АГД-1 — Авиагоризонт дистанционный — Гироскопический прибор СССР (стр.-2 2. Дистанционный указатель горизонта)

Статья под цифровой редакцией подготовлена: Орловым Геннадием Викторовичем (08.11.1965) — Советским выдающимся публицистом СССР — Прозаиком СССР — Историком СССР

Страницы    [01]     [02]     [03]     [04]

2. Дистанционный указатель горизонта

Дистанционный указатель горизонта, внешний вид которого представлен на (рис. 7), воспроизводит углы крена и тангажа самолёта, замеряемые гиродатчиком.

Указатель горизонта состоит из двух следящих систем: следящей системы тангажа и следящей системы крена, которые обеспечивают соответствующие перемещения подвижных элементов индикации — картушки и силуэта-самолёта.

С л е д я щ а я   с и с т е м а   т а н г а ж а

Состоит из сельсина-приёмника С_т, подключаемого к сельсину-датчику гиродатчика, двигателя генератора ДГ-0,5, редуктора и усилителя.

Следящая система тангажа работает следующим образом: при наличии рассогласования между сельсином-приёмником указателя и сельсином-датчиком гиродатчика сигнал рассогласования с ротора сельсина-приёмника указателя подаётся на усилитель. Выходное напряжение усилителя заставляет вращаться двигатель-генератор ДГ-0,5, который через редуктор передаёт вращение катушке и ротору сельсина-приёмника, приводя его в положение, соответствующее положению ротора сельсина гиродатчика. Тахосигнал двигателя-генератора в качестве отрицательной обратной связи подаётся на усилитель, где, суммируясь с сигналом ротора сельсина-приёмника, обеспечивает демпфирование колебаний следящей системы тангажа. Таким образом,катушка всегда приводится в положение, соответствующее углу поворота сельсина гиродатчика, то есть, указатель горизонта воспроизводит углы тангажа.

Редуктор следящей системы имеет две выходные шестерни: одну (Z₇)  для отработки ротора сельсина, другую (Z₉)  для отработки катушки. Шестерни Z₈ и Z₁₀ сдвоенные, с пружинами для исключения люфта (рис. 9).

Рис. 7. Указатель горизонта:

1 — картушка; 2 — силуэт-самолётик; 3 — линия искусственного горизонта; 4 — шкала крена; 5 — центральная точка силуэта-самолётика — нулевой индекс; 6 — кремальера центровки тангажа; 7 — индекс центровки тангажа; 8 — кнопка арретирования; 9 — лампочка сигнализации наличия питания и арретирования; 10 — креноскоп.

Передаточное отношение от двигателя-генератора на катушку i = 250, а на ротор сельсина — i = 424, поэтому одному градусу поворота ротора сельсина (самолёта) соответствует 1,7 градуса поворота катушки. Этим достигается увеличенный масштаб отсчёта углов тангажа во всём диапазоне шкалы.

Специальный упор ограничивает свободу вращения картушки пределами ±145º, что по шкале картушки составляет ±85º.

В редукторе предусмотрена муфта проскальзывания, ограничивающая момент, передаваемый редуктором при повороте картушки до упора.

Максимальная скорость отработки картушки — не менее 80 град/сек.

Предусмотрена возможность регулировки положения горизонта шкалы тангажа (картушки) в диапазоне ±12º за счёт поворота статора сельсина тангажа с помощью кремальеры центровки. С кремальерой центровки связан также индекс центровки, расположенный с левой стороны лицевой части указателя.

Рис. 8 Принципиальная схема указателя горизонта:

Внутри указателя расположено реле О, которое срабатывает по сигналу коммутации, получаемому от гиродатчика (если следящая рама его перешла в перевёрнутое положение), и коммутирует сигнал ротора сельсина тангажа. В результате этого, а также за счёт одновременного срабатывания  реле Р в гиродатчике, которое коммутирует две фазы статора сельсина тангажа, обеспечиваются правильные показания указателя при переходе следящей рамы гиродатчика в перевёрнутое положение.

С л е д я щ а я   с и с т е м а   к р е н а

Состоит из аналогичных элементов и работает так же, как следящая система тангажа. Редуктор следящей системы крена имеет особенность, заключающуюся в том, что с трибкой двигателя-генератора связаны две шестерни Z₁₂ и  Z₁₇, а далее движение передаётся на сельсин крена и силуэт-самолётик.

Передача движения на силуэт-самолётик производится через пару конических шестерен Z₂₀ и  Z₂₁.

Передаточные отношения от двигателя-генератора канала крена к сельсину и к силуэту-самолётика одинаковы между собой и равны i = 160. Максимальная скорость отработки силуэта-самолётика — не менее 360 град/сек.

С и с т е м а   и н д и к а ц и и

Система индикации в указателе горизонта АГД-1 отличается от системы индикации, применяемой в авиагоризонтах АГИ, АГБ и АГК-47.

Основное отличие заключается в том, что показания крена и тангажа раздельны.

Крены самолёта имитируются поворотом силуэта-самолётика. Отсчёт углов крена производится по оцифрованной шкале кренов, причём стрелкой служит конец крыла самолётика.

Для отсчёта углов тангажа служит цилиндрическая шкала (картушка), ось вращения которой параллельна поперечной оси самолёта.

Для отсчёта углов тангажа в центральной части силуэта-самолётика нанесена белая точка, являющаяся нулевым индексом тангажа. для большей наглядности показаний шкала тангажа выше линии искусственного горизонта окрашена в голубой цвет, а ниже линии искусственного горизонта — в коричневый.

В нижней части передней лицевой стороны указателя горизонта смонтирован указатель скольжения (креноскоп).

Принцип действия и конструкция его аналогичны обычно применяемым указателям скольжения.

В верхней части лицевой стороны прибора справа расположена кнопка арретирования с надписью «Арретировать только гориз. полёте». при кратковременном нажатии кнопки осуществляется цикл арретирования гиродатчика.

Рядом с кнопкой расположена сигнальная лампочка наличия питания и арретирования.

Прибор помещён в кожух, имеющий сверху и снизу отверстия с фильтрами, через которые внутренняя плоскость прибора сообщается с окружающей атмосферой, чем устраняется возможность запотевания стекла прибора при изменении атмосферных условий.

Два полупроводниковых усилителя располагаются в специальном отсеке.для улучшения теплоотдачи этот отсек сообщается с окружающей атмосферой через жалюзи.

Указатель горизонта подключается в комплект АГД-1 с помощью жгута, заканчивающегося 19-контактным малогабаритным разъёмом типа 2РМ.

Рис. 9. Кинематическая схема указателя горизонта:

1 — картушка; 2 — ось вращения; 3 — силуэт-самолётик; 4 — двигатель-генератор крена; 5 — сельсин крена; 6 — двигатель-генератор тангажа; 7 — муфта проскальзывания; 8 — сельсин тангажа; 9 — ось вращения силуэта-самолётика; 10 — кремальера, связанная со статором сельсина через червячную передачу.

Указатель горизонта АГД-1 рассчитан на работу не только при подключении к гиродатчику АГД-1, но также при подключении к гироцентрали автопилота АП-15 и центральной гировертикали ЦГВ-1.

У с и л и т е л ь

Усиление сигналов в системе следящей рамы гиродатчика и сигналов в системе отработки картушки и силуэта-самолётика указателя до величин и мощностей, достаточных для управления двигателем-генератором ДГ-1 или ДГ-0,5, обеспечивается усилителем на полупроводниках.

Рис. 10. Принципиальная схема усилителя.

Основные технические характеристики усилителя

Усилитель состоит из трёх каскадов, собранных на германиевых триодах типа р-п-р.

Рис. 11. Внешний вид усилителя (вид сверху).

Рис.12. Внешний вид усилителя (вид снизу).

Первый каскад, основным назначением которого является согласование входа усилителя с датчиком сигнала, собран по схеме с общим коллектором, благодаря чему входное сопротивление составляет 30—40 ком..

Входной сигнал через разделительную ёмкость С₁ подаётся на базу триода Т₁. Нагрузкой каскада является первичная обмотка трансформатора Тр-1, включённая в цепь эмиттера. Для ограничения коллекторного тока, который особенно увеличивается при повышенной температуре, в цепь коллектора включено сопротивление R₃. Напряжение смещения на базу подаётся через делитель R₁—R₂, параметры которого выбраны из расчёта получение оптимального коэффициента стабилизации каскада. Сопротивление R₁₂ и ёмкость С₄ являются элементами развязки по питанию первого каскада. Сопротивление R₁₃ и диоды Д₂ и Д₃ предохраняют входной каскад от перегрузок по временному току.

Выходной сигнал снимается со вторичной обмотки трансформатора Тр-1 и и поступает на базы триодов Т₂ и Т₃ второго каскада.

Второй каскад собран на триодах по двухтактной схеме с заземлённым эмиттером и выполняет функции усилителя напряжения.

Смещение на базы подаётся через делитель R₄ —  Д₁, то есть одним из плеч является нелинейное сопротивление, которое изменяет свою величину в зависимости от температуры окружающей среды, чем обеспечивается стабилизация коллекторного тока. Кроме того на базы подаётся автоматическое смещение за счёт эмиттерного тока, протекающего по сопротивлению R₆.

Нагрузкой каскада служит трансформатор Тр-2, первичные обмотки которого включены в цепи коллектора триодов Т₂ и Т₃, а сигнал со вторичных обмоток  подаётся на базы триодов Т₄ и Т₅, выходного каскада.

В общую цепь коллекторов триодов Т₂ и Т₃ включено сопротивление (R₅), ограничивающее коллекторный ток и, тем самым, уменьшающее величину постоянного напряжения на коллекторах при изменении входных сигналов. Стабилитрон Д служит для стабилизации напряжения U_кэ обоих триодов. Для настройки каскада на частоту усиливаемого каскада первичная обмотка Тр-2 зашунтирована конденсатором С₂.

Оконечный каскад, собранный по двухтактной схеме на триодах Т₄ и Т₅ работает в режиме класса АВ, то есть с малыми начальными коллекторными токами, величина которых определяется величиной сопротивления R₉, включённого в общую эмиттерную цепь обоих триодов. Нагрузкой каскада служат управляющие обмотки двигателя-генератора ДГ-1 или ДГ-0,5,включённые непосредственно в цепь коллекторов выходных триодов. Параллельно обмотке двигателя включён конденсатор С₃, ёмкость которого выбирается из расчёта получение максимального момента на валу двигателя и поэтому имеет различные значения для различных типов двигателей.

Сопротивления R₁₀ и R₁₁ образуют двухстороннюю обратную связь по напряжению с коллекторов выходного каскада на базы первоначального. Изменяя величину этих сопротивлений, можно в широких пределах регулировать коэффициент усиления усилителя.

Конструктивно усилитель выполнен в виде законченной сборки. Все детали усилителя размещены с двух сторон гетинаксовой панели. На триоды установлены радиаторы для улучшения теплоотдачи. Для подключения к прибору, в котором используется усилитель, имеется пятиконтактный штепсельный разъём.

V. Использование гиродатчика АГД-1 как центральной гировертикали

Наличие в гиродатчике АГД-1 сельсинов-датчиков, обеспечивающих преобразование угловых отклонений в электрические сигналы, позволяет использовать этот прибор как центральную самолётную гировертикаль, обеспечивающую кроме визуальных показаний выдачу сигналов, зависящих от углов крена и тангажа самолёта, различным потребителям.

Рис. 13. Сельсин-приёмник в режиме согласования.

В гиродатчике установлены сельсины-датчики (типа 573А). Сигналы этих сельсинов могут быть использованы потребителем путём подключения сельсинов-приёмников (типа 950Б, 573Б, 573В). К сельсину-датчику крена, так же как и к сельсину-датчику тангажа, можно подключать в общей сложности до четырёх сельсинов-приёмников (в том числе и сельсины-приёмники одного или двух указателей горизонта АГД-1).

В отдельных случаях допускается подключение сельсинов-приёмников общим количеством свыше четырёх, но не более семи.

Сельсины-приёмники могут использоваться в двух режимах: в режиме слежения за сельсином-датчиков и в тормозном режиме. С точки зрения влияния на характеристики АГД-1 предпочтителен первый режим.

В первом случае ротор или статор сельсина-приёмника с помощью отрабатывающего механизма непрерывно отрабатывается в положение, при котором сельсин-приёмник согласован с сельсином-датчиком, то есть напряжение на роторе сельсина-приёмника минимально, так называемый остаточный сигнал.

Во втором случае с заторможенного ротора сельсина-приёмника снимается напряжение переменного тока частоты 400 гц., амплитуда которого, в зависимости от угла рассогласования приёмника с датчиком, изменяется по закону:

U = U_max • sinφ

Рис. 14. Сельсин-приёмник в тормозном режиме.

При согласовании приёмника с датчиком имеет место остаточный сигнал.

Основные характеристики сигналов переменного тока частоты 400 гц., снимаемых роторов сельсинов-приёмников определяются соотношением:

U = U_max • sinφ

а) Сельсин-приёмник 905Б предназначен для подключения на полупроводниковой или ламповый усилитель с входным сопротивлением в режиме слежения не менее 25 ком., в тормозном режиме не менее 150 ком., U_max не менее 24в..

б) Сельсин-приёмник 573Б предназначен для подключения на ламповый усилитель с входным сопротивления для режима слежения и тормозного режима — не менее 150 ком., U_max не менее 59в..

в) Сельсин-приёмник 573В предназначен для подключения на полупроводниковый усилитель в режиме слежения на сопротивление не менее 25 ком., в тормозном режиме — не менее 150 ком., U_max не менее 25 в.

Остаточный сигнал на роторе сельсина-датчика:
сельсин-приёмник 905Б, 573В, — не более 250 мв,
сельсин-приёмник 573Б, — не более 450 мв,

Остаточный сигнал представляет собой напряжение переменного тока, содержащего как основную частоту (400 гц), так и гармоники.

Напряжение основной частоты сдвинуто по фазе относительно полезного напряжения, снимаемого с ротора при рассогласовании, на 90º.

Соотношение в остаточном сигнале напряжения основной частоты и гармоник колеблется в значительных пределах. Из гармоник преобладающей является третья гармоника (1200 гц).

Сигналы сельсинов-датчиков можно так же использовать путём подключения к ним круговых трёхточечных потенциометров (см. рис. 15). В этом случае потенциометр, подключенный к сельсину, должен работать в режиме слежения.

Рис. 15. Схема подключения кругового трёхточечного потенциометра к сельсину-датчику.

Межфазное сопротивление потенциометра должно быть не менее 3 ком.. Во всех случаях подключения сельсинов-приёмников и круговых трёхточных потенциометров должно быть согласовано с организацией п/я 1408.

Необходимо учитывать, что при переходе следящей рамы гиродатчика в перевёрнутое положение (см. раздел «Гироскопический датчик») сигналы сельсинов-датчиков коммутируются так, как показано на схеме гиродатчика (реле Р и Г).

В случае необходимости дополнительной коммутации сигналов сельсинов (в сельсине-приёмнике) сигнал коммутации может выдаваться потребителю (штырёк Г-29 на штепсельном разъёме гиродатчика).

Материалы

Орлов Г.В. «АГД-1 — Авиагоризонт дистанционный — Гироскопический прибор СССР» (повествование 11.10.2022).

[01]     [02]     [03]     [04]