Двухцелевой плоский узел цели с трехстепенными имитаторами цели

2. Описание полезной модели
2.1 Область техники, к которой относится полезная модель
Предлагаемая полезная модель относится к моделирующей технике и может быть использована для имитации сложной фоноцелевой обстановки при моделировании работы авиационной аппаратуры, а также при обучении операторов данной аппаратуры.
2.2 Уровень техники
В настоящее время известен ряд устройств, предназначенных для имитации сложной фоноцелевой обстановки при моделировании работы авиационной аппаратуры с целью контроля ее технических характеристики или обучения операторов данной аппаратуры.
Так, известен «Испытательный стенд» (Патент РФ на изобретение №2263869 от 11.02.2004, МПК F41G 3/26, G09B 9/08). Данное устройство имеет в своем составе узел размещения имитатора цели, выполненный в виде полусферы, причем имитатор цели, оснащенный излучателем имитирующих цель сигналов, снабжен двумя платформами, расположенными одна на внутренней, другая на внешней, сторонах полусферы с зеркальной симметрией друг относительно друга и прижатыми магнитным притяжением друг к другу. Платформы способны осуществлять движение по полусфере в любом направлении. На платформе, расположенной на внутренней стороне полусферы, расположен излучатель сигнала. Перемещение цели имитируется путем перемещения двухплатформенного имитатора цели по полусфере. Недостатком описанного устройства является необходимость точного пространственного позиционирования полусферы на которой размещен имитатор цели, относительно приемника сигналов, имитирующих цель, что ограничивает набор режимов испытаний, кроме того, описание данного изобретения предполагает единственный имитатор цели, что ограничивает возможности имитации сложной фоноцелевой обстановки.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство «Динамический координатор» (патент РФ на полезную модель RU 89900 U1 от 14.08.2009, МПК G09B 9/42, G09B 29/10), содержащий опорную конструкцию, установленную на двух вертикально установленных опорных стойках, и выполненную в виде рамы с тремя передними горизонтальными планками, причем вдоль каждой из горизонтальных планок закреплена направляющая, а на средней горизонтальной планке - еще и зубчатая рейка.
На указанных горизонтальных направляющих, в свою очередь, установлены две вертикальные фермы, выполненные с возможностью перемещения в горизонтальном направлении на каретках горизонтального перемещения с помощью привода, зацепляющегося за упомянутую зубчатую рейку, установленную на упомянутой центральной планке.
Вдоль каждой из указанных вертикальных ферм, в свою очередь, также размещаются направляющие, на каждой из которых на каретках вертикального перемещения на двухстепенном подвесе с соответствующими приводами установлен имитатор сигналов, причем упомянутые каретки вертикального перемещения тросами, размещенными с помощью блоков по периметру соответствующих вертикальных ферм, связаны с соответствующими противовесами. Вся опорная конструкция, в свою очередь, выполнена с возможностью перемещения с помощью установленных на упомянутых опорных стойках кареток с приводами и с помощью дополнительных кареток, помещенных на боковых сторонах рамы, причем имитаторы сигналов и все приводы всех упомянутых кареток соединены с соответствующими системами управления.
Недостатками описанного устройства, взятого в качестве прототипа, является ограничение по скорости и ускорению перемещения кареток горизонтального перемещения, а также сравнительно невысокая точность позиционирования указанных кареток, вызванные наличием единственного привода горизонтального перемещения, выбор характеристик которого диктуется противоречивыми требованиями обеспечения высокой скорости перемещения и высокой точности позиционирования. Кроме того, описанное устройство обладает, по сравнению с предлагаемым, существенно большей аппаратной сложностью, что негативно влияет на его надежность, срок эксплуатации и стоимость.
3. Раскрытие полезной модели
Предлагаемый в качестве полезной модели Двухцелевой плоский узел цели с трехстепенными имитаторами цели предназначен для имитации фоноцелевой обстановки, в том числе сложной с наличием нескольких потенциальных объектов-целей, при моделировании работы авиационной аппаратуры, а также при обучении операторов данной аппаратуры.
Технический результат, достигаемый при использовании предлагаемой полезной модели, заключается в повышении точности имитации фоноцелевой обстановки, осуществляемой за счет высокой точности отработки входных управляющих сигналов, а также снижении стоимости и увеличении срока эксплуатации, достигаемых за счет упрощения конструкции по сравнению с прототипом.
Достижение указанного технического результата осуществляется за счет того, что предлагаемый Двухцелевой плоский узел цели, помимо прочих элементов, содержит вертикальные направляющие, оснащенные зубчатыми рейками, на которых, посредством кареток, обеспечивающих возможность вертикального перемещения, установлена горизонтальная направляющая, также оснащенная зубчатой рейкой.
Причем перемещение указанной горизонтальной направляющей в вертикальной плоскости обеспечивается несколькими синхронно работающими приводами вертикального перемещения, включающими в себя мотор-редукторы, выходные валы которых через люфтовыбирающие шестерни зацепляются с упомянутыми зубчатыми рейками, установленными на каждой из упомянутых вертикальных направляющих.
Кроме того, на одной из вышеупомянутых кареток, установленных на одной из вертикальных направляющих, установлен датчик вертикального положения, выходной вал которого с помощью люфтовыбирающей шестерни зацепляется с зубчатой рейкой одной из упомянутых вертикальных направляющих.
На упомянутой горизонтальной направляющей, в свою очередь, установлено не менее двух трехстепенных имитаторов цели, приводимых в движение вдоль указанной горизонтальной направляющей посредством кареток, оснащенных приводами горизонтального перемещения, в составе каждого из которых имеется мотор-редуктор, выходная шестерня каждого из которых зацепляется с упомянутой зубчатой рейкой упомянутой горизонтальной направляющей, и датчик горизонтального положения, выходной вал которого также зацепляется с зубчатой рейкой одной из вертикальных направляющих.
Для повышения точности позиционирования и снижения постоянной составляющей нагрузки на привод горизонтальной направляющей, в предлагаемом устройстве имеется система противовесов, состоящая не менее чем из двух независимых подсистем, каждая из которых включает в себя противовес, соединенный с горизонтальной направляющей с помощью замкнутого троса, перекинутого через верхние и нижние ролики, регулируемого с помощью винтовых механизмов. Регулировочные узлы позволяют поддерживать натяжение троса без его расцепления и перезаделки.
Каждый из упомянутых трехстепенных имитаторов цели, в свою очередь, включает в себя излучатель имитирующих цель сигналов, выполненный с возможностью поворота вертикальной, горизонтальной и продольной осям с помощью соответствующих следящих приводов, также входящих в состав данного трехстепенного имитатора цели, а также датчик текущей пространственной ориентации указанного излучателя.
Кроме того все упомянутые датчики и все упомянутые приводы всех упомянутых кареток и узлов цели соединены линиями связи с соответствующими системами управления.
Описанная конструкция, в свою очередь, размещается на подвижном основании, которое с помощью колес перемещается по рельсовым направляющим, таким образом что оператор, работающий со стендом, перед началом моделирования задает и фиксирует положение подвижного основания относительно приемника имитирующих цель сигналов в соответствии с особенностями имитируемой фоноцелевой обстановки и техническими характеристиками имитирующих цель сигналов, испускаемых трехстепенными имитаторами цели.
4. Краткое описание чертежей
Изобретение поясняется чертежами где:
Фиг.1 - Схема предлагаемого двухцелевого плоского узла цели с трехстепенными имитаторами цели.
На фигуре представлены:
1 - трехстепенные имитаторы цели;
2 - каретка горизонтального перемещения;
3 - роликовые опоры каретки горизонтального перемещения;
4 - горизонтальная направляющая;
5 - мотор-редуктор;
6 - зубчатая рейка горизонтальной направляющей;
7 -датчик горизонтального положения;
8 - каретка вертикального перемещения;
9 - роликовые опоры каретки вертикального перемещения;
10 - вертикальные направляющие;
11 - мотор-редуктор;
12 - зубчатая рейка;
13 - датчик положения;
14 - противовес;
15 - замкнутый трос;
16 - верхние ролики;
17 - нижние ролики;
18 - винтовой механизм;
19 - колеса;
20 - рельсовые направляющие.
Фиг. 2 - Схема трехстепенного имитатора цели из состава предлагаемого двухцелевого плоского узла цели с трехстепенными имитаторами цели.
На фигуре представлены:
21 - излучатель имитирующих цель сигналов;
22 - следящий привод;
23 - датчик углового положения.
5. Осуществление полезной модели
Двухцелевой плоский узел цели с трехстепенными имитаторами цели, предлагаемый в качестве полезной модели, может быть осуществлен различными способами, в частности следующим.
Общая схема предлагаемого в качестве полезной модели двухцелевого плоского узла цели представлена на фиг. 1.
Трехстепенные имитаторы цели (1) устанавливаются на каждую из двух кареток горизонтального перемещения (2), которые на роликовых опорах (3) перемещаются вдоль горизонтальной направляющей (4). Движение в горизонтальной плоскости осуществляется с помощью следящих приводов, каждый из которых состоит из мотор-редуктора (5), выходная шестерня которого зацепляется с зубчатой рейкой горизонтальной направляющей (6), датчика горизонтального положения (7), выходной вал которого зацепляется с зубчатой рейкой через люфтовыбирающую шестерню, и элементов системы управления, обеспечивающих замыкание контуров управления и обработку задающих сигналов.
Причем указанная горизонтальная направляющая устанавливается на две каретки вертикального перемещения (8), которые на роликовых опорах (9) перемещаются по вертикальным направляющим (10). Движение в вертикальной плоскости осуществляется с помощью двух синхронно работающих следящих приводов, по одному на каждой из кареток вертикального перемещения, включающих мотор-редукторы (11), выходные шестерни которых зацепляются с зубчатыми рейками (12) вертикальных направляющих. На обеих каретках установлены датчики положения (13), выходные валы которых, зацепляются с зубчатой рейкой через люфтовыбирающую шестерню.
Для повышения точности позиционирования и реактивности управления горизонтальной направляющей, в предлагаемом устройстве используется система противовесов, состоящая не менее чем из двух независимых подсистем, каждая из которых включает в себя противовес (14), соединенный с горизонтальной направляющей с помощью замкнутого троса (15), перекинутого через верхние (16) и нижние (17) ролики и регулируемого по натяжению с помощью винтовых механизмов (18). Регулировочные узлы позволяют поддерживать натяжение троса без его расцепления и перезаделки.
Описанная конструкция, в свою очередь, размещается на подвижном основании, которое с помощью колес (19) перемещается по рельсовым направляющим (20), при этом оператор, работающий со стендом, перед началом моделирования задает и фиксирует положение подвижного основания относительно приемника имитирующих цель сигналов в соответствии с особенностями имитируемой фоноцелевой обстановки и техническими характеристиками имитирующих цель сигналов, испускаемых трехстепенными имитаторами цели.
Упомянутые трехстепенные имитаторы цели, в свою очередь, могут быть реализованы в виде конструкции, представленной на фиг. 2.
В составе трехстепенного имитатора цели имеется излучатель (21), испускающий имитирующие цель сигналы, и трехстепенное поворотное устройство, обеспечивающее поворот излучателя вокруг вертикальной и горизонтальной осей, а также вращение вокруг продольной оси излучателя по сигналам от внешней системы управления. Вращение вокруг каждой оси выполняется с помощью соответствующего следящего привода (22).
Каждый из следящих приводов трехстепенных имитаторов цели состоит из мотор-редуктора, включающего в себя подшипниковую опору, редуктор и электродвигатель, а также датчика углового положения (23) с помощью которого измеряется текущее положение излучателя имитирующих цель сигналов относительно соответствующей оси, и управляющих элементов, обеспечивающих обработку задающих сигналов от внешней системы управления.