотками.
4
3
2
1
N
S
N
S
5
6
4
6
5
А-А
А↓
А↓
7
8
Рис. 3. Турбогенератор:
1 − статор; 2 — сопло; 3 — турбина; 4 — ротор; 5 – постоянные магниты; 6 – обмотки статора
Турбогенератор является синхронным однофазным генератором с возбужде- нием от постоянных магнитов и приводом от газовой турбинки.
Турбогенератор состоит из статора и ротора, на оси которого установлена турбинка.
Статор состоит из корпуса, двух постоянных магнитов и двух обмоток. Ротор представляет собой ось с набором штампованных звездочек из листовой элек- тротехнической стали. Ось установлена на двух радиальных шарикоподшипни- ках. Турбинка крепится на оси ротора.
Принцип действия ТГ основан на прерывании и коммутации магнитного по- тока пересекающего витки обмотки статора. Коммутатором магнитного потока является ротор ТГ, приводимый во вращение рабочим колесом турбинки при воздействии газов ПАД. Для выхода газа в корпусе рулевого отсека имеется прямоугольный паз, через который газ сбрасывается в атмосферу.
Пороховые газы ПАД через сопло попадают на лопатки турбины и приводят ее во вращение вместе с ротором. При повороте ротора на половину полюсного деления, направление магнитного потока, проходя через обмотку генератора, изменяется на обратное, создавая в обмотке статора переменную ЭДС, которая снимается с клемм и подается на вход стабилизатора-выпрямителя. Поворот ро- тора на одно полюсное деление соответствует одному периоду переменного то-

73
ка. Следовательно, частота переменного тока зависит от количества полюсов и скорости вращения ротора:
60
/
Zn
f 
, где Z − число полюсов (в данном генераторе их число равно 10); n − число оборотов в минуту (9000-18000).
Таким образом, частота переменного тока составляет 1500-3000 Гц.
Стабилизатор-выпрямитель предназначен для преобразования напряжения переменного тока в постоянные напряжения + 40 В и ± 20 В и стабилизации данных напряжений с точностью ± 2 В.
Для этого стабилизатор-выпрямитель решает следующие задачи:
 регулирует скорость вращения турбогенератора при изменении давления газа;
 поддерживает напряжение заданного номинала при изменении напряжения на обмотках генератора.
Необходимость стабилизации напряжений обусловлена изменением частоты переменного тока при неизбежных колебаниях давления газа в ПАД, а также при изменении нагрузки.
Способ стабилизации частоты магнитоэлектрического синхронного генера- тора основан на гашении избыточной мощности привода за счет превращения его в потерю в магнитопроводе генератора.
Стабилизация частоты происходит следующим образом (рис. 4). Газы вы- сокого давления, поступающие от ПАД, раскручивают турбинку и связанный с ней ротор. При этом на обмотках статора возникает переменное напряжение, которое с помощью трансформатора Тр1 преобразуется в напряжение двух но- миналов. Данные напряжения преобразуются в постоянные и поступают в нагрузку. Напряжения, формируемые генератором, как правило, не соответ- ствуют требуемым, т.к. частота оборотов турбогенератора не постоянна.
Ротор
Статор
Турбогенератор от ПАД
Тр 1
+ 20 В
20 В
+ 40 В
Обмотка ТГ
Дроссель насыщения
Компенсационная емкость С1
Дроссель управления
Схема сравнения
Усилитель ОС
Рис. 4. Структурная схема стабилизатора-выпрямителя

74
Поэтому напряжение с выпрямителя + 40 В поступает на схему сравнения, где сравнивается с опорным напряжением + 40 В. Если напряжение меньше опорного, то схема сравнения формирует постоянное напряжение, которое уси- ливается и поступает на дроссель управления. В управляющей обмотке дросселя протекает постоянный ток, подмагничивающий железо дросселя. Обмотка дрос- селя и емкость С1 образуют колебательный контур. К колебательному контуру подключена обмотка тахогенератора (ТГ). При подмагничивании железа дроссе- ля реактивное сопротивление обмотки меньше реактивного сопротивления ем- кости С1, поэтому условий для резонанса нет. В цепи обмотки тахогенератора протекает незначительный ток, который не препятствует увеличению скорости вращения ротора.
Если напряжение превышает допустимое значение и превышает значение опорного напряжения, то схема сравнения закрывается, ток через управляющую обмотку дросселя прекращается. Реактивное сопротивление обмотки дросселя возрастает и становится соизмеримым с сопротивлением емкости С1, возникает резонанс и ток в цепи обмотки тахогенератора резко возрастает, что вызывает увеличение электрических потерь в генераторе и торможение ротора.
Стабилизация напряжения происходит следующим образом. Если напряже- ние меньше опорного, то схема сравнения формирует постоянное напряжение, которое усиливается и поступает на управляющую обмотку дросселя насыще- ния. Обмотка насыщения дросселя включена последовательно с первичной об- моткой трансформатора Тр1. При наличии тока в управляющей обмотке реак- тивное сопротивление обмотки насыщения мало, поэтому трансформатор Тр1 формирует максимальное напряжение. Если напряжение на выходе генератора превышает допустимое значение и превышает значение опорного напряжения, то схема сравнения закрывается, ток через управляющую обмотку дросселя пре- кращается. Поэтому реактивное сопротивление обмотки насыщения возрастает, что препятствует повышению напряжения на трансформаторе Тр1.
Таким образом, при изменении скорости вращения турбинки изменяется ток в цепи регулирования, а следовательно степень торможения ротора и, как след- ствие этого, поддерживается частота вращения ротора генератора и напряжение в цепи 40 В.
Поскольку напряжение 20 В формируется с тех же витков трансформатора
Тр1, то стабилизируется и это напряжение. Стабилизированные напряжения
 20 В поступают со стабилизатора-выпрямителя в ОГСН, ДУС и боевое снаря- жение.
3. ПОРОХОВОЙ АККУМУЛЯТОР ДАВЛЕНИЯ И ПОРОХОВОЙ
УПРАВЛЯЮЩИЙ ДВИГАТЕЛЬ
Пороховой аккумулятор давления (ПАД) предназначен для питания порохо- выми газами рулевой машинки и бортового источника питания. Соответственно

75
к нему предъявляются требования по постоянному газообразованию в течение времени работы бортовой аппаратуры ракеты. Поэтому выбран заряд с торцевым горением, что обеспечивает достаточно длительное горение.
В зависимости от требований к скорости газообразования и времени работы устройства, форма заряда может быть выбрана такой, что она обеспечит макси- мальную или минимальную поверхность горения. Максимальная поверхность горения достигается созданием различных щелей, срезов и внутренних профи- лей. Если же требуется уменьшить поверхность горения, то ее закрывают раз- личными бронировками, обеспечивая, например, только торцевое горение заря- да.
ПАД состоит из стального корпуса, являющегося камерой сгорания. Внутри корпуса размещается пороховой заряд, покрытый бронировкой − защитным сло- ем, препятствующим горению с боковых сторон. В корпус ввернут воспламени- тель, состоящий из электровоспламенителя, навески пороха и пиротехнической петарды. При срабатывании электровоспламенителя срабатывает пиротехниче- ская петарда и затем воспламеняется навеска пороха. Раскаленные частицы по- роха поджигают основной заряд. Происходит торцевое горение заряда со скоро- стью примерно 5 мм/с в течение не менее 11 с. Расход газа составляет 2,5 г/с.
Газ из дросселя поступает в БИП и РМ.
1
3
2
4
5
6
Рис. 5. Пороховой аккумулятор давления:
1 − корпус; 2 − заряд; 3 − дроссель; 4 − навеска пороха; 5 − петарда; 6 − электро- воспламенитель
Пороховой управляющий двигатель (ПУД) предназначен для газодинамиче- ского управления ракетой на начальном участке полета. Он работает короткое время до набора ракетой скорости при которой начинают эффективно работать аэродинамические рули. Соответственно величина газообразования здесь долж- на быть значительно больше. Компоновка ПУД напоминает компоновку ПАД
(работа аналогична). Скорость горения заряда выше, чем в ПАД (и составляет
7 мм/с), так как время работы ПУД менее 0,7 с и он должен как можно быстрее выходить на максимальное давление. Образующийся газ через ввернутый в кор-

76
пус переходник поступает в газораспределительную систему, расходуя 20 г/с газа.
1
3
2
4
5
6
Рис. 6. Пороховой управляющий двигатель:
1 — переходник; 2 — корпус; 3 — заряд; 4 — навеска пороха; 5 — петарда;
6 — электровоспламенитель
2.7. БОЕВОЕ СНАРЯЖЕНИЕ ЗУР 9М39

77
1
2
3
4
5
ВЗ
ВГ
БЧ
Рис. 1. Устройство боевого снаряжения:
БЧ — собственно боевая часть; ВЗ — взрыватель; ВГ — взрывной генератор; 1
—корпус; 2 — взрывчатое вещество; 3 — трубка; 4 — детонатор; 5—манжета
Боевая часть 9Н312Ф осколочно-фугасного действия предназначена для со- здания заданного поля поражения, воздействующего на цель, после получения от взрывателя инициирующего импульса.
Боевая часть состоит из корпуса 1, боевого (разрывного) заряда 2, детонатора
4 и трубки 3, в которую уложены провода от рулевого отсека к взрывателю.
Корпус БЧ, выполненный из высокопрочной стали, представляет собой ци- линдрическую деталь с толщиной стенки 3 мм. На торцах корпуса имеются по- садочные места, и места крепления с соседними отсеками (РО и ДУ). Внутри корпус имеет насечку специальной формы, позволяющей при подрыве боевого заряда образовывать дробление на осколки. Образующиеся при дроблении осколки имеют массу 0,4-0,5 г, что обеспечивает эффективное поражение целей.
Боевой заряд представляет собой взрывчатое вещество (ВВ), запрессованное в корпус БЧ. ВВ изготовлено из вещества ОКФАЛ-20 (взрывчатая механическая смесь на основе октогена). Оно имеет достаточно высокие характеристики дето- нации ‒ 8000 м/с. В то же время боевой заряд обеспечивает требования по отсут- ствию детонации при случайных воздействиях (прострел, возгорание, удар и т. п.).
Для подрыва боевого заряда необходимо обеспечить определенное энергети- ческое воздействие на него с высокой скоростью по всей торцевой поверхности.
Для этих целей служит детонатор. Он представляет собой заряд ВВ, более чув- ствительного к инициирующему воздействию со стороны взрывателя. В БЧ де- тонатор размещен непосредственно рядом с боевым зарядом. Так как взрыватель расположен за боевым зарядом, то для подвода электропитания с РО в боевом заряде имеется отверстие, сформированное установленной в этом месте трубкой.
Через трубку протянуты четыре провода.
Взрывной генератор предназначен для подрыва не сгоревшей части топлива маршевой двигательной установки (МДУ), в результате чего создается дополни- тельное поле поражения. ВГ представляет собой расположенную в корпусе БЧ