большой палец направлен по вектору внешнего момента;
средний палец направлен по вектору угловой скорости вращения ротора гироскопа;
указательный палец показывает направление вектора угловой скорости прецессии.
Рис. 2.20. Правило трех пальцев правой руки
Таким образом, для обеспечения прецессии гироскопа в сторону уменьшения ошибки рассогласования вектор внешнего момента, вызывающий эту прецессию, должен быть расположен в плоскости угла рассогласования. Направление вектора внешнего момента коррекции определяется фазой тока в катушке коррекции. В силу запаздывания в электронном блоке сигнала коррекции от огибающей "пачек" импульсов на выходе ПЛЭ необходима компенсация этого фазового сдвига. Эта компенсация реализуется одним из двух способов: поворотом рисунка растра относительно линии полюсов магнита N - S по направлению вращения ротора гироскопа на угол 0 (см. рис. 2.19) или включением в состав электронного блока фазосдвигающей цепочки.
В целом передаточная функция по ошибке всего следящего координатора цели определяется упрощенным выражением вида
W(р) = а(р):(р) = KэбKккKг : р = К0 : р, (2.21)
где Kэб, Kкк, Kг – коэффициенты передачи соответственно электронного блока, катушки коррекции и гироскопа.
Переходя к оригиналу, получим
л (t) = K0 (t). (2.22)
Таким образом, по своим динамическим свойствам гироскопический СКЦ представляет собой следящую систему с астатизмом первого порядка, т.е. в установившемся режиме ошибка сопровождения цели () пропорциональна угловой скорости линии визирования ракета-цель (л).
2.4. Принципы построения автономных систем ОГСН
2.4.1. Система электрического арретирования
Система электрического арретирования оптической оси гироскопа служит для совмещения оптической оси гироскопа с линией прицеливания в общем случае, а в частном – с продольной осью ракеты. Если продольная ось ракеты не совпадает с линией прицеливания, то датчиком арретира служит обмотка заклона.
В состав системы электрического арретирования входят (рис. 2.21): датчик арретира (обмотка пеленга или заклона); элементы электронного тракта усиления и преобразования СКЦ; магнитная система коррекции СКЦ.
Рис. 2.21. Система электрического арретирования ротора гироскопа
В качестве датчика угла рассогласования используется датчик арретира, представляющий собой соленоид, расположенный перед катушкой коррекции. После окончания разгона ротора гироскопа при отклонении оптической оси гироскопа OXг от продольной оси ракеты OX на угол пеленга в катушке арретира наводится переменное напряжение на частоте вращения ротора гироскопа, амплитуда которого пропорциональна углу пеленга , а фаза соответствует плоскости (направлению) рассогласования.
Это напряжение усиливается усилителем арретира пускового механизма и через электронный ключ поступает на усилитель коррекции электронного блока СКЦ. Далее усиленный усилителем коррекции сигнал поступает на катушку коррекции, которая создает внешний момент, под действием которого ротор гироскопа прецессирует в направлении уменьшения ошибки рассогласования (угла пеленга).
2.4.2. Система разгона ротора гироскопа
Система разгона ротора гироскопа служит для быстрого (5 с) разгона ротора гироскопа до частоты порядка 100 Гц. Принцип действия этой системы основан на взаимодействии поля постоянного магнита ротора гироскопа с магнитными полями катушек вращения (КВ), которые к цепи тока подключаются и отключаются последовательно по мере вращения ротора-магнита вокруг оси OXг.
Схема взаимодействия этих магнитных полей представлена на рис. 2.22.
Рис. 2.22. Взаимодействие магнитных полей ротора гироскопа и
катушек вращения
Если в положении 1, когда северный полюс магнита расположен под КВI, а южный – под КВIII, пропустить через КВII ток, который создаст магнитное поле, направленное северным полюсом к ротору-магниту, то южный полюс ротора-магнита притянется к КВII, а северный будет отталкиваться от нее. В результате такого взаимодействия ротор повернется и займет положение 2. Если в положении 2 отключить КВII и подключить КВI к источнику тока, то ротор-магнит повернется еще на четверть оборота и т.д. Таким образом, для раскрутки ротора-магнита необходимо последовательное с опережением на 900 подключение и отключение к источнику тока катушек вращения.
Последовательное подключение и отключение катушек вращения обеспечивается с помощью датчиков положения (ДП), индуктивное сопротивление которых изменяется в зависимости от положения относительно их ротора-магнита. Каждый ДП представляет собой дроссель, обмотка которого намотана на ферритовом сердечнике. Для обеспечения чувствительности датчика к направлению магнитного поля каждый ферритовый сердечник помещен в каркас, на котором намотана и обмотка подмагничивания. Ферритовые сердечники создают круговое магнитное поле величиной Фс (рис. 2.23, а).
В зависимости от относительного положения ДП и ротора-магнита результирующее магнитное поле, действующее на обмотки ДП, будет равно одному из трех значений (для положения ротора-магнита, представленного на рис. 2.23, а) – Фс (для ДПI и ДПIII), Фс – 0,5Фм (для ДПII) и Фс + 0,5Фм (для ДПIY).
Как известно из курса физики, индуктивность дросселя будет тем меньше, чем в более сильном магнитном поле он находится (рис. 2.23, б).
Таким образом, в зависимости от взаимного положения дросселя и ротора-магнита, имеющего магнитное поле величиной Фм, индуктивность дросселя и связанное с ней соотношением
Xдп = ген Lдп (2.23)
индуктивное сопротивление ДП, при протекании через нее переменного тока частотой ген, будут изменяться от минимального (Xmin) до максимального (Xmax) значений.
При изменении сопротивления будет изменяться и ток управления, поступающий с выпрямительных детекторов на усилитель:
(2.24)
где Iупр – ток в цепи управления усилителя;
Uген – напряжение генератора высокой частоты;
R – активное сопротивление ДП и генератора;
Xдп – индуктивное сопротивление ДП.
Для положения, указанного на рис. 2.23, а, ДПIY будет иметь минимальное индуктивное сопротивление, так как индуктивность ДПIY будет меньше, чем у других ДП за счет воздействия на нее суммарного магнитного поля – сердечника и ротора-магнита (Фс+ 0,5Фр).
Рис. 2.23. Принцип действия схемы разгона ротора гироскопа