авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
-- [ Страница 1 ] --

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ РАКЕТНЫХ И АРТИЛЛЕРИЙСКИХ НАУК

ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АДМИНИСТРАЦИЯ

ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

ИССЛЕДОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ,

ИСПЫТАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ

ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ

УСТРОЙСТВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ

6 - 8 октября 2010 г., г. Владимир

Посвящается 65-летию Победы советского народа в Великой Отечественной войне Издательство РАРАН Москва - 2010 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ РАКЕТНЫХ И АРТИЛЛЕРИЙСКИХ НАУК ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АДМИНИСТРАЦИЯ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ МАТЕРИАЛЫ ВСЕРОССИЙСКОЙ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ ИССЛЕДОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИСПЫТАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ 6 - 8 октября 2010 г., Владимир Посвящается 65-летию Победы советского народа в Великой Отечественной войне Издательство РАРАН Москва _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

УДК 681.11.033. ББК 34.962. М С34 Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно-измерительных устройств военной техники» Владимир, 6 – 8 октября 2010 г. М., Издательство РАРАН, 2010. – 200 с.

Сборник включает научные работы, отражающие современное состояние и достижения в области теории информационно-измерительных систем и их приложений к военной технике.

Для специалистов в области военных наук, разработчиков информационно измерительных систем, аспирантов и студентов высших учебных заведений.

© Коллектив авторов. 2010.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Всероссийская научно-техническая конференция ИССЛЕДОВАНИЕ, ПРОЕКТИРОВАНИЕ, ИСПЫТАНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННО ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ВОЕННОЙ ТЕХНИКИ 6 - 8 октября 2010 г., Владимир Сборник включает материалы Всероссийской научно-технической конференции «Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно измерительных устройств военной техники», которая проходила во Владимире 6 – октября 2010 г.

Целью конференции является обсуждение актуальных проблем оборонной техники и применения в системах военного и гражданского назначения новых информационно-измерительных устройств. Рассматриваются современные методы создания радиоэлектронных систем управления военными объектами, защиты информации, электронных устройств контроля, средств поражения. Рассматриваются современные средства повышения эффективности испытаний приборных устройств, обсуждаются вопросы совершенствования компонентов сложных систем и технологии их производства.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Организаторы конференции Министерство образования и науки РФ (Минобрнаука) Российская академия ракетных и артиллерийских наук (РАРАН) Администрация Владимирской области (АВО) Владимирский государственный университет (ВлГУ) Оргкомитет конференции Сопредседатели:

Морозов В.В. (ВлГУ), Каллистов А.А. (РАРАН), Чижевский О.Т. (ФГУП «ФНПЦ «Прибор») Члены Оргкомитета:

Борзов А.Б. (МГТУ им. Н.Э. Баумана), Егоренков Л.С. (БГТУ «ВОЕНМЕХ» им.

Д.Ф.Устинова), Замбин Ю.А. (ОАО «Точмаш»), Легаев В.П. (ВлГУ), Липсман Д.Л.

(ОАО «Завод им. В.А.Дегтярёва»), Максимов И.С. (РАРАН), Малафеев С.И. (ВлГУ), Никитин О.Р. (ВлГУ), Платонов Н.А. (ГУП НИИ «Поиск»), Распопов В.Я. (ТГТУ), Самсонов Л.М. (ВлГУ), Селиванов В.В. (МГТУ им. Н.Э.Баумана), Программный комитет конференции:

Самсонов Л.М. – председатель, (тел.: 4922-479-679;

члены – Кобзев А.А.,, Козлов А.А., Малафеева А.А., Татмышевский К.В., Михайлова Л.П.

Технический секретарь: Куликова Наталья Викторовна (puvt2010@mail.ru), (тел.: 4922 479-620), факс: 8-(4922)-479-960, 8-(4922)-479- Научные направления конференции 1. Теория средств поражения и боеприпасов 2. Информационно-измерительная техника систем ракетного и артиллерийского вооружения 3. Обработка информации и искусственный интеллект 4. Мехатроника и робототехника военного назначения 5. Микроэлектромеханические системы 6. Методы и средства визуализации, системы обработки изображений 7. Системы видеонаблюдения и охраны объектов 8. Надёжность и живучесть информационно-измерительных систем военного назначения 9. Информационная безопасность и средства противодействия информационной агрессии 10. Технологии двойного назначения 11. Энергетические конденсированные системы 12. Роль образования и подготовки специалистов в современных условиях _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Часть I Пленарные доклады ГЕРОИЧЕСКИЙ ВКЛАД ТРУЖЕНИКОВ ВЛАДИМИРСКОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ «ТОЧМАШ» В ПОБЕДУ В ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЕ Ю.А. Замбин ОАО «ВПО «Точмаш»

Владимирское - ордена Ленина - производственное объединение «Точмаш» было создано 29 декабря 1933 года приказом Народного комиссариата тяжелой промышленности как граммофонно-игольный завод. В канун второй мировой войны - 14 июня 1939 года «Грамзавод» был передан Народному комиссариату боеприпасов СССР, ему было присвоено наименованиe Государственный Союзный завод № 260, и он переходит на выпуск продукции для обеспечения потребностей Красной Армии в боеприпасах. Уже в 1939 году было изготовлено и поставлено потребителям 98 тысяч взрывателей М-50 и 705,6 тысяч запальных трубок ЗТН.

Особое место в истории завода занимает Великая Отечественная война. Завод перешел на круглосуточную работу, и работать стали по 11-12 часов в сутки без выходных. Перевод предприятия на работу по новому мобилизационному плану осложнился самым неожиданным образом. Несмотря на то, что большинство специалистов и служащих подлежали бронированию, с началом войны многие из них буквально осаждали военкоматы с требованием отправить их на фронт. Сложилась трудная ситуация: с одной стороны, заводу требовались квалифицированные кадры, с другой – нельзя было отказать добровольцам в их стремлении защищать Родину на фронте [1].

Более 400 заводчан ушли на фронт, многие записались в ополчение. На смену им пришли женщины, подростки, мужчины непризывного возраста. В цехах по ускоренным программам развернулось групповое и индивидуальное производственное. Большую помощь оказала школа фабрично-заводского обучения (ФЗО), организованная на территории завода в 1940 году, весь первый выпуск которой остался в механосборочных цехах.

Завод перешел на круглосуточную работу. Были введены сверхурочные часы. Работали по 11-12, а при необходимости по 15-18 часов в сутки, без выходных. Производственные мощности стали использоваться максимально эффективно. Объем выпуска продукции нарастал с каждым днем.

Каждая победа на фронте подкреплялась победами на производстве. Успехи коллектива были достигнуты благодаря многообразным формам социалистического соревнования:

многостаночное обслуживание, движение «двухсотников» и «трехсотников» (рабочих, выполнявших норму выработки на 200 и 300%), комсомольско-молодежных фронтовых бригад [2].

23 февраля 1943 года провели первый «фронтовой субботник». Заработанные средства перечислили в фонд помощи детям фронтовиков. Работники принимали активное участие в комплектовании бронепоезда, собирали и отправляли на фронт подарки и тёплые вещи.

Комсомольцы вечерами после трудовой смены ходили на дежурства в военные госпитали, ухаживали за раненными бойцами, писали письма их родственникам. Когда в стране начался сбор средств на вооружение армии, работники завода собрали 385 500 рублей на создание авиационного соединения им. М.В. Фрунзе.

Неблагоприятное развитие событий на фронте резко осложнили работу завода. В октябре 1941 года немецкие войска стояли у стен Москвы. Владимирская область оказалась в прифронтовой зоне. Поэтому Совет по эвакуации принимает решение эвакуировать завод № в г. Молотов (ныне Пермь). Решение было подписано 31 октября 1941 года. Завод разработал план эвакуации, очередность и последовательность отправки цехов и служб. В первых числах ноября уходит на Урал первый эшелон с оборудованием и работниками завода, а в декабре пятый эшелон. Всего было отправлено 1028 единиц оборудования и 1614 рабочих, инженерно технических работников и служащих. 5 декабря 1941 года началось контрнаступление советских _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

войск под Москвой, немецко-фашистские войска потерпели поражение, угроза оккупации Владимирской области миновала. Эвакуация завода была прекращена.

В начальный период великой Отечественной войны на заводе № 260 выпускались минные взрыватели МП и МП-82, взрыватель ГВМЗ пневматического типа для осколочных и осколочно фугасных снарядов среднего калибра и для реактивных снарядов первых отечественных систем залпового огня - «Катюш» (взрыватель В-229), разработанные ленинградским ЦКБ-22. По воспоминаниям одного из ведущих специалисты этого конструкторского бюро, впоследствии директора НПО «Импульс» Б.В. Карпова, в самом начале войны они получили указание эвакуироваться в г.Пермь, затем маршрут был изменен и их направили во Владимир на наш завод. Эвакуированные работники составили базу конструкторов, которые вели новые разработки в период Великой Отечественной войны.

В частности, одним из направлений было создание взрывателя АВД. Работы были закончены в 1942 году, и взрыватель был принят на вооружение. Он имел 14 фиксированных установок от 0,5 до 48 часов и предназначался для минирования различных объектов, что помимо фактора разрушения оказывало большое психологическое воздействие на противника и для авиабомб крупного калибра. За разработку и освоение этого взрывателя коллективу работников завода, в том числе конструкторам М.Б. Левину и М.И. Лихницкому в 1943 году была присуждена Сталинская премия. В дальнейшем этот взрыватель явился родоначальником гаммы взрывателей, которые разрабатывались уже конструкторами завода, в частности, такие как АВДМ, АВПЗ и др.

Следует упомянуть и о других разработках эвакуированных сотрудников. Среди них наибольший интерес представляют работы по созданию первых для нашей страны неконтактных взрывателей для авиабомб и зенитных снарядов, которые велись под руководством будущего основателя НПО «Импульс» А.А. Рассушина. В этой работе принимали участие будущие виднейшие специалисты НПО «Импульс» и главные конструктора - Б.В.

Карпов, Н.С. Расторгуев, Б.Ф. Челышев, Н.Д. Пославский и др. Эти работы курировал приезжавший на завод будущий академик - создатель зенитных комплексов А.А. Расуплет.

Весной 1945 года А.А. Рассушин доложил о работах, выполненных во Владимире на нашем заводе, Наркому боеприпасов Б.Л. Ванникову, который сообщил об этих разработках Госкомитету обороны СССР, который 12.10.1945 года в составе Булганина, Берии и Маленкова принял решение о создании в Москве специального НИИ, впоследствии получившего название НПО «Импульс».

В период Великой Отечественной войны заводом были освоены и выпускались взрыватели МД-5, К-7, МП-82, АВД, КТМ-1, В-229, ГВМ-1, ГВМЗ-1, М-4, РГМ-2.

Государство высоко оценило заслуги коллектива завода, наградив более тружеников орденами и медалями.

В послевоенный период завод бурно развивался и стал одним из крупнейших поставщиков высокоточной продукции для Вооруженных сил, ряда отраслей промышленности и товаров для населения. В 1971 году за выполнение заданий пятилетки и организацию производства новой техники завод был награжден орденом Ленина [2].

Сегодня ОАО «ВПО «Точмаш» передовое предприятие отрасли и страны, специализирующееся на выпуске продукции особой сложности для обороны страны и Минатома России, современных приборов и автоматов для автотракторной и пищевой промышленности, бытовых часов и счетчиков воды и газа. Завод располагает большим количеством высококвалифицированных кадров.

Литература 1. Оружие победы / И.В. Бах, И.И. Вернидуб, Л.И. Демкина и др.;

Редкол.: В.Н. Новиков (пред.);

Под. общ ред. В.Н. Новикова, - М.: Машиностроение, 1987. – 512 с.

2. Традиции высокой точности. ФГУП «Точмаш» 1933-2003. Сборник статей. г.

Владимир, изд. «Фолиант», 2003. – 448 с.

3. «Точмаш». Вклад в победу. Материалы о ветеранах и тружениках тыла завода / Под ред. Т.Я. Кайрод. – Владимир, 2005. – 96 с.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

УДК 623.4. ПУТИ РАЗВИТИЯ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ВЗРЫВАТЕЛЕЙ ДЛЯ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ БОЕПРИПАСОВ К.П. Лихоеденко, Г.Л. Павлов МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва С точки зрения системного подхода, особенно при неконтактном подрыве радиовзрывательное устройство (РВ) является ключевым элементом как артиллерийского выстрела. Именно РВ обеспечивает необходимую эффективность БП, согласование областей его срабатывания и поражения боевой части.

По сути, неконтактное взрывательное устройство (НВУ) представляет собой локационную систему в микроминиатюрном исполнении, которая работает в условиях высоких динамических нагрузок, при наличии естественных и искусственных помех при малых и сверхмалых временных ресурсах. При этом НВУ должно решать практически весь спектр задач, характерных для стационарных локационных систем.

В современных условиях тенденцией становится возлагать на НВУ задачи коррекции БП на траектории. Одним из вариантов такой коррекции является использование баллистической станции для оценки параметров движения снаряда, формирование команд управления вычислительным модулем баллистической станции, передачи команд на борт снаряда на взрыватель и систему коррекции. Система коррекции обеспечивает замедление скорости снаряда за счет тормозных устройств. При этом в отечественных системах предполагается размещать взрыватель и систему управления в средней части боеприпаса.

Такое размещение обуславливает использование щелевых антенн с ориентацией максимума диаграммы направленности в заднюю полусферу для приема команд от баллистической станции и бокового лепестка в переднюю полусферу для обеспечения неконтактного подрыва у цели.

Вариант построения антенны приведен на рис. 1, расчетные диаграммы направленности приведены на рис. 2. Такая конструкция антенны позволяет обеспечить необходимую жесткость и прочность при сохранении электродинамических характеристик.

Рис. 1 – Щелевая антенна Следует отметить, что более рациональным следует считать вариант с расположением антенн в поперечном сечении снаряда. При этом две из них обеспечивают прием команд от баллистической станции, другие две неконтактное срабатывание по цели. Соответственно первые две имеют максимум диаграммы направленности в заднюю полусферу и не имеют _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

бокового лепестка в переднюю полусферу, что улучшает помехозащищенность системы передачи команд. Вторые две ориентированы максимумами в переднюю полусферу и обеспечивают необходимую энергетику для неконтактного подрыва.

а) б) Рис. 2 - Расчетные диаграммы направленности антенн а) с боковым лепестком в переднюю полусферу;

б) без боковых лепестков Использование миллиметрового диапазона для построения радиочасти обусловлено с одной стороны баллистической станцией, а с другой - необходимостью обеспечения помехоустойчивости и электромагнитной совместимости. Кроме того, в настоящее время имеется реальная возможность микроминиатюризации систем миллиметрового диапазона.

Разумеется, интегральных схем радиочастотной части отечественная электронная промышленность еще не освоила, но транзисторы, работающие в 8-ми миллиметровом диапазоне, уже есть.

Рис. 1 – Щелевая антенна Рис. 3 – Возможности коррекции на траектории Нельзя оставить без внимания тенденции развития за рубежом. Там существуют аналогичные программы. Однако с точки зрения коррекции там большие надежды возлагаются на использование спутниковой навигации в качестве источника информации о координатах боеприпаса (рис. 3).Вопрос эффективности такого подхода является во многом спорным, _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

однако нельзя не отметить высокую интеграцию взрывателя и его унификацию.

В состав модульного универсального взрывателя (рис. 4) входят: радиочастотный модуль;

программный блок с установкой по индукционному каналу;

- приемник спутниковых сигналов для коррекции траектории;

блок тормозов для 1D коррекции;

микроэлектромеханический ПИМ;

источник питания.

Рис. 4 – Компоновка РВ Рис. 5. Элементы устройства коррекции По нашему мнению установка взрывателя на траектории является более предпочтительной, чем до выстрела, поскольку учитывает начальные условия и истинные параметры траектории.

Системы коррекции на траектории, разрабатываемые за рубежом, не ограничиваются только тормозами по скорости. Существует вариант построения, обеспечивающий как торможение, так и изменение угловой скорости вращения БП.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Рис. 6 – Микромеханический ПИМ Одним из перспективных направлений в построении взрывателей является переход от традиционного построения предохранительно исполнительного механизма (ПИМ) к микромеханическому. Это позволяет резко сократить габариты и повысить устойчивость к механическим нагрузкам. Вариант построения такого ПИМ приведен на рис. 6.

УДК 622. РОССИЯ – САМАЯ СЕВЕРНАЯ ЦИВИЛИЗАЦИЯ В МИРЕ* С.И. Малафеев, А.А. Малафеева У России есть только два союзника – ее армия и флот Александр III Система правильно выстроенной национальной безопасности любого государства обеспечивает его устойчивое, длительное и эффективное функционирование в окружении других государств.

Стратегия развития страны сформулирована В.В. Путиным: «Устойчивое развитие экономики России в ближайшие годы должно базироваться... прежде всего за счет минерально-сырьевого потенциала. Под устойчивым развитием... подразумевается гарантированное обеспечение экономической безопасности страны путем создания надежной минерально-сырьевой базы для удовлетворения текущих и перспективных потребностей экономики России с учетом экологических, социальных, демографических, оборонных и других факторов» [1].

В условиях новых социальных и политических изменений в мире, проистекающих из научных достижений и технологических инноваций, представляет интерес анализ положения страны в этих процессах с учетом особенностей ее положения и ресурсов.

* Статья подготовлена в процессе проведения поисковой научно-исследовательской работы в рамках реализации ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 – 2013 годы по проблеме НК-544П(5), проект П-236.

10 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Природные ресурсы России Территория России - 17.075.260 кв. км. Это составляет 13% от всей территории земной суши без Антарктиды. Характеристика места России по запасам природных ресурсов в мире приведена в табл. 1.

Таблица Место России в мире по запасам природных ресурсов Природные ресурсы Место в мире 1. Земельные ресурсы Общая площадь территории Площадь с/х угодий Площадь пашни 2. Запасы полезных ископаемых Природный газ Нефть и газовый конденсат Уголь всех типов Железные руды Никель Алмазы Калийные соли Кобальт 2. Водные ресурсы Речной сток Вода в озерах 4. Лесные ресурсы 5. Водные и биологические ресурсы Россия обладает значительной долей мировых запасов природного газа, калийных солей, железной руды, кобальта, цинковых руд, нефти, угля, свинцовых руд, никеля, золота серебра, алмазов и платиноидов.

На рисунке приведена диаграмма распределения запасов полезных ископаемых по континентам, показывающая также запасы в России [2].

В России в настоящее время две трети поступлений в свободно конвертируемой валюте обеспечивается за счет производства минерального сырья и продукции его первичной переработки. За счет отрасти по производству промышленного сырья обеспечивается треть ВВП.

Россия занимает одно из ведущих мест в мире по минерально-сырьевому потенциалу, который оценивается как достаточный для проведения независимой и эффективной экономической политики и обеспечения национальной безопасности.

Климат России Исторически юго-западная граница распространения русского народа совпадает с определенной изотермой января - минус 6 градусов. По определению французского географа Жан Элизе Реклю, сформулированному в работе «Земля и люди. Всеобщая география», «эффективной» считается территория, которая находится ниже 2000 метров над уровнем моря, со среднегодовой температурой не ниже минус 2 градусов Цельсия [3]. По эффективной площади Россия занимает пятое место в мире, а не на первое. Только треть территории России считается «эффективной», но и она - самая холодная в мире. Среднегодовая температура в России - минус 5, 5 градусов Цельсия. Для сравнения в Финляндии - плюс 1, 5 градуса. По «суровости климата», т. е. разности летней и зимней температур и разности ночной и дневной температур наша страна занимает первое место. В прибрежных районах Европы этот _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

показатель - около 40 град., в остальной Западной Европе (за Одером и Дунаем) - до 50 град, в Финляндии, Прибалтике, Польше, Словакии и европейских странах СНГ - до 60 град., в России до Урала - свыше 70 град, а в Сибири - от 80 до 90 град. (больше, чем в Антарктиде: зимой там холодней, но летом не так жарко), а в Верхоянске - более 100 град.

Запасы основных полезных ископаемых в недрах Земли Топливно-энергетические Черные металлы Цветные металлы 0,5 1,3 0, 3, 10,3 11,6 11, 15,8 19,2 19, 22,3 25,3 31, 2,3 9, Мир 10, 54, 66, 53,9 47, 52,2 29, 94, 77 59, 52, 64,6 10, 13, 14 15, 9, 17, 4,9 15,7 23, 11,4 7, 16,9 10,6 8,8 11, 9,7 9,3 4,3 4, 2,7 1, 1, 1,5 0, Нефть Газ Уголь Fe Mn Cr Al Cu Pb Zn Ni 13 17,4 15,9 2,74 0,4 0,8 4,2 7,5 6,2 РОССИЯ Наше государство построено там, где больше никто не живет [4].

Климат в России более суровый, чем в любой индустриальной стране мира, и это влияет на эффективность любого производства по критерию издержки/выгоды. Очевидно, что чем менее комфортны (менее пригодны для нормальной жизнедеятельности людей) природные условия, тем больших инвестиций в инфраструктуру они требуют. В частности, стоимость обустройства человека в комфортном и экстремальном районе различается в 10—12 раз.

Россия располагает богатейшими природными ресурсами, но их освоение происходит в сложных климатических условиях. Основные районы добычи полезных ископаемых расположены в районах с экстремальным климатом и удаленных от мест промышленного использования на значительное расстояние. Затраты в промышленности, строительстве, транспорте, сельском хозяйстве и др. превышают аналогичные расходы в странах с благоприятными климатическими условиями.

Стратегии промышленно развитых стран В длительной истории человечества причиной многих войн и конфликтов были территории. Во второй половине ХХ столетия начался новый этап экспансии и захвата чужих богатств – это эксплуатация недр Земли и других природных ресурсов путем импорта сырья, организации совместных предприятий, аренда, кредитование инвестиции и т.п. А суть одна:

использование природных богатств одних стран дает огромные прибыли другим. В настоящее время более 80% цветных металлов, производимых в России, поставляется на экспорт.

В современных условиях свободного доступа к ресурсам других стран формируется новая политика западных стран в отношении минерально-сырьевой базы России. Суть ее выражена Вагнером Х. и Феттвайсом Г.Б.: «…западные промышленно развитые страны не имеют права полностью устраниться от развития горной науки и возложить основную ответственность на добывающие страны третьего мира. Существует настоятельная 12 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

необходимость в разработке долгосрочной политики стабильного снабжения минеральными ресурсами Европы и других стран Запада с тем, чтобы сохранить позиции ведущего экономического региона. Запланированная ЕС «Восточная экспансия» по присоединению ряда важных добывающих стран может рассматриваться как идеальная возможность пересмотреть политику Европы в области горной науки» [5].

Становится очевидным, что в новых геополитических условиях фронт борьбы за природные ресурсы смещается в область науки и техники!

Инженерная деятельность человека в недрах Земли – основа экономики и безопасности любого государства. При этом природные ресурсы – это, с одной стороны, основной источник развития не просто экономики государства, но и науки и техники, а с другой стороны, основной объект научных исследований и применения техники.

В докладе Комиссии по национальной безопасности США «New World Coming: American Security in the 21st Century» 15.09.1999 г. утверждается, что новые социальные и политические изменения в ближайшие 25 лет будут определяться основными научными достижениями и технологических инновациями. Резкие инновационные изменения ожидаются в трех основных областях: информационные технологии, биотехнологии и микроэлектромеханика (MEM).

Будет возрастать социальное значение информационных технологий, особенно благодаря глобальному росту системы Интернет. Будет расти мощность компьютеров, и уменьшаться их относительная стоимость. Будет расширяться интерактивное взаимодействие со средой, организовываться персональная инфосфера человека, возникать виртуальные сообщества.

Изменится организация работы, путешествий, быта.

Масштабные инновации ожидаются в биотехнологии. К 2010 году биотехнологии могут превзойти информационные технологии в терминах экономического вклада;

даже если этого и не произойдет, они определенно перекроют их в терминах макросоциального значения. Как бизнес, так и правительства будут поддерживать огромное финансирование исследований и разработок в этой среде. Это финансирование, наряду с параллельными достижениями в генетической инженерии и исследованиях тканевого роста, будут стимулировать быстрые инновации и связанный с ними экономический рост.

Третье направление – микроэлектромеханические устройства, которые могут выпонять множество функций. Например, постоянный мониторинг систем человеческого организма, предупреждающий о нарушениях здоровья, или миниатюрные системы охраны жилища и работы. Более эффективная работа летательных аппаратов, контроль окружающей среды, энергосбережение и другие области применения таких устройств могут дать неожиданные экономические, политические и, возможно, моральные эффекты.

Нанотехнологии, по-видимому, будут развиваться по принципу «молекулярных фабрик», при этом многие достижения будут основаны на биомимикрии, т.е. попытках использовать принципы, выработанные в течение миллионов лет эволюции.

Информационные технологии, биотехнологии и нанотехнологии обязательно будут иметь области пересечения. Будут созданы фундаментально взаимосвязанные устройства, в том числе совместимые с живыми системами.

Фундаментальные инновации, в том числе использующее достижения современной физики, создадут основу для усовершенствованного научного использования окружающей среды. Скорость, с которой новые технологии будут включаться в коммерческий и, таким образом, социальный поток, будет непрерывно расти, оставляя обществу все меньше времени на регулирование.

Фундаментальная наука будет более тесно связана с технологическими инновациями. Во всем мире рынки позволят быстрее использовать новые технологии. В результате их использования общество будет быстрее адаптироваться к инновациям и далее их стимулировать. Информационные технологии ускорят инновации, являясь одновременно их продуктом и средством маркетинга. Технологии будущего будут более основаны на знаниях, чем на физических ресурсах. Главным становится человеческий капитал и, задачи общества заключаются в организации и его использовании.

Наиболее опасным представляется развитие новых видов биологического оружия как оружия массового уничтожения.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Биологическое оружие будет основным средством агрессии государств или групп в веке. Оно почти столь же легко для разработки, как химическое, намного более смертоносно и легче для распространения. Сейчас многие биологические агенты требуют специальных знаний, чтобы их эффективно использовать, таких как методы распыления с самолета при правильных концентрациях, в оптимальных формах и определенных метеоусловиях. Кроме того, биооружие может быть произведено на малых мощностях, имеющих двойное применение и затем воспроизведено в массовых количествах, используя технологии производства, общие для пивоваренных минизаводов и гражданских фармацевтических лабораторий.

Несомненно, что разнообразные токсины и биологические агенты становятся более широко доступными. Технологическое развитие в области генетики и биотехнологии предвещают даже более зловещие возможности создания и развития генетически сконструированных патогенов, которые могут быть нечувствительны к большинству антибиотиков и вакцин и легко преодолевать наши системы обнаружения, применения антидотов и ограничения распространения.

Бюджет Национальных институтов здоровья США в 2001 году составил 20 млрд. долларов.

Значительная часть исследований в программах Министерства энергетики, Минобороны, NSF также относится к биологической проблематике. Таким образом, более 60% всех средств, поступающих в науку, направляется на биологические и медицинские исследования.

В Китае, по данным американских экспертов, существует Программа 863 -полномасштабная биологическая программа, имеющая как открытые, так и засекреченные разделы. Такие программы предположительно имеют Иран, Северная Корея, и, вероятно, Израиль, Сирия, Ливия, Пакистан и ряд других стран. Судя по заинтересованности, проявляющейся во время научных конференций, визитов и иных встреч, проблемы биологической безопасности крайне интересуют Великобританию, Францию, Германию, Сингапур и ряд других стран. Мир вступает в эпоху «тихих молекулярных войн», и приоритет в области биологических исследований становится залогом обеспечения национальной безопасности.

Таким образом, развитие науки и инноваций связано с использованием всех возможных ресурсов и направлено на поддержку экспансии отдельных стран в борьбе за эти ресурсы.

Инновационный путь России Инновационное развитие разных стран происходит по различным сценариям, которые определяются их положением в мире, предыдущим экономическим развитием, научным потенциалом и традициями. Инновационная модель России жестко связана с особенностями ее территории, климата и человеческого потенциала.

1. Минерально-сырьевая база была, остается и будет основой движения страны по инновационной траектории. В настоящее время именно эта отрасль способна обеспечить инвестиции в научные исследования, развитие техники и промышленности. При этом именно горное дело является наиболее эффективной областью использования достижений науки, техники технологий. В первую очередь это относится к науке о материалах, глубокому изучению их свойств, способов получения, преобразования и эффективного использования.

Геологоразведка основана на физике Земли и современных технологиях, включая космические.

Современные технологии горного дела и новейшее горно-техническое оборудование не уступают по сложности космическим технологиям и аппаратам.

Добывающая отрасль в настоящее время в большей мере, чем другие отрасли, может предоставить российскому машиностроению необходимый расширенный внутренний рынок.

Технический уровень современных добывающих машин зависит от качества проектных решений, выполняемых на основе информационных технологий, качества изготовления, определяемого технологическим оборудованием, а также используемых электронных систем управления. Ускоренное развитие новых средств и систем управления позволяет осуществить технологический прорыв на наименее ресурсоемком направлении. Здесь особый интерес представляют высокие наукоемкие технологии (электроника, информатика, новые материалы и т.д.), где основную ценность составляют знания и умение воплощать их в продукцию [6].

2. Самая большая в мире территория России также определяет специфику инновационной деятельности. Развитие масштабных отраслей - энергетики, транспорта, тяжелого 14 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

машиностроения, телекоммуникаций, авиации и космонавтики, обеспечено естественными условиями страны и представляет собой основу ускоренного развития других кластеров экономики. Следует отметить, что в настоящее время Россия занимает передовые позиции в ядерной энергетике, боевой авиации и электронике.

3. Освоение и сохранение ресурсов в разных климатических зонах предполагает развитие научных знаний в биологии, медицине и экологии.

Формирование инновационной модели экономики в настоящее время происходит медленно, большинство структурных реформ за последние годы мало продвинулись вперед.

Качественные изменения в этом направлении требуют решения множества актуальных и сложных задач, среди которых отметим следующие.

1. Преодоление во всех сферах общественной жизни коррупционных тенденций, создающих риски экономического ослабления и деморализации общества.

2. Модернизация социально-экономических стереотипов, моделей и укладов.

3. Качественное (кратное) повышение эффективности использования всех ресурсов, в первую очередь, человеческого капитала.

4. Развитие адекватных для современных развивающихся сложных систем эффективных методов управления.

5. Масштабное восстановление главных сил инновационного развития - системы исследований и образования.

Вместо заключения В «Книге воспоминаний» (1991) великий князь Александр Михайлович (1866-1933), рассказывает, что когда Александр III собирал своих приближенных, часто звучала фраза: «Во всем свете у нас только два верных союзника - наша армия и флот. Все остальные, при первой возможности, сами ополчатся против нас». Французы, англичане, немцы, австрийцы – все в разной степени делали Россию орудием для достижения своих эгоистических целей. У Александра III не было дружеских чувств в отношении Европы. Всегда готовый принять вызов, Александр III, однако, при каждом удобном случае давал понять, что интересуется только тем, что касалось благосостояния 130 миллионов населения России.

В условиях современной глобализации политика Александра III не потеряла актуальности для России. Но его крылатую формулу с учетом изменений в мире можно без сомнения выразить следующим образом: «У России есть только два союзника: наука и техника».

Литература 1. Путин В.В. Минерально-сырьевые ресурсы в стратегии развития Российской экономики / Записки Горного института. Том 144(1). – СПб., 1999.

2. Яковлев В.Л., Бурыкин С.И. Мировые запасы, производство и потребление минеральных ресурсов. – Екатеринбург: УрО РАН, 2004. – 152 с.

3. Реклю Э. Земля и люди: Всеобщая география. Девятнадцать томов в десяти книгах.

Спб., 1898-1901.

4. Паршев А.П. Почему Россия не Америка. Книга для тех, кто остается здесь. — М.:

Крымский мост-9Д, Форум, 2001. — 416 с.

5. Вагнер Х., Феттвайс Г. Некоторые вопросы горной науки и технологии разработки месторождений полезных ископаемых в западных странах в начале столетия // Глюкауф. – 2004. - № 1. - С. 57 - 63.

6. Малафеев С.И.. Серебренников Н.А. Приоритетное развитие наукоемких отраслей промышленности – важнейшее условие устойчивого развития минерально-сырьевого комплекса / Материалы II Международной конференции «Стратегия развития минерально сырьевого комплекса в ХХI веке / М., Издательство Российского университета дружбы народов. 2006. – С. 24 – 26.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

УДК 621. МЕХАТРОННЫЕ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ ВООРУЖЕНИЯ В.В. Морозов ГОУ ВПО Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых Современный уровень технического развития электромеханических приводов предполагает широкое внедрение микропроцессорной техники, а также совершенствование как механической, так и электрической частей автоматизированных систем приводов. Эта тенденция нашла свое воплощение в новом научном направлении — мехатронике, учитывающей взаимное проникновение механики, электротехники и электроники с целью качественного улучшения систем вооружения.

Появление мехатроники как нового перспективного направления в технике явилось естественным шагом в реализации концепции синтеза передовых технологий микроэлектроники и электромеханики. Мехатронные приводы (МТП), совмещая в себе силовые узлы — мехатронные исполнительные устройства и микропроцессорные компоненты системы управления (СУ), обладают качественно новыми характеристиками.

Непосредственным результатом такого совмещения является значительное снижение массы и размеров электронных схем, что позволяет встраивать СУ прямо в корпус исполнительного устройства. Размещение СУ в исполнительном устройстве стало возможным не только благодаря высокой интеграции ее функциональных элементов, но и за счет существенного повышения их надежности и стойкости к воздействиям среды. Следует иметь в виду, что по сравнению с условиями, в которых обычно работают электронные устройства, условия работы исполнительных органов намного жестче: широкий температурный диапазон, влажность, вибрационные и ударные нагрузки, магнитные и электрические поля, агрессивные среды и т.п.

Еще одним важным моментом является значительное упрощение сборки и монтажа устройства благодаря высокой встраиваемости его элементов, причем не только электронных компонентов, размещенных на твердотельных интегральных схемах, но и силовых узлов — электрических машин и механических передач.

Разработка электромеханических систем вооружения— сложная техническая задача, на решение которой накладываются многочисленные взаимоисключающие друг друга, требования к динамическим и статическим характеристикам, энергопотреблению, длительности непрерывной работы, массе, габаритам, особенностям компоновки, стоимости и многим другим параметрам.

Принципиально новые условия для разработки таких систем вооружения складываются в настоящее время. Во-первых, применение редкоземельных магнитов позволяет создавать относительно простые по конструкции, механически прочные, бесконтактные, малоинерционные, энергетически эффективные, имеющие высокий КПД электродвигатели постоянного тока. Во-вторых, появление новых типов планетарных винтовых механизмов позволяет создавать электромеханические приводы, по габаритам и динамическим характеристикам не уступающие гидро– и пневмоприводам. Эти два фактора способствовали рождению новой концепции в проектировании электромеханического привода — созданию электромеханического модуля (ЭММ), представляющего собой целостную конструкцию на базе бесконтактного моментного привода (БМП), в полый ротор которого встроен планетарный винтовой или роликовинтовой механизм. ЭММ допускает встраивание в корпус микропроцессорной системы управления, образуя единое мехатронное устройство.

Поскольку свойства МТП зависят от входящих в его состав исполнительных элементов, остановимся подробнее на их устройстве и особенностях.

Бесконтактный моментный привод содержит три основных элемента: синхронную машину с постоянными магнитами, датчик (углового) положения ротора (ДПР) и электронное усилительно–преобразовательное устройство.

Синхронная машина представляет собой бесконтактный моментный двигатель обращенной конструкции (с размещением магнитов на роторе) и двух– или трехфазной обмоткой якоря на 16 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

статоре. СМ может работать в режимах синхронного, шагового и вентильного двигателей с непрерывным и дискретным способами управления. Моментный двигатель серии ДБМ имеет плоскую встраиваемую конструкцию. Ротор ДБМ содержит тангенциально намагниченные постоянные магниты из самарий–кобальтового сплава КС–37А, установленные между полюсами из электротехнической стали. Датчик положения ротора управляет фазными токами для обеспечения правильной коммутации фаз. В качестве ДПР для БМП могут применятся индуктивные датчики (редуктосины), магнитно–чувствительные датчики на элементах Холла, фотоэлектрические датчики. ДПР также имеет встраиваемую конструкцию и устанавливается на одном валу с электродвигателем. Усилительно–преобразовательное устройство управляет коммутацией фазных токов с помощью тиристорных силовых ключей. В БМП комплексно реализованы принципы бесконтактности, встраиваемости, программируемости параметров, многофункциональности и разнообразия условий эксплуатации.

Бесконтактность (отсутствие щеточно–коллекторного узла) БМП обеспечивается применением бесконтактных электрических машин, бесконтактных ДПР и бесконтактных (опто– или магнитоэлектрических) концевых выключателей. Бесконтактность не только уменьшает массу и габариты, но и повышает КПД за счет экономии электроэнергии, которая тратится в обмотке возбуждения, снижает уровень радиопомех при управлении синхронной машиной. Такие электродвигатели позволяют получить высокие регулировочные характеристики (как у двигателей постоянного тока независимого возбуждения), а при наличии дополнительной обмотки возбуждения — обратную связь по скорости, обеспечивая хорошие демпфирующие свойства при применении БМП в составе следящей системы.

Моментность (тихоходность) БМП означает, что его конструкция оптимизирована по критерию максимума отношения пускового момента к массе для режимов вращения с малой скоростью и высоким моментом (т.н. пусковые режимы). Это позволяет уменьшить передаточное отношение механической передачи, а в ряде случаев вообще отказаться от редуктора. Встраиваемость БМП достигается за счет конструктивного исполнения двигателя и ДПР в виде отдельных сборочных узлов статора и полого ротора. Внутреннее отверстие ротора используется для пропуска проводов, волноводов, световодов, установки ДПР или вала редуктора.

Многофункциональность и программируемость БМП позволяет потребителю гибко менять схемы управления и включения его элементов. Потребитель может менять (программировать) характеристику БМП, изменяя как способ соединения обмотки статора, так и тип управления (непрерывный, дискретный, замкнутый (с ДПР) или разомкнутый). Допустимы любые схемы соединения обмотки статора при реверсивном и нереверсивном питании. Базовая схема предусматривает непрерывный способ управления синхронной машиной, нейтральную выставку ДПР, отсутствие запаздывания сигналов в преобразователе координат, усилителях и синхронной машине, последовательное соединение фаз (секций) обмотки статора. Наряду с базовой схемой соединения фаз обмотки применяются также: параллельное включение, раздельное (автономное) питание секций фазы, питание одной секции, соединение фаз общим проводом в звезду. При этом структура и параметрическая перестройка привода может выполняться в процессе эксплуатации, например, микропроцессором, что позволяет реализовать сложные законы движения и нагружения в автоматическом режиме.

БМП обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с традиционными схемами:

размещение обмотки якоря на статоре упрощает удаление потерь в процессе работы привода, тепловой поток передается непосредственно на корпус, минуя воздушный зазор и подшипники, что способствует повышению срока службы обмоток и подшипников;

термическая инерционность конструкции позволяет длительно работать с большим перегрузочным моментом. БМП допускает 6...10–кратную перегрузку по моменту и не имеет ограничений на частоту пусков и реверса, форму и частоту тока в обмотке статора.

Ограничивающими факторами являются только предельный ток и перегрев обмоток статора.

При соответствующем теплоотводе двигатели могут работать в режиме длительных предельных токов весь свой срок службы;

устойчивая работа при малых скоростях вращения и наличие полого ротора дает возможность непосредственного соединения выходного звена с валом двигателям, минуя _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

промежуточные механические передачи. Этому способствует и полая конструкция ротора, позволяющая встраивать передачу в ротор;

более низкий момент инерции на валу двигателя и короткая кинематическая цепь обеспечивают лучшие динамические характеристики при изменении величины и полярности нагрузки;

высокая удельная мощность и приемлемый вид энергетики для автономных систем (27 В для двухфазных и 18 В — для трехфазных электродвигателей);

возможность построения высококачественных систем управления с большим диапазоном регулирования, быстродействием и точностью, не уступающим системам с коллекторными двигателями постоянного тока.

Исполнительные механизмы мехатронных устройств. Для обеспечения требуемой скорости выходного перемещения МТП необходим исполнительный механизм с высокими редукцией и КПД и малыми габаритами. В зависимости от конструктивных требований выходное звено может совершать вращательное движение или преобразовывать вращение в поступательное перемещение. Перспективными механическими преобразователями являются планетарные механизмы. Планетарные механизмы с винтовыми звеньями обладают рядом преимуществ по сравнению с обычными зубчатыми, а именно:

повышение нагрузочной способности за счет, во-первых, передачи мощности несколькими потоками с распределением нагрузки между сателлитами, во-вторых, возрастания суммарной длины линий контакта в винтовых звеньях;

получение большой редукции в одной ступени, что снижает массу и габариты механизма, обеспечивает высокий суммарный КПД;

пониженная виброактивность в силу плавности винтового зацепления;

уменьшение нагрузки на корпус и опоры благодаря замыканию сил в планетарном механизме и использованию шевронных зацеплений;

обеспечение надежного самоторможения в обратном ходе подбором угла наклона винтовых зубьев (при короткой кинематической цепи).

Планетарные механизмы с винтовыми звеньями можно разделить на два класса механизмов: “вращение во вращение”, или планетарные передачи с винтовыми колесами, и “вращение в поступательное перемещение”, или планетарные роликовинтовые механизмы.

Передачи с винтовыми звеньями дают возможность получить различные варианты самотормозящихся планетарных механизмов с высоким КПД прямого хода и обеспечивающие самоторможение привода в различных режимах движения, совмещающие функции механических передач и автоматических тормозных устройств.

Моноблочная конструкция мехатронного устройства в наибольшей степени реализует достоинства БМП и планетарного исполнительного механизма, отличается компактностью, повышенными жесткостью, надежностью и энергоемкостью, более низкой виброактивностью, технологична в изготовлении и поддается унификации. Переход к моноблочному принципу построения обеспечивает улучшение контроля и управления приводом, повышенную надежность, в том числе и при отказах отдельных элементов, снижение времени и стоимости подготовки объекта управления к эксплуатации, большую экономию его массы, которая снижается не только уменьшением массы собственно приводов, но и за счет сокращения вспомогательных крепежных узлов и механически стыкуемых блоков. Использование в ЭММ самотормозящихся исполнительных механизмов обеспечивает надежную нейтрализацию последствий отказа блокировочных устройств.


Создание электромеханической СУ из независимых унифицированных модулей имеет следующие преимущества: более высокий технический уровень СУ ввиду применения отработанных технических решений;

сокращенные сроки создания опытных образцов электромеханической системы управления, поскольку она собирается из модулей по отработанной технологии;

уменьшенные эксплуатационные затраты за счет снижения сроков и затрат на текущий ремонт благодаря наличию однотипных комплектующих изделий.

Проектирование мехатронных исполнительных устройств невозможно без знания кинематических, силовых, динамических, информационных и т.п. закономерностей функционирования его исполнительных элементов. Поэтому основой разработок МТП является научно–исследовательская программа по созданию теории проектирования мехатронных 18 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

исполнительных устройств систем управления. Перечислим основные направления этой программы:

1. Исследование динамики мехатронных исполнительных устройств систем вооружения.

2. Разработка методов расчета и проектирования новых видов планетарных винтовых исполнительных механизмов.

3. Синтез мехатронных исполнительных устройств систем управления по заданным критериям качества.

4. Моделирование динамики мехатронных устройств со встроенным микропроцессорным управлением в реальном времени, обладающих заданными характеристиками и реализующих алгоритмы компенсации нелинейностей передачи.

5. Создание опытных образцов, проведение экспериментальных исследований и проверка адекватности разработанных моделей, отработка технологии изготовления.

Некоторые пункты этой программы практически решены и результаты реализованы в инженерных методиках, однако большая часть проблем до сих пор остается открытой.

Исследование динамики исполнительных устройств электромеханических систем управления представляется неотъемлемым этапом проектирования современных систем управления, поскольку к последним предъявляются жесткие требования к обеспечению высокого качества заданного закона движения. Одним из наиболее трудно устранимых препятствий к обеспечению заданного качества являются погрешности изготовления и износа и, как следствие, зазор в передаче, нестабильность ее кинематических и статических характеристик. Нестабильность заданного закона выходного перемещения также может быть обусловлена такими факторами, как самоторможение в передаче, пульсации управляющего момента, колебания нагрузки, вызванные нелинейной характеристикой трения, высокой виброактивностью привода.

Многообразие задач динамики МТП требует применения различных моделей, адекватных для описания конкретных процессов. Моделирование динамики опирается на современный математический аппарат теории дифференциальных уравнений и уравнений математической физики, теории автоматического управления, гармонического анализа, теории бифуркаций в динамических системах, требует значительных затрат вычислительных ресурсов. Линейные задачи динамики для двухмассовой модели (определение и анализ амплитудно–частотных и фазо–частотных характеристик линеаризованных систем по возмущениям, анализ переходных процессов и т.п.) практически решены. В рамках линейной постановки решена задача проектирования моноблочных рулевых приводов с максимальным быстродействием перекладки рулей и ряд других задач. Малоизученным направлением в линейных задачах является исследование модели с распределенными параметрами, приложимой к изучению виброактивности и определению спектров собственных частот МТП.

Другим интересным и практически важным направлением представляется изучение мехатронных устройств как нелинейных динамических систем. Особенностью данных задач является возникновение режимов с потерей устойчивости и возбуждением автоколебаний. Их решение в практическом смысле подразумевает определение таких режимов, условий их возникновения, построение бифуркационных диаграмм (перестроек режимов в пространстве параметров) Задачи динамики модулей с одной нелинейностью хорошо известны: сухое трение на низких скоростях, кинематический зазор в передаче, передачи с самоторможением. Анализ динамики с указанными нелинейностями показал существование автоколебательных режимов в системе. Их вид меняется в широких пределах: от квазигармонических до релаксационных (пилообразных) и разрывных, при исследовании которых метод гармонической линеаризации оказывается неприменим, поскольку погрешность метода может значительно превышать погрешность возмущения, тем самым существенно искажая качественную картину. Подобное явление наблюдается в конструкциях модуля, когда масса выходного звена значительно меньше массы ведущего звена. Масса нагрузки в данном случае является тем “малым” параметром, который ответственен за возникновение релаксационных колебаний, плохо моделируемых первыми гармониками разложения. Поэтому при исследовании динамики модульных устройств наиболее целесообразно применение численных методов решения систем нелинейных дифференциальных уравнений. В простейших случаях, когда других нелинейностей нет, система допускает “почти” аналитическое решение, поскольку фазовое _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

пространство может быть разбито на области, в каждой из которых система линейна, а на границах происходит сшивка решений (припасовывание).

Динамика систем с двумя и более нелинейностями гораздо менее изучена. Это связано с тем, что получить аналитическое решение здесь невозможно, а численное исследование до недавнего времени сдерживалось отсутствием как быстродействующих компьютеров, так и программных средств для решения сложных инженерных задач. Здесь наиболее интересной задачей представляется определение таких режимов автоколебаний, в которых “ответственны” две и более нелинейности. Разумеется, необходимо определить также вклад каждой нелинейности в отдельности. Однако, каких-либо препятствий, кроме значительных численных расчетов, здесь не видно и следует ожидать, что скоро будут получены результаты.

Динамика мехатронных устройств подчиняется цифровому (дискретному) управлению. В большинстве случаев это мало меняет качественную картину поведения системы, особенно если шаг дискреты очень мал. Тем не менее, дискретные динамические системы имеют много особенностей, которые не встречаются в аналоговых системах. Поэтому изучение мехатронных устройств под углом динамики нелинейных цифровых автоматических систем давно назрело, — тем более, что модель динамики должна включать в себя датчики и микропроцессорную систему управления, описывать динамику с реализацией алгоритмов микропроцессора в реальном времени.

Разработка методов расчет и проектирования новых видов планетарных винтовых исполнительных механизмов является “традиционным” направлением коллектива, в этом направлении получено очень много глубоких и важных результатов, защищено более авторских свидетельств и патентов. Имеется ясность по структуре, конструктивным принципам, кинематическим и статическим характеристикам и компоновочным решениям планетарных винтовых и роликовинтовых механизмов как поступательного, так и вращательного движений. Многообразие и обилие методов расчета и классификаций различных типов механизмов требует их теоретического обобщения, создания единой классификации и универсальных методов расчета основных характеристик. Это необходимо прежде всего для разработки системы автоматизированного проектирования винтовых исполнительных механизмов. Работа в этом направлении ведется, но еще далека от завершения.

Синтез мехатронных исполнительных устройств систем управления по заданным критериям качества является заключительным этапом проектирования МТП.

Одним из основных требований, предъявляемых к электромеханическим системам управления, является обеспечение заданного режима движения нагрузки при минимальных габаритах исполнительного механизма (силовой части) привода. В автономных системах при ограниченной мощности источника питания важно определить такие оптимальные параметры устройства, которые обеспечивают минимум энергопотребления. Миниатюризация МТП ограничена габаритами электрической машины, поэтому синтез предполагает выбор подходящего по мощности исполнительного двигателя, обеспечивающего требуемые динамические характеристики выходного объекта привода. БМП позволяет добиться существенного снижения габаритов МТП за счет возможности работы с перегрузкой, путем форсирования (увеличением напряжения питания). Таким образом, силовой синтез модуля по минимуму потребляемой энергии предполагает решение следующих взаимосвязанных задач:

расчет требуемой мощности и приемистости исполнительного двигателя, выбор его типономинала;

определение схемы управления двигателя, необходимости форсирования (отработки перегрузочных режимов), напряжения питания для форсированных режимов, их длительность и тепловой режим;

расчет граничных значений допустимого диапазона передаточных функций механизма;

расчет оптимального значения кинематической передаточной функции по минимуму потребляемой мощности, определение оптимальной рабочей точки, выбор нужной схемы редуктора.

Силовой синтез базируется на анализе предельных динамических состояний привода и широко применяемого в практике проектирования электроприводов летательных аппаратов.

Нами предложена методика силового синтеза, разработана с учетом конструктивных особенностей применяемых передач, а также теплоэнергетических преобразований в вентильных двигателях.

20 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.


В отличие от синтеза по минимуму потребляемой мощности синтез МТП по определенному критерию качества базируется на знании динамических характеристик проектируемой системы, так как критерии качества, как правило, представляют собой функционалы от выходного движения управляемого объекта. В нашем случае все характеристики выходного движения (перемещение, скорость, ускорение) получаются непосредственно из решения системы дифференциальных уравнений. Синтез МТП с заданным качеством может вестись в трех направлениях:

1. Определение значений конструктивных параметров, минимизирующих функционал качества.

2. Синтез корректирующих устройств СУ, компенсирующих нелинейности, обеспечивая минимум функционала качества.

3. Синтез алгоритмов микропроцессора, реализующих оптимальное управление устройством — экстремаль функционала качества.

Первое направление сравнительно просто и может осуществляться сразу по результатам анализа динамики. Его ограниченность очевидна: параметры, как правило, меняются в узких пределах и изменением параметров — без вариации закона выходного движения — достичь минимума функционала качества невозможно.

Второе направление предоставляет значительно больший простор для синтеза оптимальной системы, поскольку корректирующие цепи СУ дают возможность вариации выходного закона в некотором классе функций. Этот метод синтеза электромеханических систем управления получил широкое распространение. Однако и здесь есть ограничения. Во-первых, экстремаль функционала качества не всегда является функцией, реализуемой аналоговыми средствами. Как правило, нелинейности механической передачи довольно плохо компенсируются корректирующими устройствами. Во-вторых, цепи коррекции, в свою очередь, могут быть источником ошибок и нелинейностей, что в итоге влияет на качество синтезируемой системы.

Поэтому наиболее перспективным направлением синтеза мехатронных исполнительных устройств является синтез микропроцессорных систем управления. Такие системы могут реализовывать любой, сколь угодно сложный закон управления, тем самым реализуя экстремали функционала качества. Однако это сравнительно новая задача в теории проектирования электромеханических систем управления и далека от решения.

Создание экспериментальных образцов — необходимый шаг проектирования для отработки технологий изготовления, сборки, проверки моделей и их корректировки.

Исследования проводятся в рамках реализации ФЦП «Научные и научно педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы.

tms@vlsu.ru;

mtf@vlsu.ru СЕРВИСНЫЕ СРЕДСТВА СИСТЕМ НАВЕДЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ, ПОСТАВЛЯЕМЫХ НА ЭКСПОРТ В СОСТАВЕ КОРАБЕЛЬНЫХ, СУХОПУТНЫХ И АВИАЦИОННЫХ КОМПЛЕКСОВ В.Я. Николаев, Б.В. Новоселов ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт «СИГНАЛ»

Сервисные средства являются тем инструментом, без применения которого нельзя обеспечить высокое качество систем наведения и стабилизации на всех этапах жизненного цикла (рис.1 и рис.2).

Основной своей задачей при выполнении экспортно-ориентированных работ по разработке сервисных средств (СС) ОАО «ВНИИ «Сигнал» считает создание для них таких потребительских свойств, которые дают возможность гарантированно обеспечивать оперативный контроль, техническое обслуживание, поиск неисправностей и ремонт изделий, а также продлить сроки эксплуатации.

_ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Уже на этапе разработки, когда рождается схема функционального деления изделия, должен учитываться фактор оптимизации затрат на аппаратуру по ремонту, диагностике, контролю функционирования.

В «Военной доктрине Российской Федерации», принятой 5 февраля 2010 года одной из основных задач развития военной организации заявлено повышение эффективности функционирования системы эксплуатации и ремонта вооружения, военной и специальной техники.

Решение поставленной задачи осуществляется предприятием следующими путями (рис.2):

На этапе разработки изделия: Это прежде всего проектированием функционально законченных блоков электрорадиоэлементов, субблоков и приборов. Введением в изделие элементов оперативного технического контроля, цифровых технологических каналов для подключения при контроле от внешних средств или сбора телеметрической информации.

Введением в программное обеспечение изделий дополнительных технологических протоколов сопряжения по штатному каналу связи (как один из режимов штатного изделия- диагностика), введением в ключевые узлы изделия встроенных датчиков, применением отработанных схемно-конструкторских решений, проверкой принимаемых технических решений моделированием либо с отработкой на макетных платах.

В качестве основных сервисных средств на этапе разработки выступают:

исследовательские автоматизированные системы контроля;

программные средства моделирования систем, базовые отладочные средства для разработки программного обеспечения, макетные кросс-платы для отработки технических решений.

На этапе изготовления: максимально полной отработкой схемно-конструкторских решений, заложенных в СТО, отработкой программного обеспечения встроенных программно аппаратных средств и внешних автоматизированных систем контроля, отработкой методик проведения работ по поиску неисправностей блоков ЭРЭ, субблоков, проверки с имитацией возможных аварийных ситуаций, предусмотренных в технических заданиях на контролируемое изделие. Проведением испытаний СТО с воспроизведением характеристик для контролируемых объектов внешних возмущающих факторов, и также воспроизведением аппаратно-информационного сопряжения контролируемых средств.

На этапе отладки и испытаний в составе комплексов: обеспечением отработки аппаратно-программного обеспечения встроенных, внешних средств контроля, отработкой методик по применению ремонтной документации на изделие, отработкой средств контроля из состава штатных систем финального изделия с учетом особенности ее работы на объектах.

На этапе отладки и испытаний в составе комплексов основной упор делается на отладку автоматизированных средств контроля и диагностики СНС.

На этапе эксплуатации: проведением технического обучения представителей инозаказчика. По сложным, комплексным отказам предусматривается участие специалистов предприятия в обслуживании изделий. Для учета особенностей работ у инозаказчика, с ним согласуются специальные требования к СТО, а также состав и требования к ремонтной документации и средствам обучения.

В целом этот комплекс мероприятий обеспечивает высокое качество и потребительские свойства сервисных средств, применяемых на ремонтных базах и сервисных центрах инозаказчика.

Разрабатываемые и используемые на каждом из этапов жизненного цикла изделия сервисные средства имеют свои характерные отличительные признаки, однако инозаказчика прежде всего интересуют те СС, которые применяются на этапе эксплуатации изделий (рис.1):

- специальное технологическое оборудование (рис.3).

- средства технического обучения (рис.4), - ремонтная документация (рис.6), Многолетний опыт работ со многими инозаказчиками позволяет смело утверждать, что создание и полноценное использование сервисных средств позволяет гарантировать не только обеспечение жизненного цикла изделий, определённого техническими условиями на них, но и продлить срок службы.

В 2009 году ОАО «ВНИИ «Сигнал» выполнил целый ряд работ, возглавляемых авторским коллективом, в обеспечение сервисными средствами (CC) экспортных финальных изделий. В 22 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

табл. 1 представлены сервисные средства, разработанные и изготовленные коллективом ОАО «ВНИИ «Сигнал», наименование экспортных финальных изделий для обслуживания которых они предназначены. Здесь же указаны виды сервисных средств, разработанных и изготовленных ОАО «ВНИИ «Сигнал» по каждому из изделий, зарубежные страны, для которых велось изготовление СС.

Для большей наглядности представлена география экспорта финальных изделий, для эксплуатации которых поставлялись СС в 2009 году (рис.5) Из анализа таблицы 1 и рисунка 1 видно, что в 2009 году велись работы:

- по 7 финальным изделиям;

- в интересах 5 головных (для ОАО «ВНИИ «Сигнал») предприятий и 8 стран потребителей финальных изделий.

Таблица Сервисные средства, разработанные и изготовленные ОАО «ВНИИ «Сигнал»

Шифр финального изделия Сервисные средства Шифр СНС разработки Заказ № Потребители Средст ОАО «ВНИИ чики Головное ва «Сигнал»

предприятие Рем.

СТО ПК обучен док.

ия/обу чение Универсал-Э 1 СП-190Э + + + Индия ОАО «МЗ» Арсенал», г. С. Петербург ПК-2М 2 ЭСП-121 + + + Индия ОАО «МЗ» Арсенал», г. С. Петербург Каштан-Э 3У88Э + + + Индия ОАО «Туламашзавод»

3У86Э + + + Индия г. Тула АК- ОАО «АК»

4 Д219М + Индия Туламашзавод», г. Тула БМП- Венесуэла.

Кувейт, 5 2Э52 + ОАО «Концерн Кипр Ижмаш», Индонезия г. Курган Хризантема Саудовская 6 9С839 + + ФГУП «КБМ» Аравия г. Коломна Панцирь-С 2Э60 + Сирия, ГУП «КБП» ОАЭ 2Э61 + г. Тула _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационноо-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

ПРОЦЕСС РАЗРАБОТКИ И ОТЛАДКИ СЕРВИСНЫХ СРЕДСТВ В ТЕЧЕНИЕ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА ИЗДЕЛИЯ РАЗРАБОТКА ОТЛАДКА, ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСПЫТАНИЯ Согласование с Разработка и Отработка методик Отработка аппаратно инозаказчиком и учет в КД моделирование контроля и ремонта блоков программного обеспечения специальных требований к алгоритмов оперативного встроенных средств ЭРЭ, субблоков, приборов СТО контроля контроля Отработка аппаратно- Привлечение специалистов Введение встроенных Тестирование программных программного обеспечения предприятия для технологических средств контроля СТО обучения инозаказчика внешних средств контроля блоков ЭРЭ, субблоков, средств контроля приборов Отработка методик Макетирование Согласование ремонтной ремонтной документации технических решений по документации и средств на изделие Отработка контролю обучения с инозаказчиком схемотехнических решений Отработка средств контроля СТО Функциональное из состава штатных систем разделение, выбор финального изделия контрольных точек, согласование протоколов Изготовление, ПСИ и поставка инозаказчику СТО, оперативного контроля средств обучения, ремонтной документации, эталонных образцов Рис. 1– Технология разработки сервисных средств ПРИМЕНЕНИЕ СЕРВИСНЫХ СРЕДСТВ В ЖИЗНЕННОМ ЦИКЛЕ ИЗДЕЛИЙ ОТЛАДКА, РАЗРАБОТКА ИЗГОТОВЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ИСПЫТАНИЯ Специальное Стенды входного контроля технологическое.

Программные средства комплектующих оборудование моделирования систем Стенды-нагружатели Средства обучения СТО для ПСИ Базовые блоков ЭРЭ, субблоков Внешние АСК Ремонтная документация отладочные средства для разработки ПО СТО для ПСИ изделия Программное обеспечение Программное обеспечение встроенных средств встроенных средств Стандартные контроля программаторы Аппаратно-программные средства штатных систем финального изделия Макетные кросс-платы для проверки технических решений Обеспечение качества изделий Рис. 2. Применяемые сервисные средства СПЕЦИАЛЬНОЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ Приборы настройки Автоматизированные Стенды-нагружатели и контроля системы контроля Для полунатурного Автономные Встроенные моделирования Для приёмосдаточных испытаний на стендах изготовителя Приборы Задающие Автоматы и в составе объектов функционального устройства настройщики контроля Для блоков и приборов Для систем Рис. 3 – Состав специального технологического оборудования СРЕДСТВА ТЕХНИЧЕСКОГО ОБУЧЕНИЯ Руководства по Рабочие инструкции Аппаратно- эксплуатации в т.ч.

Курс лекций Учебно-технические по монтажу и программные интерактивные по обучению плакаты настройке тренажеры Контрольные занятия на реальном объекте или эталонном образце Рис. 4 – Состав средств по техническому обучению _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

ОАО «ВНИИ «Сигнал», г. Ковров ОАО «Концерн ФГУП «НПЦ «Ижмаш», «СПУРТ», г. Ижевск г. Зеленоград ГУП «КБП», ФГУП «КБМ»

г. Тула г. Коломна ОАО Израиль Кувейт, «Курганмашзавод», ОАО «МЗ Венесуэла, «Астроном»

ОАО «АК г. Курган «Арсенал», Индонезия «Туламашзавод», г. С.-Петербург Саудовская БМП-3 г. Тула Сирия, Аравия ОАЭ, Хризантема «Панцирь-С1»

Кипр БМП- Индия, Вьетнам Индия Словения «Универсал-Э»

АК-630, ПК 2М Каштан-Э – страна-экспортер финального изделия;

– финальное изделие Рис. 5 – География экспорта финальных изделий в разработке и поставке сервисных средств для которых ОАО «ВНИИ «Сигнал» принимал участие в 2009г.

28 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

РЕМОНТНАЯ ДОКУМЕНТАЦИЯ ТРЕБОВАНИЯ Обеспечение контроля Обеспечение высокого характеристик изделия качества ремонта при в полном объеме минимальных затратах после проведения ремонтных работ СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ Проведение Унификация Применение систем Создание Проведение комплексных стендов максимального объема нестандартного автоматизированного испытаний приводов работ в цехе ремонта технологического контроля для контроля ряда после ремонта (сервисном центре) оборудования приборов и изделия однотипных приборов в составе эталонного образца Рис. 6 – Обеспечение требований к ремонтной документации _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

Перечень основных работ по сервисным средствам, выполенным в 2009 году:

1. Разработка ремонтной документации, изготовление и поставка комплекта специального технологического оборудования (СТО) для обеспечения проведения специалистами ремонтного предприятия технического обслуживания и ремонта изделия СП190Э до уровня среднего ремонта. (Универсал).

2. Разработка ремонтной документации, изготовление и поставка комплекта нестандартизированного технологического оборудования (НСТО) для среднего ремонта изделий ЭСП-121, представляющих собой электрические следящие приводы горизонтального, вертикального наведения (ГН, ВН) и приводы автоматических установщиков трубки взрывателя (АУТ) пусковых установок ЗИФ-121-02 корабельного комплекса ПК2М.

3. Разработка для оснащения ремонтных предприятий документации для среднего ремонта, изготовление и поставка комплекта нестандартизированного технологического оборудования (НСТО) для ремонта изделия 3У86-Э (Каштан-Э).

4. Разработка для оснащения ремонтных предприятий документации для среднего ремонта, изготовление и поставка комплекта нестандартизированного оборудования для ремонта (НСТО) изделия 3У88-50-Э (Каштан-Э).

5. Изготовление и поставка пультов контроля изделия 2Э52 (БМП-З) при его техническом обслуживании.

6. Комплект лекций для обучения, учебно-технические плакаты, прибор контрольный АЮИЖ468214.001 001 ( для изд. «Хризантема»).

7.Прибор контроля датчиков РУИЦ 468212001 (для изд. П800 вертолетов Ка-52).

8. Каталог деталей ЗИП для изделия Д219М.. Документ предназначен для изучения состава ЗИП бортового на 1 систему Д219М..

9. Интерактивное электронное техническое руководство (ИЭТР) АЮИЖ.461324.007 РЭ ТЭ, АЮИЖ.461324.010 РЭ ТЭ («Палубник»). Документы содержат сведения, указания и рекомендации, необходимые для использования блока одноосной стабилизации и блока двухосной стабилизации и наведения по прямому назначению Документ предназначен для изучения устройства блока одноосной стабилизации и блока двухосной стабилизации и наведения, правил технической эксплуатации, обслуживания и текущего ремонта.

10.Комплект учебно-технических плакатов по приводам вооружения изделия «Панцирь С1».

УДК 531.383-11.531.714. ИЗМЕРЕНИЕ УГЛОВЫХ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ВРАЩАЮЩИХСЯ ПО КРЕНУ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ С ПОМОЩЬЮ МИКРОМЕХАНИЧЕСКИХ ГИРОСКОПОВ И АКСЕЛЕРОМЕТРОВ В.Я. Распопов ГОУ ВПО «Тульский государственный университет»

Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева Гироприборы на борту вращающихся по крену летательных аппаратов ракетно артиллерийских комплексов Ракетно-артиллерийские комплексы наземного, воздушного и морского базирования, в состав которых входят управляемые, вращающиеся по крену летательные аппараты (ЛА), находятся на вооружении практически всех родов войск. К подобным комплексам относятся:

противотанковые ракетные комплексы (ПТРК), зенитные ракетные комплексы (ЗРК), комплексы артиллерийского управляемого вооружения (КУПР), реактивные системы залпового _ Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ №10-08-00230 «Научные основы построения малогабаритных систем ориентации и навигации для беспилотных вращающихся по крену летательных аппаратов»

30 _ Исследование, проектирование, испытание и эксплуатация информационно-измерительных устройств военной техники. Всероссийская научно-техническая конференция. Владимир, 6 – 8 октября 2010 г.

огня (РСЗО). На борту ЛА перечисленных комплексов для решения задач управления необходима система координат, ориентация которой относительно системы координат пусковой установки остаётся неизменной, т.е. не зависит от возмущений, возникающих при движении ЛА. В ЛА с самонаведением дополнительно осуществляется ориентация головки самонаведения (ГСН) относительно осей ЛА. Устройством для приборной реализации системы координат независимо от функций, выполняемых гироприборами, является трёхстепенной гироскоп.

На базе трёхстепнного гироскопа могут быть построены различные гироприборы:

гироскопические датчики углов крена, курса и тангажа ЛА;

гироскопические раскладчики команд (ГРК);

гироскопические блоки ГСН и самоприцеливающихся и самонаводящихся боевых элементов, получивших общее наименование субЛА, используемых в некоторых ЛА РСЗО. Применяются также датчики угловых скоростей поперечных колебаний ЛА.

Микромеханические чувствительные элементы Микромеханические акселерометры и гироскопы (ММА и ММГ) принадлежат к классу инерциальных измерителей параметров линейных и угловых перемещений ЛА, выполненных по технологиям МЭМС (микроэлектромеханических систем) и образуют одно из подмножеств МСТ (микросистемной техники). Основным отличительным признаком микромеханических чувствительных элементов (ЧЭ) от ЧЭ инерциальных микродатчиков других типов (пьезогироскопы, микроакселерометры на поверхностно-акустических волнах и др.) является наличие механически подвижных элементов [1].

Основными недостатками приборов данного типа являются: низкая точность измерения, нестабильность углового сигнала и масштабного коэффициента, зашумленность выходного сигнала. Однако эти недостатки, по заверениям разработчиков, в ближайшие 2- года будут существенно улучшены, а конструктивное исполнение в виде микрочипов переводит их в разряд компонентов электронных схем с характерным для них технологиями проектирования и изготовления.

Измерение угловых скоростей поперечных колебаний Для повышения точности стрельбы РСЗО и ЗУР требуется коррекция траектории полёта ЛА на начальном участке и демпфирование их поперечных колебаний. Измерение угловых скоростей поперечных колебаний ЛА возможно с помощью простейшего роторного вибрационного гироскопа типа «центробежный маятник», в том числе и в микромеханическом исполнении. Подобная задача может быть решена с помощью ММГ, удовлетворяющего требованиям: время выхода на режим – не более 0,5 с;

чувствительность – не хуже 0,1 град/с;



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.