- •СТАБИЛИЗАЦИЯ МАШИН
- •Предисловие
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Математические основы теории линейных систем автоматического регулирования
- •1.2.2. Преобразования Лапласа и их свойства
- •1.4. Структурный анализ линейных САР
- •1.4.1. Структурная схема САР
- •1.4.3. Преобразование структурных схем
- •1.4.5. Обратные связи в САР
- •1.5.1. Типовые воздействия
- •1.5.2. Временные характеристики
- •1.5.3. Частотные характеристики
- •1.5.4. Временные и частотные характеристики типовых звеньев
- •1.6. Устойчивость САР. Критерии устойчивости
- •1.6.1. Условие устойчивости
- •1.6.2. Критерий Гурвица
- •1.6.3. Критерий Рауса
- •1.6.4. Критерий Михайлова
- •1.6.5. Критерий Найквиста
- •1.6.6. Определение устойчивости САР и запасов устойчивости
- •1.7. Оценка качества переходного процесса
- •1.7.1. Основные показатели качества
- •1.7.2. Оценка показателей качества переходного процесса по частотным характеристикам системы
- •1.7.3. Расчет установившихся ошибок САР
- •1.8. Коррекция динамических свойств САР
- •1.8.1. Метод последовательной коррекции
- •1.8.2. Метод параллельной коррекции
- •2.1. Эффективность стрельбы боевых машин
- •2.1.1. Особенности стрельбы с ходу
- •2.1.2. Анализ колебаний корпуса САО
- •2.1.3. Анализ колебаний корпуса морских кораблей
- •2.1.4. Способы повышения эффективности стрельбы
- •2.2. Анализ кинематических зависимостей при наведении и стабилизации
- •2.2.1. Кинематические схемы наведения и стабилизации установок
- •2.2.3. Слежение за неподвижной целью при трехосной схеме со стабилизацией осей цапф установки
- •2.2.5. Слежение за подвижной целью
- •2.2.6. Понятие «мертвой» зоны силовых приводов наведения
- •2.2.7. Влияние схемы заряжания установки на мощность силового привода наведения
- •2.3. Расчет и анализ процесса амортизации оружия при стрельбе очередью
- •2.3.2. Решение уравнения движения короба при П0=0
- •2.3.4. Решение уравнения движения короба при переменном темпе стрельбы
- •2.3.5. Расчет движения системы «оружие - установка» при стрельбе очередью
- •2.3.6. Анализ процесса амортизации оружия при стрельбе очередью
- •3.1. Классификация систем наведения и стабилизации установок
- •3.2. Система наведения артиллерийской установки
- •3.4. Принцип радиолокационной системы командного наведения зенитных комплексов
- •4.1. Свойства гироскопа
- •4.2. Учет сил трения в гироскопе
- •4.4. Двухстепенной гироскоп.
- •4.6. Скоростная характеристика наведения установки
- •5.1.1. Основные требования к приводам
- •5.1.2. Классификация силовых приводов
- •5.1.3. Принципиальные схемы некоторых приводов
- •5.2. Расчет электромашинного привода наведения
- •5.2.1. Способы регулирования скорости электродвигателей постоянного тока
- •5.2.2. Пуск электродвигателей постоянного тока
- •5.2.3. Торможение электромашинного привода
- •5.2.4. Выбор электродвигателя для неавтоматизированных приводов
- •5.2.5. Уравнение динамики электропривода
- •5.2.6. Расчет мощности электродвигателя для автоматизированных приводов
- •5.2.7. Усилительные устройства
- •5.3.1. Уравнения гидропривода с дроссельным регулированием
- •5.3.2. Структурная схема гидропривода
- •5.3.3. Устойчивость гидропривода
- •5.3.4. Способы повышения устойчивости гидропривода
- •5.4.1. Электромеханические преобразователи
- •5.4.2. Гидроусилители
- •6.1. Расчет механизмов вертикального наведения
- •6.2. Расчет механизмов горизонтального наведения
- •6.3. Выбор рациональной схемы установки коренных шестерен механизма поворота
Максимальные значения амплитуд угловых скоростей и уско рений составят:
ф |
=ср |
р; ф |
= —<р |
р 2. |
(2.2) |
max |
max |
max |
|
max |
|
2. Малые колебания корпуса наблюдаются значительно чаще, чем большие колебания. Например, процент амплитуд продольных колебаний ф находящихся в пределах 0-1 град составляет
max
~ 42 %; в пределах 0-2 град - 73 %. Процент амплитуд угловых
1Sir
продольных ускорений величиной до - — составляет ~88 %.
с2
3. Период угловых продольных колебаний корпуса танка нахо дится в пределах Т = 0,75-1,5 с. В этих пределах находится до 90 % всех значений периодов колебаний корпуса средних и тяжелых танков и САО.
При расчете систем наведения и стабилизации обычно исходят не из максимальных значений параметров колебаний, а из значе ний, которым соответствует 80-90 % их существования. При этих значениях силовые следящие приводы должны обеспечивать необ ходимые скорость и точность наведения и стабилизации установки (орудия).
2.1.3. Анализ колебаний корпуса морских кораблей
Работа систем наведения и стабилизации корабельных устано вок, как правило, сопровождается качками корабля.
При определении кинематических зависимостей с учетом кач ки корабля вводят две системы координат (рис. 2.2): OX0Y^Zo - не подвижная система координат с началом отсчета в центре массы корабля (точка 0); 0XYZ - корабельная (подвижная) система коор динат. При отсутствии качки соответствующие оси обеих систем координат совпадают.
Принято считать, что качку корабля характеризуют только три движения:
-угловые перемещения относительно оси 0Y, называемые ки левой качкой с углом поворота ф (угол дифферента)*
-угловые перемещения относительно оси 0Х (продольная ось корабля), называемые бортовой качкой с углом поворота 0 (угол крена);
-линейные перемещения Z вдоль оси OZo характеризуют вер тикальную качку корабля.
Рис. 2.2. Системы координат для морского корабля
Большинство методов учета качки исходят из предпосылок, что качка корабля имеет регулярный характер, а профиль морской волны описывается гармоническим законом.
Например, для бортовой качки эта зависимость имеет вид:
|
e = /fs in ^ + B s in (^ + a ), |
(2-3) |
|
где А и В - |
Тс |
Те |
|
соответственно амплитуды собственных и вынужден |
|||
Тс и Те - |
ных колебаний корабля; |
|
|
периоды этих колебаний; |
|
|
|
a - |
сдвиг по фазе между собственными и вынужденными |
||
|
колебаниями. |
|
|
Необходимо отметить, что период собственных колебаний (7с) корабля, как правило, связан с периодом вынужденных колебаний (Те) отношением Тс ~ 1,5 Те. В зависимости от типа корабля и уста новки с учетом требований к результатам стрельбы расчет систем наведения и стабилизации проводят с учетом того или иного вида качки по отдельности или вместе взятых. Но чаще всего приходит ся учитывать бортовую качку, влияние которой может либо лока лизоваться (стабилизация осей цапф установки, стабилизация по перечной оси снаряда и т. д.), либо компенсироваться за счет уве личения мощности следящих приводов наведения и стабилизации.
Та бл ица 2.2. Средние периоды колебаний кораблей
Тип корабля |
|
Период колебаний, с |
|
|||
килевая качка |
бортовая качка |
вертикальная качка |
||||
|
||||||
Эсминцы и миноносцы |
6 ...9 |
3,3 |
...3,7 |
2,3 |
...2.6 |
|
Легкий крейсер |
10...12 |
4,5 |
...5,5 |
4...5 |
||
Тяжелый крейсер |
13...15 |
6 |
...7 |
5 |
...6 |
В табл. 2.2. даны примерные значения периодов собственных, колебаний различных кораблей. Надо полагать, что амплитуды вы нужденных колебаний будут определяться в зависимости от волне ния на море.
2.1.4. Способы повышения эффективности стрельбы
Анализ причин низкой эффективности стрельбы установок по зволяет сделать некоторые практические выводы о способах по вышения эффективности стрельбы. Можно предварительно указать рекомендации и мероприятия, которые необходимо учитывать при разработке и эксплуатации установок и их механизмов. Основными из них являются следующие: 1) увеличение плавности хода само ходных наземных установок; 2) уменьшение времени запаздывания выстрела; 3) автоматизация процессов заряжания и быстрая ликви дация отработанных элементов после выстрела; 4) введение специ альных стабилизирующих устройств; 5) тренировка экипажа (рас чета) в ведении стрельбы в условиях приближенных к боевым.
Увеличение плавности хода самоходных установок достигает ся путем рационального выбора жесткости характеристик подвес ки. Наиболее перспективными в этом плане являются гидропнев матические и пневматические упругие элементы с регулируемыми ступенями жесткости и гидро-(пневмо)амортизаторы также с регу лируемыми демпфирующими характеристиками. Время запаздыва ния выстрела уменьшают путем усовершенствования схемы и кон струкции спусковых и ударных механизмов и применения гальва ноударных (электрозапальных) капсюльных втулок.
Введение автоматизации процессов заряжания и быстрой лик видации отработанных элементов значительно облегчает условия работы экипажа (расчета) и увеличивает темп стрельбы.
Введение стабилизирующих устройств является наиболее ра дикальным способом повышения эффективности стрельбы. Сис темой стабилизации принято называть систему автоматического регулирования, предназначенную для придания и поддержания с определенной точностью постоянства заданного наводчиком на правления линии выстрела или удержания какой-либо оси установ ки в определенном постоянном направлении. Необходимо отме тить, что системы стабилизации не следует смешивать со следя щими системами, обеспечивающими изменение регулируемой величины в соответствии с произвольными, случайными измене ниями какой-то другой величины, а также с системами программ