Гироагрегат га-3. Основные технические данные.

Момент инерции ротора гироскопа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Скорость вращения ротора гироскопа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Кинетический момент гироскопа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Допустимый дрейф оси гироскопа в азимуте:

при температуре +20 ±10⁰ С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 0,5⁰/час

в диапазоне температур от +50 до –60⁰ С . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 1°/час

Питание прибора:

переменным током напряжением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 В ±5%

с частотой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400 Гц ±2%

постоянным током напряжением . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 В ±10%

Потребляемый ток при установившемся режиме работы:

переменный . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 1,2 А

постоянный (режим ГПК без учета системы обогрева) . . . . . . . . . . . . . . не более 0,6 А

ток, потребляемый системой обогрева . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 8 А

Диапазон изменения температур внешней среды . . . . . . . . . . . . . от +50 до -60° С

Скорости азимутальной коррекции:

нормальная . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 40`/мин

ускоренная. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не менее 2°/сек

Прибор виброустойчив и вибропрочен при перегрузках от вибраций:

с амплитудой не более 0.5 мм при частотах от 15 до 20 Гц,

с ускоре­нием, изменяющимся линейно от 1,8g при частоте 20 Гц до

2,3g при частоте 80 Гц

Прибор допускает ударные перегрузки от ускорения 4g

при частоте 40-100 ударов в мину.

Общее количество ударов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10000

Вес . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . не более 13,2 кг

Назначение и принцип действия.

Гироагрегат курсовой системы работает в режиме гирополукомпаса при работе системы в режиме ГПК и выдает курс само­лета, корректируемый по индукционному либо астрономическому датчикам курса при работе системы соответственно в режимах МК или АК.

С гироагрегата дистанционно выдается курс самолета на ука­затели курсовой системы и другими потребителям курса.

Основным режимом работы гироагрегата ГА-3 в курсовой системе ТКС является режим гирополукомпаса.

Чувствительным элементом прибора служит курсовой гиро­скоп, представляющий собой астатический гироскоп с тремя степенями свободы с горизонтальным расположением собственной оси вращения и устройством для ввода поправки на вращение Земли. Как известно, такой гироскоп сохраняет направление своей оси в азимуте с точностью, определяемой его дрейфом.

При измерении углов самолёта в азимуте с помощью свободного курсового гироскопа возникают карданные погрешности, зависящие от углов крена самолета и его курса. Для устранения этих погрешностей в гироагрегате ГА-3 применена дополнительная рама (подвесной корпус), которая приводится к вертикали с помощью следящей системы, получающей сиг­налы от МГВ.

Конструкция.

Гироагрегат состоит из следующих основных узлов и систем:

— гироскопический узел;

— система горизонтальной коррекции главной оси гироскопа;

— узел азимутальной и широтной коррекции;

— двухканальная дистанционная передача;

— узел отработки дополнительной рамы по крену;

— узел реверса;

— узел обогрева прибора;

— блок питания усилителей;

— корпус прибора с амортизационным основанием;

• кожух прибора со смотровым стеклом.

Кроме того, с помощью малогабаритных штепсельных разъёмов типа ШР непосредственно к корпусу гироагрегата присоединяют три усилителя, обслуживающих его, а именно:

— усилитель горизонтальной коррекции ГКУ;

• усилитель отработки дополнительной рамы по крену УВР;

• усилитель широтной коррекции УШК.

Гироскопический узел (карданный узел прибора) представ­ляет основную наиболее ответственную часть прибора и со­стоит из:

- гиромотора с укрепленными на нём горизонтальными осями;

- узла вращающихся подшипников;

- карданной рамы с укрепленными на ней ротором горизон­тального мотора- корректора;

- ёмкостного датчика с питающим трансформатором;

- вертикального подшипникового узла;

- точечной контактной груп­пы;

- коллектора с шестью коль­цами.

Гиромотор курсового гироско­па представляет собой сдвоенный трехфазный асинхрон­ный двигатель симметричного ти­па с короткозамкнутым ротором, запрессованным в массивный стальной маховик. Конструкция гиромотора при­ведена на рис. 5.

Рис. 5. Конструкция гиромотора:

1 - ось с тяжелым ротором; 2 - пакет ротора; 3 - корпус; 4 - отвер­стия для закрепления осей; 5 - крышка; 6 - обмотка статора; 7 - пакет статора; 8 - шарикоподшипник; 9 - втулка; 10 - гайка;

11 - кожух; 12 - герметичный токоотвод

Гиромотор - закрытого типа, герметичный, вакуумированный. Конструкция подшипникового узла гиромотора обеспечивает высокую стабильность положения его центра тя­жести.

Ротор гиромотора представляет собой стальной маховик, изготовленный за одно целое с осью 1. Внутри маховика с двух сторон размещены два пакета 2 мягкого железа, пазовые полости которых залиты алюминиевым сплавом, который образует короткозамкнутые витки роторной обмотки гиромотора. Маховик вместе с роторными обмотками представляет подвижную часть гиромотора с моментом инерции, равным .

Два статора гиромотора представляют собой пакеты 7 пла­стин с высечками, набранные из электротехнической стали. В пазах пакетов уложены две трехфазные двухполюсные обмотки 6, соединенные «звездой» и подключенные к фазам питания параллельно друг другу. Гиромотор питается переменным трехфазным током напряжением 36 В частотой 400 Гц. Обмотки статора 6 при подаче на них питания создают магнитное поле, вращающееся со скоростью 400x60 = 24000 об/мин. Магнитное поле, пересекая короткозамкнутые витки роторной обмотки, заставляет ротор вращаться в направлении вращения магнитного поля. Скорость вращения ротора с учетом скольжения несколько понижается и равна 22000—22500 об/мин. При указанной скорости вращения ротора подвижная часть гиромотора создает кинетический момент .

На корпусе гиромотора с двух сторон укреплены сцентриро­ванные горизонтальные оси. На одной стороне гиромотора на специальном кронштейне укреплена роторная пластина емкост­ного датчика.

Гиромотор, как и весь карданный узел, цельностальной, это обеспечивает стабильность положения центра тяжести всей системы при изменении температуры окружающей среды.

Для уменьшения моментов трения на горизонтальной оси гироскопа применены так называемые вращающиеся подшипники, т. е. подшипники с двумя рядами шариков и с тремя кольцами, у которых среднее кольцо приводится в принудительное вращение.

Как известно, такие подшипники имеют уменьшенный момент трения за счет того, что вращается среднее кольцо. Кроме того, эти подшипники приводятся во вращение на разных осях в разные стороны и реверсируются. При такой работе подшипников уходы, гироскопа вызываются не номинальным значением момента трения, а разностью его средних значений при вращении в одну и другую сторону. А так как эта разность составляет по своему значению всего лишь 20—10% и менее от номиналь­ного значения момента трения, то уходы, вызываемые при такой работе подшипников, также малы.

Для получения высокой точности работы гироскопа, т. е. для уменьшения его уходов в азимуте необходимо обеспечить гори­зонтальное положение (в пределах 1°) главной оси гироскопа. Удержание главной оси гироскопа в горизонтальном положе­нии и, следовательно, предохранение гироскопа от завала под действием момента трения осуществляется в гироагрегате ГА-3 при помощи коррекционного устройства, состоящего из:

- чувствительного элемента в виде бесконтактного емкостно­го датчика с трансформатором;

- усилителя горизонтальной коррекции;

- исполнительного элемента в виде горизонтального мотора-корректора.

Следует иметь в виду, что при выключении питания система горизонтальной коррекции перестает функционировать и гиро­скоп, работая на выбеге, под действием внешних моментов уходит из плоскости горизонта. Поэтому, если последующее включение прибора происходит в промежуток от 10 до 45 мин после предыдущего включения, требуется время (10—15 мин), чтобы гироскоп занял вновь горизонтальное положение.

При включении питания прибора с остановившимся гиромотором этого не происхо­дит, так как гироскоп через 15—40 сек под действием ну­тационных сил и горизонталь­ной коррекции устанавливает­ся в горизонт.

Курсовому гироскопу, установленному на по­верхности Земли и свободному от действия возмущающих мо­ментов, свойственен «кажу­щийся» уход оси, вызываемый наличием вращения Земли. Такой гироскоп будет регистрировать вертикальную составляющую угловой скорости вращения Земли и вызывать «кажущийся» уход оси гироскопа, вы­ражаемый формулой

, где

- уход курсового гироскопа в азимуте;

- время работы гироскопа;

- широта места;

- угловая скорость вращения Земли;

- вертикальная составляющая угловой скорости вра­щения Земли.

Для компенсации уходов гироскопа от вращения Земли на любой широте в курсовой системе применена широтная коррек­ция. Широтная коррекция вводится непосредственно в гироагрегат ГА-3 по сигналам широтной коррекции с пульта управ­ления ПУ-11 вручную или автоматически от специального вычис­лителя.

В приборе предусмотрены пружинящие упоры, ограничиваю­щие отработку углов крена в пределах 56°—60° и сигнализирую­щие при помощи микровыключателей моменты достижения упо­ров дополнительной рамой. Сигналы о том, что рама легла на упоры, выдаются непосредственно на пульт управления зажига­нием специальной красной лампочки.

В гироагрегате предусмотрена также контактная система, обеспечивающая появление сигнала « + 27 В» при завале главной оси гироузла в карданной раме («сигнализация по завалу»).

Свободный ход гироузла в карданной раме составляет 40°—45°. Если при относительном повороте гироузел повернется в раме на эту величину, контактная система выдает в схему сигнализации ТКС напряжение +27 В на лампу сигнализации.

Для стабилизации температуры внутри прибора, что необхо­димо для обеспечения его высокой точности в режиме гирополукомпаса при отрицательных температурах внешней среды, в гироагрегате ГА-3 установлен обогрев. По истечении 40—60 мин после включения обогрев обеспечивает поддержание положительной температуры внутри прибора, установленного в среде с темпера­турой —60° С, на уровне 10—25° С. Включать обогрев при окру­жающей температуре ниже нуля рекомендуется за 20—30 мин до включения питания системы ТКС.

Нагревательный элемент ЭН-46 пред­ставляет собой обычную спираль из нихрома (0 0,25 мм), раз­мещенную на керамическом стержне, потребляющая мощность 54 Вт. Регулирование температуры с целью повышения надеж­ности отключения обогрева осуществляется при помощи двух соединенных между собой последо­вательно биметаллических термо­регуляторов. Питание обогрева осуществляется постоянным током напряжением 27 В. Четыре нагревательных элемента с общей номинальной мощностью W= 216 Вт, устанавливают в приборе на четырех специальных массивных кронштейнах-теплоотводах.

На верхнем основании прибора, где расположены узел широтной коррекции, двухканальный сельсин, терморегуляторы и другие элементы, установлен также узел реверса. Узел реверса служит для изменения направления вращения подшипников на горизонталь­ной оси гироскопа. Он состоит из специального редуктора, у ко­торого на последней оси сидит кулачок, включающий и вы­ключающий микровыключатель. Последний переключает обмотки двигателей, приводящих во вращение редукторы привода средних колец вращающихся подшипников.

Для предохранения деталей прибора от воздействия корро­зии, контактных пар от окисления и подгорания, а также для улучшения условий работы ряда узлов прибора последний за­полняется инертным газом (азотом) и закрывается герметично. Заполнение прибора азотом осуществляется через специальные штуцера, расположенные на боковой стенке корпуса гироагрегата. По заполнении прибора медные трубки штуцеров запаиваются.

Для предохранения гироагрегата от вибрационных и ударных перегрузок, возникающих на самолете, служит амортизационное устройство, размещенное между корпусом прибора и основа­нием прибора.

В верхней части кожуха предусмотрено специальное смотро­вое окно, предназначенное для наблюдения и оценки качества отработки гироскопического узла по крену и корпуса сельсинов в азимуте. Здесь же на кожухе прибора нанесена стрелка с над­писью «Направление полета», показывающая, в каком направ­лении необходимо ориентировать гироагрегат при установке его на самолет. Для точной выставки гироагрегата на самолете на нижнем основании прибора имеются две риски, которые должны быть строго параллельны (с точностью ±0,5°) продольной оси самолета. Только при такой ориентации прибора гироскопиче­ский узел будет при кренах самолета отрабатываться к верти­кали без дополнительных ошибок по курсу.

Гироагрегат ГА-3 электрически присоединен к элементам курсовой системы при помощи тридцатиштырькового штепсель­ного разъема.

При монтаже должна быть обеспечена свобода перемещения прибора на своей амортиза­ции, исключающая всякую возможность ударов о расположен­ные рядом детали и агрегаты. Должна быть обеспечена возмож­ность наблюдения за работой прибора через смотровое окно кожуха.

Плоскость, на которой устанавливается гироагрегат, должна быть горизонтальна при положении самолета в линии горизон­тального полета с точностью ± 1°. Выставка гироагрегата в гори­зонтальное положение должна производиться при включенной системе стабилизации крена от гировертикали. При помощи вариантных шайб, прокладываемых под места крепления, необ­ходимо добиться, чтобы пузырек уровня, укрепленного на допол­нительной раме гироагрегата и видимого в окне, находился бы в первом круге стекла уровня. Находящаяся на кожухе гиро­агрегата стрелка с надписью «Направление полета» должна быть параллельна продольной оси самолета и направлена к но­совой части самолета.

БЛОК КОНТРОЛЯ КРЕНА БКК-18 И СИГНАЛИЗАТОРЫ НАРУШЕНИЯ ПИТАНИЯ СНП-1

В цепях питания приборов ПКП-1 и МГВ-1СК № 1 (контроль­ной) установлены сигнализаторы нарушения питания СНП-1. При отказе питания по переменному или постоянному току по сиг­налам от СНП-1 выпадает бленкер «АГ» на ПКП-1 (рис. 1) первого пи­лота или на ПКП-1 второго пилота или загорается светосигналь­ное табло «ОТКАЗ МГВ КОНТР» на средней приборной доске пилотов. Четвертый СНП-1 установлен в цепях питания блока контроля кренов БКК-18 (рис. 6).

Блок БКК-18 воспринимает сигналы крена от приборов ПКП-1 и от МГВ-1СК № 1. Если один из трех сигналов будет отличаться от двух других на величину (7±2)°, то БКК-18 выдает сигнал на бленкер «АГ» неисправного прибора ПКП-1 или включает свето­сигнальное табло «ОТКАЗ МГВ КОНТР».

Рис. 6. Система контроля отказов авиагоризонтов

После первого отказа БКК-18 продолжает сравнивать показания оставшихся двух ис­правных авиагоризонтов, а при рассогласовании между ними на (7±2)° выдается сигнал отказа обоих авиагоризонтов, в том чис­ле и на исправный, так как блок БКК-18 в этом случае не может определить исправный авиагоризонт.

Для предотвращения выхода самолета в полете на предельные крены ламельные устройства блока БКК-18 выдают сигналы на включение светосигнальных табло «КРЕН ЛЕВ. ВЕЛИК», «КРЕН ПРАВ. ВЕЛИК». Значение предельного крена в режимах взлета и посадки (15±2)°, в маршрутном полете (33±4)°. При крене (33±4)° в маршрутном полете, кроме световой, выдается звуко­вая сигнализация. Значение сигнализируемых кренов переклю­чается сигнализаторами скорости ССА-3-4,5 и ССА-2-3 на взлете при скорости У_пр=340 км/ч, на посадке при скорости У_пр = 280 км/ч.

При отказе электропитания блока БКК-18 загораются два све­тосигнальных табло «НЕТ КОНТР. АГ» на приборной доске пи­лотов. В этом случае показания по крену приборов ПКП-1 не контролируются, сигнализация достижения предельных кренов не обеспечивается.

«БКК ТЕСТ -КОНТРОЛЬ» и светосигнализатор «БКК ИС-ПРАВН».

Питание авиагоризонтов осуществляется раздельно от основных шин левой и правой бортсети. Питание гировертикалей включается выключателями «ПКП ЛЕВ», «ПКП ПРАВ» и «МГВ КОНТР» на верхнем электрощитке пилотов. Резервный авиагоризонт АГР-72А и блок БКК-18 получают питание от аварийных источников, выключатели питания «АГР» и «ПИТАН. БКК» рас­положены на верхнем электрощитке пилотов. Рядом с выключа­телем «ПИТАН. БКК» установлены нажимной переключатель.