УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ АНТЕННЫ РАДИОЛОКАТОРА ДЛЯ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В РАЗРЕШЕННУЮ ЗОНУ УБОРКИ

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована для повышения безопасности полетов летательного аппарата (ЛА) с размещенной на нем радиолокационной станцией (РЛС) кругового обзора, антенна которой расположена под фюзеляжем ЛА для обеспечения обзора пространства.
Известны ЛА с РЛС кругового обзора, антенна которых расположена под фюзеляжем и перед посадкой ЛА убирается (укладывается) под фюзеляж ЛА.
Так например, изобретение «Вертолет радиолокационного дозорам (АС СССР №1385413, 19.12.85) содержит антенну РЛС, механизм вращения и механизм выпуска и приведения антенны в убранное (горизонтальное) положение. Антенна закреплена на механизме вращения через промежуточный корпус, снабженный зарядом для аварийного отстрела антенны, при взрыве которого антенна отделяется от вертолета. Отстрел антенны, обеспечивающий безопасность полета при посадке, производится при невозможности перевести антенну в транспортное (убранное) положение под фюзеляж либо из-за неисправности механизмов, либо из-за того, что антенна в убранном положении перекрывает зону выпуска посадочного шасси. В этом изобретении велика вероятность возникновения необходимости отстрела антенны, т.е. разукомплектования РЛС и ЛА за счет потери антенны.
Известно также устройство «Вертолет с радиолокационной антенной» (Патент РФ №2245820, 30.10.2003), принятое за прототип, в котором механизм вращения антенны снабжен тормозом для остановки ее вращения, а управление выпуском, вращением и уборкой антенны может осуществляться в автоматическом и ручном режимах. При этом предусмотрен также и отстрел антенны. В прототипе хотя и уменьшается вероятность возникновения необходимости отстрела антенны (и разукомплектования РЛС и ЛА) за счет использования ручного режима вращения и уборки антенны, однако требуется дополнительное время на проведение этих операций, что снижает безопасность полета ЛА.
Общим недостатком известных устройств является отсутствие возможности автоматически устанавливать антенну в положение, при котором, после укладки под фюзеляж ЛА, она не препятствует свободному выпуску посадочного шасси, т.е. устанавливать в разрешенную зону уборки. Наличие такой возможности позволило бы устранить одну из причин отстрела антенны и тем самым повысить безопасность полетов ЛА при сохранении целостности РЛС и ЛА.
Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение безопасности полетов ЛА при сохранении целостности РЛС и ЛА, т.е. без отстрела антенны, путем автоматической установки антенны в положение, при котором, после укладки под фюзеляж ЛА, она не препятствует свободному выпуску посадочного шасси, т.е. установки ее в разрешенную зону уборки.
Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее антенну, вал вращения которой сопряжен с выходным валом вращения опорно-поворотного устройства (ОПУ), включающего электропривод вращения с устройством его торможения, а также ручной привод вращения антенны, механически соединенные с выходным валом вращения ОПУ, дополнительно введены датчик угла поворота антенны, вспомогательный электропривод вращения с устройством торможения и устройство управления.
Датчик угла поворота антенны, представляющий собой синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), своей осью соединен с валом вращения антенны безлюфтовой механической передачей 1:1. Вспомогательный электропривод вращения с устройством торможения установлен в ОПУ и соединен с его выходным валом вращения механической передачей. Устройство управления состоит из двух фазочувствительных выпрямителей, порогового и коммутирующего устройств.
На фигуре 1 представлена структурная схема полезной модели, где обозначено:
1 - антенна;
2 - опорно-поворотное устройство (ОПУ);
3 - датчик угла поворота антенны;
4 - устройство управления;
5, 6 - первый и второй фазочувствительные выпрямители (ФЧВ);
7 - пороговое устройство (ПУ);
8 - коммутирующее устройство (КУ);
m
m
На фигуре 2 приведены напряжения на выходе ФЧВ 5 (Usinα) и ФЧВ 6 (Ucosα), где α - угол поворота антенны относительно строительной горизонтали ЛА.
Предлагаемое устройство содержит антенну 1, ОПУ 2, включающее основной и вспомогательный электроприводы с устройствами торможения, а также ручной привод вращения антенны, механически соединенные с валом вращения ОПУ 2, с которым сопряжен вал вращения антенны 1, датчик 3 угла поворота антенны, ось которого соединена с валом вращения антенны 1 механической безлюфтовой передачей 1:1 и вращается синхронно с ним, и устройство управления 4, включающее первый 5 и второй 6 ФЧВ, ПУ 7 и КУ8.
Датчик 3 угла поворота антенны, СКВТ, своими синусной (выход 1) и косинусной (выход 2) обмотками через первый 5 и второй 6 ФЧВ, соответственно, соединены с первым и вторым входами ПУ 7, выход которого соединен со вторым входом КУ 8, первый вход которого служит для подачи команд на включение и выключение вращения антенны, а первый и второй выходы соединены, соответственно, с первым и вторым входами ОПУ для управления работой основного и вспомогательного приводов.
Устройство питается от трехфазной авиационной сети переменного напряжения 200 В 400 Гц и работает следующим образом.
i
После приведения антенны 1 в выпущенное положение на первый вход КУ 8 поступает команда на включение вращения антенны, а с первого выхода КУ 8 на первый вход ОПУ 2 подается напряжение питания на основной электропривод вращения, после чего устанавливается вращение антенны в основном режиме с частотой, например, 6 оборотов в минуту. При поступлении команды на уборку антенны снимается питание с основного электропривода, его вращение замедляется и, через заданное время, затормаживается, например, электромагнитной муфтой, а антенна останавливается в произвольном угловом положении α.
m
m
m
m
m
m
m
m
m
m
Далее работа устройства происходит по сигналам датчика 3 угла поворота антенны, ось которого ориентирована относительно вала антенны таким образом, что в положении антенны перед уборкой (α=0) значение сигналов Usinα=0, а Ucosα=U (см. фиг.2). По знаку сигнала Usinα, (положительный или отрицательный) в ПУ 7 определяется направление вращения антенны по кратчайшему пути к нулевому положению, при котором Usinα=0, а Ucosα=U (при α=180° Usinα=0, а Ucosα=-U, что и позволяет однозначно определить истинное, нулевое значение угла поворота вала антенны перед уборкой при помощи, например, компаратора или схемы сравнения).
m
i
В зависимости от знака сигнала Usinα, выходной сигнал ПУ 7 устанавливает в КУ 8 требуемое чередование фаз напряжения, которое подастся со второго выхода КУ 8 на второй вход ОПУ 2 для питания вспомогательного электродвигателя вращения, который поворачивает антенну 1 по кратчайшему пути (влево или вправо) с частотой, например, 0,3 оборота в минуту в положение, соответствующее разрешенной зоне уборки антенны, в которой будет обеспечен безопасный выпуск посадочного шасси ЛА.
Ширина разрешенной зоны уборки антенны Δα зависит от размеров антенны (длины и высоты) и расстояния между колесами посадочного шасси ЛА и должна превышать сумму максимального значения угла выбега Δφ антенны после подачи команды на торможение антенны и величины люфта Δβ редуктора вспомогательного электропривода относительно антенны (Δα>Δφ+Δβ).
Команда на торможение вспомогательного электропривода подается с ПУ 7 на КУ 8 автоматически при достижении величины напряжения порогового значения .
При этом снимается питание со вспомогательного электропривода, его вращение затормаживается, например, электромагнитной муфтой, и антенна останавливается, после чего может производиться уборка антенны под фюзеляж ЛА.
В случае отказа электроприводов вращения антенны, она может быть установлена в разрешенную зону уборки с помощью ручного привода вращения, и только при невозможности установки антенны в разрешенную зону производят ее отстрел при помощи устройств, описанных в аналогах.
В настоящее время предлагаемое техническое решение используется в ряде вертолетов, оснащенных РЛС, в которых также установлена система отстрела антенны, используемая как аварийная на случай отказа электрической или механической составляющих ОПУ. В общем случае технический результат от использования заявленного устройства проявляется в том, что в каждом полете, за счет установки антенны перед уборкой в разрешенное положение, обеспечивается безаварийная посадка ЛА без поражения бортового оборудования. При надлежащем техническом обслуживании это позволяет проводить полеты, не прибегая к использованию отстрела антенны.
Таким образом, использование устройства автоматической установки антенны радиолокатора для ЛА в разрешенную зону уборки, состоящего из антенны, вал которой сопряжен с выходным валом ОПУ, включающего основной и вспомогательный электроприводы с устройствами торможения и ручной привод вращения, датчика угла поворота антенны - СКВТ и устройства управления, включающего два ФЧВ. пороговое и коммутирующее устройства, соединенных описанным выше способом, позволило повысить безопасность полетов при сохранении целостности РЛС и ЛА.