УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ТАНКОВЫЙ СТАБИЛИЗАТОР ВООРУЖЕНИЯ
UPDATED TANK WEAPONS STABILISER

Изобретение относится к области вооружения и военной техники, а конкретно к стабилизаторам танкового вооружения.
Известно изделие 2Э42-4, содержащее прибор приведения, ограничитель углов, гидропривод, датчик линейных ускорений, электромашинный усилитель, вторую распределительную коробку, электродвигатель, блок гиротахометров и блок управления (см. Изделие 2Э42-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. БС1.370.012TO. 1999 - с.10. Открытое издание. Прототип).
Изделие совместно с прицелом является танковым стабилизатором основного вооружения. Танковый стабилизатор вооружения предназначен для стабилизации и стабилизированного наведения пушки и спаренного с ней пулемета, установленных в танке, в вертикальной и горизонтальной плоскостях и обеспечения прицельного огня с места и с ходу всеми типами снарядов в реальных условиях эксплуатации танка.
Стабилизатор также обеспечивает командирское целеуказание, аварийный поворот башни механиком-водителем и приведение пушки на угол заряжания.
Принцип действия приводов стабилизации и наведения в вертикальной и горизонтальной плоскостях во многом одинаков. Каждый из этих приводов представляет собой систему автоматического регулирования, работа которой основана на принципе отработки рассогласования (ошибки), т.е. на сравнении действительного значения регулируемого параметра с его заданным значением.
Угол возвышения в вертикальной плоскости и направление на цель в горизонтальной плоскости, которые придает пушке наводчик, являются заданными значениями регулируемых параметров для приводов вертикального и горизонтального наведения. Если пушка при движении танка под действием внешних возмущений отклонится от первоначально заданного положения, то силовые приводы стабилизации возвратят ее в прежнее положение.
Прицел, в комплексе с которым работает стабилизатор, имеет независимую линию прицеливания в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Поле зрения прицела при движении танка по неровной местности практически неподвижно, что обеспечивается гиростабилизатором прицела.
Стабилизация пушки осуществляется относительно линии прицеливания. При движении танка силовые следящие приводы автоматически воздействуют на пушку, стремясь предать ей положение в пространстве, согласованное с линией прицеливания.
Линия прицеливания занимает практически неизменное положение в пространстве, а пушка колеблется относительно нее с ошибкой, определяемой точностью стабилизации приводов вертикального и горизонтального наведения.
Стабилизатор состоит из двух следящих приводов: электрогидравлического в плоскости вертикального наведения и электромашинного в плоскости горизонтального наведения и составных частей, обеспечивающих их работу. Кроме элементов электромашинного привода, работу стабилизатора в горизонтальной плоскости обеспечивают общие, для приводов вертикали и горизонтали, элементы.
Электромашинный привод горизонтального наведения включает: датчик линейных ускорений, электромашинный усилитель, вторую распределительную коробку, электродвигатель.
К составным частям, обеспечивающим работу привода горизонтального наведения, относятся: блок гиротахометров и блок управления.
Также известна система электрического пуска двигателя и питания потребителей электрической энергии, состоящая из схемы пуска двигателя и схемы зарядной цепи и питания потребителей электрической энергии, содержащей стартер-генератор (работающий в генераторном режиме); блок защиты аккумуляторов; реле-регулятор; вольтамперметр с шунтом; и аккумуляторные батареи (см. Изделие 188А1. Техническое описание. 188А ТО. Часть 1. - с.128. Открытое издание. Прототип).
Схема пуска двигателя в настоящем изобретении не рассматривается.
Схема зарядной цепи и питания потребителей электрической энергии предназначена для обеспечения электроэнергией потребителей и подзаряда аккумуляторных батарей. Система функционирует совместно со стабилизатором танкового вооружения.
Питание стабилизатора танкового вооружения электроэнергией обеспечивают реле-регулятор, стартер-генератор и аккумуляторные батареи. Вольтамперметр с шунтом является контрольно-измерительным прибором, а блок защиты аккумуляторов относится к устройствам защиты; данные элементы на порядок функционирования предлагаемой системы не влияют, и в настоящем изобретении рассматриваться не будут.
При превышении напряжения стартер-генератора над напряжением аккумуляторных батарей на 0,2-1 В реле-регулятор подключает стартер-генератор к бортовой сети. При уменьшении частоты вращения двигателя напряжение стартер-генератора становится ниже напряжения аккумуляторных батарей, и при величине обратного тока 25-50 А, реле-регулятор отключает стартер-генератор от бортовой сети.
Основным потребителем электроэнергии в танке является стабилизатор, в установившемся режиме потребляемая им мощность составляет 3,5 кВт, а при реверсировании или повороте башни с перебросочной скоростью - превышает 7 кВт. В свою очередь, из состава стабилизатора наибольшее количество электроэнергии потребляет электромашинный привод горизонтального наведения.
Электромашинный усилитель привода горизонтального наведения включается в работу при запуске стабилизатора и работает постоянно, даже когда привод горизонтального наведения не используется. При стабилизации башни в ходе движения танка по пересеченной местности, ее повороте с перебросочной скоростью, а также реверсировании, величина потребляемой мощности электромашинного усилителя вырастает в несколько раз и превышает 4 кВт.
Имеющиеся на машине источники электроэнергии предназначены для обеспечения электроэнергии потребителей только в установившемся режиме функционирования стабилизатора. Соответственно при повороте башни с перебросочной скоростью или ее реверсировании происходит снижение уровня (падение) напряжения в бортовой сети танка, что приводит к ухудшению работы всех систем танка.
Таким образом, недостатком стабилизатора танкового вооружения является повышенное потребление электроэнергии электромашинным приводом горизонтального наведения при реверсировании или повороте башни с перебросочной скоростью.
Задачей настоящего изобретения является снижение уровня падения напряжения в бортовой сети танка при реверсировании и повороте башни стабилизатором танкового вооружения в горизонтальной плоскости с перебросочной скоростью.
Эта задача решается за счет введения в состав известного электромашинного привода горизонтального наведения молекулярного накопителя и блока согласования, собранных из элементной базы, применяемой в системах объектов бронетанковой техники.
При этом усовершенствованный танковый стабилизатор вооружения, содержащий прибор приведения, ограничитель углов, гидропривод, датчик линейных ускорений, электромашинный усилитель, вторую распределительную коробку, электродвигатель, блок гиротахометров, блок управления и отличающийся тем, что в его состав дополнительно введены молекулярный накопитель и блок согласования, представляющий собой электронное устройство с двумя потенциометрами и ячейкой памяти; выходы блока согласования имеют прямые электрические связи с блоком управления и реле-регулятором, а также прямую и обратную связь с молекулярным накопителем, связанным с электромашинным усилителем и электродвигателем, который имеет электрическую связь с электромашинным усилителем и механическую связь с башней, имеющей механические связи с гиростабилизатором прицела, блоком гиротахометров и датчиком линейных ускорений, который, в свою очередь, электрически связан с блоком управления, имеющим электрические связи с электромашинным усилителем, блоком гиротахометров и гиростабилизатором прицела, который электрически связан с пультом управления, на который, в свою очередь, механически воздействует наводчик, кроме того, электромашинный усилитель имеет электрическую связь со второй распределительной коробкой, а выходы реле-регулятора имеют электрическую связь со стартер-генератором и аккумуляторными батареями.
Изобретение поясняется фиг.1 и 2.
На фиг.1 представлена функциональная схема усовершенствованного танкового стабилизатора вооружения, на фиг.2 поясняется работа блока согласования.
На фигурах приняты следующие обозначения: 1 - вторая распределительная коробка (КР-2); 2 - электромашинный усилитель (ЭМУ); 3 - пульт управления (ПУ); 4 - прицел; 5 - гиростабилизатор (ГСТ); 6 - башня (Б); 7 - блок управления (БУ); 8 - датчик линейных ускорений (ДЛУ); 9 - блок гиротахометров (БГТ); 10 - блок согласования (БС); 11 - молекулярный накопитель (МН); 12 - электродвигатель (ЭД); 13 - реле-регулятор (РР); 14 - стартер-генератор (СГ); 15 - аккумуляторные батареи (АКБ).
Вторая распределительная коробка 1 предназначена для размещения пусковых элементов приводного двигателя электромашинного усилителя.
Электромашинный усилитель 2 предназначен для усиления электрических управляющих сигналов, поступающих с электронного усилителя в блоке управления, до величины, необходимой для работы электродвигателя.
Пульт управления 3 предназначен для управления гиростабилизатором прицела при наведения пушки в горизонтальной и вертикальной плоскостях.
Прицел 4 предназначен для наблюдения, обнаружения и опознавания целей; наведения и стабилизации поля зрения в вертикальной и горизонтальной плоскостях; измерения дальности до цели; ручного ввода углов прицеливания; производство выстрела из пушки, спаренного пулемета, пуска и автоматизированного наведения управляемой ракеты. Прицел состоит из элементов, реализующих вышеперечисленные функции.
Гиростабилизатор 5 предназначен для выработки электрических сигналов, пропорциональных углам рассогласования между осью канала ствола и линией прицеливания в вертикальной и горизонтальной плоскостях и выработки напряжений, пропорциональных угловым скоростям слежения за целью в вертикальной и горизонтальной плоскостях.
Башня 6 предназначена для размещения членов экипажа, вооружения, боеприпасов, механизмов и устройств, обеспечивающих функционирование боевой машины, а также их защиту от поражающего действия средств поражения противника.
Блок управления 7 предназначен для размещения регулировочных, пусковых и коммутационных элементов схемы и световых индикаторов встроенного контроля стабилизатора.
Датчик линейных ускорений 8 предназначен для выработки сигнала, пропорционального линейному ускорению башни 6.
Блок гиротахометров 9 предназначен для выработки электрических сигналов, пропорциональных абсолютным угловым скоростям перемещения пушки в вертикальной и горизонтальной плоскостях, необходимых для получения устойчивой работы стабилизатора и необходимого переходного процесса.
Блок согласования 10 предназначен для включения молекулярного накопителя 11 в цепь питания электромашинного усилителя 2 при реверсировании или повороте башни 6 с перебросочной скоростью и управления процессом зарядки молекулярного накопителя 11. Блок согласования 10 представляет собой электронное устройство, оснащенное одной ячейкой памяти. Кроме того, в блоке согласования 10 имеются устройства (потенциометры), устанавливающие эталонные значения прямого и реверсивного сигналов от стабилизатора.
Работа блока согласования 10 поясняется фиг.2. На фигуре приняты следующие обозначения типов сигналов: прерывистая линия - информационный сигнал; сплошная линия - сигнал управления; двойная сплошная линия - питающее напряжение.
Блок согласования 10 начинает функционировать с момента включения стабилизатора, он управляет работой молекулярного накопителя в двух режимах - режиме питания и режиме зарядки. Для этого в блок согласования 10 поступает информация от двух систем: стабилизатора танкового вооружения и системы зарядной цели и питания потребителей. Кроме этого, в блок согласования 10 поступает сигнал о степени заряженности молекулярного накопителя 11.
Режим питания: от стабилизатора в блок согласования поступает сигнал из блока управления 7, характеризующий величину результирующего управляющего сигнала, который будет подан в электромашинный усилитель 2.
В блоке согласования 10 величина данного сигнала сравнивается с величиной предыдущего сигнала от блока управления 7, находящегося в памяти, а также с эталонными сигналами. Прямой эталонный сигнал соответствует сигналу, при котором башня 6 будет двигаться со скоростью, при которой необходимо подключение молекулярного накопителя 11 для компенсации потерь электроэнергии. Значение прямого эталонного сигнала может регулироваться (далее в описании изобретения величина этого сигнала принимается равной перебросочной скорости).
Реверсивный эталонный сигнал соответствует сигналу, при превышении которого, в условиях реверсирования башни 6, необходимо подключение молекулярного накопителя 11 для компенсации потерь электроэнергии. Значение данного эталонного сигнала также может регулироваться.
Если величина полученного блоком согласования 10 сигнала превышает прямой эталонный или реверсивный эталонный (отличаясь по знаку от предыдущего запомненного сигнала) и молекулярный накопитель 11 заряжен, то блок согласования 10 подает команду на подключение молекулярного накопителя 11 для питания электромашинного усилителя 2.
Если данные условия не выполняются, то порядок работы системы не отличается от прототипа. В обоих случаях новый сигнал от блока управления 7 запоминается блоком согласования 10 вместо предыдущего.
При снижении величины сигнала ниже эталонных или отсутствии различия в знаках сигналов молекулярный накопитель 11 переходит в режим зарядки.
Режим зарядки: от системы зарядной цепи и питания потребителей в блок согласования 10 поступает сигнал от реле-регулятора 13. На основании этого сигнала блок согласования 10 определяет момент подключения молекулярного накопителя 11 к системе зарядной цепи и питания потребителей для зарядки.
Зарядка молекулярного накопителя 11 производится только если питание потребителей боевой машины осуществляется от стартер-генератора 14, при условии, что отдаваемая им мощность, достаточна для питания подключенных потребителей. При нарушении хотя бы одного из этих условий молекулярный накопитель 11 отключается от системы зарядной цепи и питания потребителей. Неполностью заряженный молекулярный накопитель 11 для питания электромашинного усилителя 2 не подключается.
В дальнейшем, при выполнении вышеуказанных условий, осуществляется повторное подключение молекулярного накопителя 11 для продолжения процесса зарядки. Когда молекулярный накопитель 11 полностью зарядился, блок согласования 10 отключает его от системы зарядной цепи и питания потребителей.
Молекулярный накопитель 11 подключается для питания электромашинного усилителя 2 как при питании потребителей от стартер-генератора 14, так и только от аккумуляторных батарей 15 (в случае выхода из строя стартер-генератора 14). В последнем случае, зарядка молекулярного накопителя 11 производиться не будет.
Молекулярный накопитель 11 предназначен для совместного со стартер-генератором питания электромашинного усилителя 2 при реверсировании или повороте башни 6 с перебросочной скоростью.
Электродвигатель 12 предназначен для выработки момента, противодействующего моменту, выводящему башню 6 из стабилизированного положения, а также для наведения башни 6 в горизонтальной плоскости.
Реле-регулятор 13 предназначен для автоматического подключения и отключения стартера-генератора в генераторном режиме от сети электрооборудования, для поддержания напряжения стартер-генератора в заданных пределах, для подавления высокочастотных радиопомех, создаваемых стартером-генератором.
Стартер-генератор 14 предназначен для запуска основного двигателя машины в стартерном режиме и питания электрической энергией потребителей и подзарядки аккумуляторных батарей при работающем основном двигателе в генераторном режиме.
Аккумуляторные батареи 15 предназначены для обеспечения электрической энергией стартер-генератора (в режиме стартера) при пуске основного двигателя (основная функция); питания потребителей при неработающем стартер-генераторе; параллельная «буферная» работа с стартер-генератором. В последнем случае они выполняют две основные задачи: питание потребителей, когда стартер-генератор не обеспечивает отдачу необходимой мощности; сглаживание пульсаций напряжения.
Работа устройства поясняется фиг.1: при включении стабилизатора подастся питание на все его элементы; вторая распределительная коробка) осуществляет пуск электромашинного усилителя 2.
При повороте наводчиком (не показан) пульта управления 3 прицела 4 вправо или влево возникает напряжение (сигнал), определяемое углом отклонения корпуса пульта управления 3 от нейтрали. Под действием этого сигнала гиростабилизатор 5 прицела процессирует в горизонтальной плоскости. Напряжение, пропорциональное углу рассогласования между положением оси гиростабилизатора 5 и истинным положением башни 6 подастся в блок управления 7 для суммирования с другими поступающими сигналами и выработки результирующего управляющего сигнала.
Также в блок управления 7 поступает напряжение от датчика линейных ускорений 8, пропорциональное углу крена и линейному ускорению башни 6 в направлении, перпендикулярном продольно-вертикальной плоскости. И сигнал от блока гиротахометров 9, пропорциональный абсолютной угловой скорости башни 6 поправка на угол упреждения, сигналы обеспечения устойчивости и компенсации статической ошибки, ошибки стабилизации, скоростной ошибки и др. (эти сигналы на работу предлагаемой системы не влияют, поэтому в описании настоящего изобретения не рассматриваются).
Информация о величине сигнала, полученного в результате суммирования вышеуказанных, поступает в блок согласования 10, где сравнивается с эталонными и предыдущим запомненным сигналом, а затем опоминается. Одновременно в блок согласования 10 поступает сигнал от молекулярного накопителя 11 и от реле-регулятора 13. В результате оценки всех этих сигналов (кроме последнего) блок согласования 10 определяет необходимость и возможность подключения молекулярного накопителя 11 для питания электромашинного усилителя 2.
На основе сигналов от реле-регулятора 13 и молекулярного накопителя 11 блок согласования 10 определяет необходимость и возможность подключения молекулярного накопителя 11 для зарядки от бортовой сети танка.
Результирующий управляющий сигнал из блока управления 7 поступает в электромашинный усилитель 2, который вырабатывает напряжение питания, поступающее на электродвигатель 11. Последний поворачивает башню 6 в направлении уменьшения рассогласования между заданным и истинным положением пушки (гиростабилизатора 5) в горизонтальной плоскости.
Если блок согласования 10 подключил молекулярный накопитель 11, то электромашинный усилитель 2 обеспечивается электроэнергией от стартер-генератора 14 (от аккумуляторных батарей 15 в случае выхода из строя стартер-генератора 14) и молекулярного накопителя 11 одновременно.
При совпадении прицельной марки прицела 4 (оси гиростабилизатора 5) с целью по горизонтали, оператор отпускает пульт управления 3, гиростабилизатор 5 и башня 6 останавливаются в заданном положении.
При стабилизации башни 6 ее остановка происходит в случае совпадения направления ее оси с осью гиростабилизатора 5.
За счет снижения уровня падения напряжения в бортовой сети машины улучшатся условия функционирования всех систем, а соответственно повысится качество их функционирования. Кроме того, снижение нагрузки на стартер-генератор и аккумуляторные батареи положительно скажется на продолжительности их безаварийной службы.
Предлагаемый блок согласования изготавливается из элементной базы, применяемой в системах объектов бронетанковой техники.
Таким образом, усовершенствованный танковый стабилизатор вооружения имеет по сравнению с прототипом следующие преимущества: снижается уровень падения напряжения в бортовой сети танка при реверсировании и повороте башни стабилизатором танкового вооружения в горизонтальной плоскости с перебросочной скоростью, за счет чего улучшается качество функционирования систем, снижается нагрузка на стартер-генератор и аккумуляторные батареи, увеличивается их срок службы и повышается боевая эффективность машины.
Литература
1. Изделие 2Э42-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. БС1.370.012ТО. Прототип. 1999. 131 с. Открытое издание.
2. Изделие 188A1. Техническое описание. 188А ТО. Часть 1. Прототип. 153 с. Открытое издание.