Файл: Основы теории и конструкции контрольно-проверочной аппаратуры авиационных управляемых ракет учебник..pdf

Контроль по определяющим параметрам позволяет сократить длительность проверки системы, однако для отыскания отказав­ шего блока (элемента) необходимо проводить дополнительные опе­ рации контроля.

Выбор определяющих параметров системы проводится на ос­ новании ее всестороннего изучения и исследования. В качестве примера приведем параметры инфракрасной системы самонаведе­ ния (ряс. 1.2) ракеты «воздух—воздух», которые могут быть ис­ пользованы в качестве определяющих. Назначение элементов, вхо-

Рис. 1.2. Функциональная схема инфракрасной системы самонаведения, рабо­ тающей на амплитудно-фазовом принципе

дящих в эту систему самонаведения, и принцип ее действия сле­ дующий. Тепловое излучение самолета-цели собирается оптической системой (ОС) и фокусируется ею на модулирующем диске (МД), установленном в фокальной плоскости. Модулирующий диск осу­ ществляет модуляцию излучения цели, по которой можно опреде­ лить углы отклонения цели от оси оптической системы. Промодулированное диском излучение поступает на приемник лучистой энергии (ПЛЭ). Промодулированный несущей и огибающей часто­ тами электрический сигнал с выхода ПЛЭ через усилитель несу­ щей частоты (УНЧ) поступает на детектор (Д ), который выделяет огибающую усиленного сигнала (сигнал рассогласования). Ампли­ туда огибающей пропорциональна углу рассогласования, а ее фаза определяется углом фазирования.

После усиления усилителем огибающей частоты (УОЧ) сигнал поступает на фазовый детектор (ФД) и моментные датчики гиро­ привода, представляющего собой трехстепенной гироскоп с внут­

ренним кардановым подвесом. С ротором этого гироскопа жестко связаны оптическая система, модулирующий диск и постоянный магнит. Раскрутка ротора обеспечивается вращающимся магнит­ ным полем, создаваемым блоком раскрутки. В результате взаимо­ действия магнитного поля, создаваемого моментными датчиками, и магнитного поля постоянного магнита создается внешний мо­ мент, под действием которого ротор прецессирует так, чтобы сов­ местить оптическую ось с направлением на цель.

В установившемся режиме слежения за подвижной целью уг­ ловая скорость прецессии равна угловой скорости линии дально­ сти, так как угол рассогласования (следовательно, и сигнал на входе фазового детектора) становится пропорциональным угловой скорости линии дальности. В фазовом детекторе в результате со­ поставления сигнала рассогласования с опорными напряжениями, вырабатываемыми генератором опорных напряжений (ГОН), осу­ ществляется разложение сигнала рассогласования на две состав­ ляющие, пропорциональные составляющим угловой скорости ли­ нии дальности в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Эти составляющие усиливаются усилителями мощности (УМ) первого и второго каналов и поступают на соответствующие рулевые при­ воды (РП). Электрические напряжения, необходимые для работы аппаратуры, вырабатываются блоком питания, запитываемым от бортового источника электроэнергии.

Наиболее важным определяющим параметром, позволяющим проверить работоспособность почти всех элементов системы само­ наведения, является крутизна первого и второго каналов управ­ ления. Под крутизной канала управления понимают значение от­ клонения рулей этого канала, приходящееся на единицу угловой скорости линии дальности. От этого параметра зависит точность наведения ракеты, поскольку при уменьшении крутизны рассогла­ сование между истинной и расчетной траекториями устраняется слишком медленно, а при увеличении ракета излишне энергично реагирует на сигнал рассогласования. Если крутизна обоих ка­ налов находится в пределах допуска, это свидетельствует об ис­ правности всех элементов системы самонаведения, за исключением схемы автоматической регулировки усиления (АРУ). Однако в слу­ чае выхода значения крутизны за пределы допуска нельзя сделать определенного вывода о причинах этого явления. Для нахождения неисправности нужно контролировать еще и другие параметры, характеризующие работоспособность отдельных элементов, узлов, - блоков.

Так, работоспособность следящего инфракрасного координа­ тора цели, включающего в себя оптическую систему, модулирую­ щий диск, ПЛЭ, усилитель несущей частоты, детектор, усилитель огибающей частоты и гиропривод с блоком раскрутки, может быть проверена по пороговой чувствительности — минимальному сиг­ налу на его входе, при котором с заданной вероятностью в течение определенного времени наблюдения фиксируется выходной сигнал.

15

Пороговая чувствительность характеризует не Только работоспо­ собность координатора, но и его максимальную дальность дей­ ствия. /

Анализ уравнений дальности действия следящих координаторов авиационных ракет показывает, что при увеличении их пороговой

ности радиолокационных координаторов цели в большинстве слу­ чаев является обязательной.

Пороговая чувствительность инфракрасных координаторов цели, определяемая в основном шумами ПЛЭ и УНЧ, в результате улуч­ шения технологии производства приемников лучистой энергии и применения специальных видов монтажа первых каскадов элект­ ронного усилителя является достаточно стабильным параметром. Поэтому в простейшей КПА контроль пороговой чувствительности инфракрасного координатора не проводится, так как эта операция связана с необходимостью применения в качестве имитатора цели модели абсолютно черного тела, эксплуатация которого в поле­ вых условиях затруднена.

Достаточно полную информацию о работоспособности следя­ щего инфракрасного координатора цели можно получить в резуль­ тате контроля напряжения на выходе усилителя несущей частоты. Поскольку частота этого напряжения у большинства координато­ ров находится в диапазоне 500—2000 Гц, оно называется «напря­ жением звукового сигнала» или просто звуковым сигналом. По зна­ чению напряжения звукового сигнала можно сделать вывод и о работоспособности схемы АРУ: если при большом изменении вход­ ного сигнала (лучистого потока) это напряжение изменяется мало, автоматическая регулировка усиления действует. По частоте на­ пряжения звукового сигнала можно определить скорость вращения модулирующего диска, поскольку частота вращения пд модули­ рующего диска связана с частотой /3. с напряжения звукового сиг­ нала соотношением

где к — число прозрачных (непрозрачных) секторов в растре мо­ дулирующего диска.

Исправность механических узлов гироскопа и блока раскрутки ротора можно установить в результате измерения угловой скорости вращения ротора, которую определяют либо по частоте напряже­ ния звукового сигнала, так как с ротором жестко связан модули­ рующий диск, либо по частоте опорного напряжения, вырабаты­ ваемого генератором опорных напряжений, либо по частоте пуль­ сации напряжений в блоке раскрутки. Для поиска неисправности в системе самонаведения целесообразнее контролировать послед­

16

нее из указанных напряжений, так как оно характеризует работо­ способность значительно меньшего числа элементов, чем другие из названных параметров. -В случае необходимости быстрейшей про­ верки работоспособности контролируемой системы нужно прове­ рять тот параметр, который характеризует состояние большего числа элементов. Иногда целесообразно определять угловую ско­ рость вращения ротора на выбеге, т. е. через некоторое время после снятия питающих напряжений с блока раскрутки. Эта про­ верка позволяет более объективно оценить состояние механических узлов гироскопа.

Техническое состояние бортового источника электроэнергии и блока питания можно оценить по величине и частоте вырабаты­ ваемых ими напряжений. Уход этих параметров за пределы до­ пуска свидетельствует о неисправности источника электроэнергии или блока питания лишь в том случае, если есть' уверенность в исправности их нагрузочных цепей. Для контроля нагрузочных це­ пей обычно измеряют потребляемые ими токи. В приведенном при­ мере целесообразно измерять анодные токи усилителей и блока раскрутки, а также токи, потребляемые этими устройствами по цепям накала.

Радиолокационная система самонаведения значительно слож­ нее по устройству, чем рассмотренная выше инфракрасная си­ стема. Поэтому для достаточно полного контроля радиолокацион­ ной системы необходимо проверять большое число определяющих

зависит от точности работы схемы стабилизации по углу крена. Особенно важна жесткая стабилизация ракеты по углу крена при использовании автономной системы управления или системы теле­ управления, так как в этих случаях сигнал рассогласования изме­ ряется в системе координат, связанной с пространством, а управ­ ляющие силы создаются в системе координат, жестко связанной с корпусом ракеты. При наличии крена ракеты эти системы коорди­ нат не совпадают, что приводит к увеличению промаха ракеты.

Системы самонаведения не требуют жесткой стабилизации по углу крена, но если угловая скорость ракеты относительно про­ дольной оси будет большой, возникнут перегрузки и дополнитель­ ная модуляция сигнала в координаторе цели, что приводит к уве­ личению промаха.

При контроле работоспособности ракет с небольшим временем полета достаточно проверить правильность функционирования схемы стабилизации, так как ошибки гироскопических датчиков малы и не могут повлиять на точность наведения. Если время по­ лета велико, необходимо определять точность работы схемы ста­

2 -1 0 1

с высокой точностью стабилизировать их динамические характери­ стики. При стабилизации динамических характеристик с помощью датчика линейных ускорений (акселерометра) и скоростного ги­ роскопа необходимо производить проверку их работы. Если ста­ билизация динамических характеристик ракеты основана на ис­ пользовании шарнирных моментов, проверяют величину моментов, развиваемых приводом рулей, и точность работы схемы обнуле­ ния рулей.

§ 3. СПОСОБЫ ОЦЕНКИ ПАРАМЕТРОВ КОНТРОЛЯ

Для определения годности объекта контроля к выполнению своего функционального назначения необходимо оценить значения каждого параметра. Основное значение параметра, установленное исходя из функционального назначения объекта контроля, называ­ ется номинальным значением параметра (Л0). При контроле на­ блюдаются отклонения действительных измеренных значений па­ раметров (Л„) от их номинальных значений, в связи с чем возни­ кает необходимость оценки контролируемых параметров.

Существующие способы оценки параметров подразделяются на допусковые и количественные. Рассмотрим допусковый способ оценки параметров.

Алгебраическая разность между действительным значением па­ раметра и его номинальным значением представляет собой откло­ нение значения параметра (/г):

Если измеренное (действительное) значение параметра дости­ гает предельного значения, т. е. наибольшего (наименьшего) воз­ можного значения (Лтах или Amin), то, как правило, нельзя сде­ лать заключение о годности этого значения параметра и об исправ­ ности объекта контроля. Объект контроля считается исправным, если значение каждого параметра не превышает определенной допустимой границы, т. е. не выходит из поля допуска.

Полем допуска называется область значений параметра, гра­ ницы которой установлены из условий обеспечения исправности (работоспособности) изделия. Существует верхняя граница поля допуска Ав и нижняя граница поля допуска Лн.

Допуском Н называется алгебраическая разность между верх­

Есть два способа оценки допусковых параметров:

а) фиксирование ухода значения параметра за границы поля допуска Лв и Лн. В этом случае значение контролируемого пара­ метра оценивается двухбалльным критерием по принципу «годен— брак». Значение параметра считается годным, если ЛН< Л 0< Л В;

18

б) определение знака отклонения контролируемого параметра при выходе его за допустимые границы. В этом случае контроли­ руемый параметр оценивается трехбалльным критерием «выше— норма—ниже».

Полная характеристика количественного параметра включает:

—указание значения индекса годности (факт нахождения контролируемого параметра в поле допуска или вне его);

—указание знака отклонения измеренного значения от номи­

нала параметра;

— указание отклонения измеренного значения от номинала па­ раметра.

При оценке количественного параметра измеренную величину

подлежащей вводу (хранению), так и в смысле времени обработки результатов контроля.

Возможны два способа нормирования значения результата из­ мерения: нормирование по номиналу и нормирование по полю до­

этом обеспечивается возможность характеризовать значения откло­ нений любых параметров одним и тем же небольшим диапазоном чисел, что упрощает схему индикации и документирования (регист­ рации).

Если для параметра заданы верхнее и нижнее граничные зна­ чения, то относительное отклонение значения параметра

§ 4. КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ

Средства контроля классифицируются по степени автоматиза­ ции, по характеру межблочных функциональных связей, по целе­ вому назначению и по способу снятия и обработки информации.

По степени автоматизации все используемые в настоящее время средства контроля подразделяются на три основные категории: ручные, автоматизированные и автоматические.

Ручным называется средство контроля, в котором все опера­ ции контроля производятся оператором вручную. Оно представ­ ляет собой набор универсальных стандартных измерительных при­ боров широкого назначения, конструктивно объединенных вместе со вспомогательным коммутационным оборудованием в единую си­ стему. Результаты ручного контроля субъективны, так как зависят от опыта и квалификации оператора.