Навигационная аппаратура. Общее устройство, порядок и правила работы с ней

      Навигационная аппаратура после ввода в нее  исходных данных автоматически вырабатывает навигационную информацию о местоположении движущегося объекта и направлении его движения.

      Местоположение  объекта характеризуется плоскими прямоугольными геодезическими координатами X и Y, а направление движения — дирекционным углом a.

      

      

      Рисунок 2.1. - Принципиальная схема навигационного управления объектом

 

      Дирекционным  углом объекта называется угол между  северным направлением вертикальной линии сетки топографической карты и продольной осью объекта (условной линией, совпадающей по направлению с вектором скорости движения объекта вперед по прямолинейному горизонтальному участку).Навигационная информация может отображаться стрелочными и цифровыми индикаторами или непосредственно нанесением на карту пройденного маршрута.

      Рассмотрим  принципиальную схему навигационного управления объектом (рисунок 2.1). Процесс навигационного управления водится к следующему:

• оператор (командир), используя визирные и угломерные устройства, ориентиры на местности и карту, подготавливает исходные данные, которые вводит в навигационную аппаратуру;
• в процессе движения объекта навигационная аппаратура автоматически определяет его линейные и угловые перемещения и вырабатывает навигационную информацию, которая учитывается командиром (водителем) при выборе дальнейшего маршрута движения.

 

2.1 Гирокомпас 

       Основной  частью гирокомпаса является гироскоп (рисунок 2.2), в его основе работы использовано свойство быстро вращающегося волчка - сохранять неизменным направление оси вращения в пространстве. Он не подвержен влиянию магнитного поля Земли, устойчиво работают в районах магнитных аномалий и в северных широтах, где часто происходят магнитные бури.

Рисунок 2.2 – Схема гироскопа.

       Сущность  работы гирокомпаса заключается  в следующем. При изменении направления  движения вместе с машиной повернется на тот же угол и корпус гирокомпаса. Главная же ось гироскопа сохранит свое прежнее положение. Вместе с осью вращения ротора сохранит свое прежнее положение и курсовая шкала, указатель отсчета переместится вдоль курсовой шкалы на величину угла поворота машины. Например, первоначальный отсчет шкалы гироскопа был равен 2-40, новый отсчет после поворота машины равен 5-60, значит, машина повернула вправо на угол 3-20.

       Ось X, вокруг которой вращается ротор, называется главной осью гироскопа. Главная ось гироскопа вследствие вращения Земли и трения в подшипниках с течением времени постепенно отклоняется от своего первоначального положения, как по азимуту, так и в плоскости горизонта. Чтобы исключить такой уход главной оси, в гирокомпасе имеются два корректирующих устройства. Азимутальное корректирующее устройство предназначается для устранения ухода главной оси гироскопа по азимуту, горизонтирующее устройство - для удержания главной оси гироскопа в плоскости горизонта. Корректирующими устройствами пользуются при балансировке гироскопа, чтобы в процессе его работы уход главной оси от заданного направления был минимальный. Величина коррекции зависит от географической широты местоположения машины. 

       2.2 Навигационной аппаратуры с координатором 

       В комплект навигационной аппаратуры входят: датчик пути, датчик курса, пульт управления и координатор. Эти приборы являются основными.

       Датчик  пути представляет собой электромеханический  прибор, соединенный с ходовой  частью машины гибким валиком. Энергия  механического вращения валика при движении машины превращается в электрические сигналы, которые поступают в координатор. Таким образом датчик пути непрерывно определяет величину пройденного расстояния и передает ее в координатор.

       Датчик  курса - гироскопический курсоуказатель, чувствительным элементом которого служит трехстепенной гироскоп. Датчик обеспечивает непрерывное определение и передачу в координатор значения дирекционного угла направления движения машины.

       Пульт управления служит для включения  и выключения аппаратуры и широтной балансировки гироскопа.

       Координатор—прибор  наземной навигации. Его основу составляет счетно-решающее устройство, которое  по данным, поступающим от датчиков пути и курса, непрерывно вырабатывает прямоугольные координаты местоположения движущейся машины, курс движения, дирекционный угол направления на конечный пункт маршрута и расстояние до него по приращениям (разностям) координат. Это позволяет точно выдержать направление движения и прибыть в указанный пункт, не пользуясь топографической картой даже в сложных и трудных условиях ориентирования.  

       2.3 Навигационная аппаратура на службе артиллерии 

       Для обеспечения разведки и управления огневыми взводами, батареями и дивизионами в 1973г. был принят на вооружение комплекс средств автоматизации управления огнем 1В12. Его разработка велась одновременно с разработкой соответствующих самоходных гаубиц, пушек и минометов. Он предназначен для решения следующих задач:

• ведение разведки;
• определение координат цели;
• определение установок для стрельбы%
• корректировка огня артиллерии;
• поддержка непрерывной связи;
• топогеодезическая привязка;
• ведение радиационной и химической разведки;
• вождение колон;
• измерение метеорологических данных.

       Комплекс 1В12 состоит из машины командира  дивизиона 1В15; командно-штабной машины 1В16; трёх машин командиров батареи 1В14 и трёх машин старших офицеров батареи 1В13. Перечисленные машины отличаются только установленной на них аппаратурой.

       На  машинах комплекса установлены  различные средства топопривязки и  ориентирования:

• аппарат топопривязки 1Т121;
• гирокомпас 1Г25 (рисунок 2.3);
• дальномер ДСП-30(рисунок 2.4);
• буссоль ПАБ-2А (рисунок 2.5).

 

       Также на бронеобъекты в танковых подразделениях устанавливается танковая навигационная аппаратура ТНА-3 ТНА-4. Предназначенных для решения первой и второй навигационных задач. В состав ТНА входят: гирокурсоуказатель, пульт управления, преобразователь тока, механический датчик скорости, координатор, курсоуказатель.

                    

         Рисунок 2.3 – Гирокомпас 1Г25           Рисунок 2.4 – Дальномер ДСП-30

Рисунок 2.5 – Буссоль ПАБ-2А 

       2.3.1 Гирокомпас 1Г25 

       Комплект  гирокомпаса 1Г25 предназначен для определения  истинного азимута продольной оси объекта. В комплект гирокомпаса 1Г25 входят: гирокомпас, установочный столик, блок преобразования информации, пульт управления, блок питания, устройство амортизации фиксирующие, призма, кабели и ЗИП.

       Для перевода гирокомпаса 1Г25 из походного положения в рабочее и обратно необходимо выполнить следующее:

• снять чехлы;
• установить и закрепить призму;
• перевести переключатель на ПУ в положение “КОНТРОЛЬ”;
• проверить напряжение по вольтметру на ПУ, которое должно быть в пределах 24,3-29,7 В;
• установить переключатель в положение “ВЫКЛ”.

 

       При переводе комплекта из рабочего положения в походное необходимо:

• установить переключатель в положение “КОНТРОЛЬ”;
• проверить индикацию лампы “ЗАПРЕТ” и “ТРАНСПОРТИРОВКА”;
• установить переключатель в положение “ВЫКЛ”;
• перевести рычаг механизма захвата на гирокомпасе в положение “У” до упора;
• выставить кольца установочного столика в одну плоскость, при этом совместить лунки на маховике и втулке редуктора;
• повернуть кронштейны столика на угол 180° и зафиксировать;
• ослабить крепления призмы, снять призму и уложить в ящик ЗИП;
• зафиксировать установочный столик и зрительную трубу;
• надеть чехлы

 

       Определение истинного азимута производится после подготовки прибора к работе, полной остановки объекта и выключения маршевого двигателя. При определении азимута информация снимается одновременно по электрическому и визуальному каналам.

       Алгоритм  определения истинного азимута  по электрическому каналу

1. Включить питание  комплекта - перевести переключатель в положение “РАБОТА”;
2. Проверить привязку зрительной трубы к контрольному элементу.
3. Произвести предварительное ориентирование СК на север.
4. Нажать кнопку “СБРОС”.
5. Установить тумблер в  положение “ВПРАВО” или “ВЛЕВО”
6. Отгоризонтировать гирокомпас
7. После загорания лампы “РАЗАРРЕТ” установить тумблер в положение “ВКЛ”.
8. Заарретировать, нажав  кнопку “ЗААРРЕТ”
9. После загорания лампы “ЗААРРЕТ” установить переключатель “КОНТРОЛЬ – РАБОТА” и тумблеры в положение “ВЫКЛ”.

 

       Определение истинного азимута по визуальному каналу производится по экрану визирной головки следующим образом:

       При наступлении первой точки реверсии снять отсчет N1 и записать в журнал

       При наступлении второй точки реверсии снять отсчет N2 и записать в журнал

       Определить А истинное по формуле: 

       где – поправка гирокомпаса, записанная в формуляре. Если один из отсчетов N1, N2 находится в первой четверти, а второй в четвертой, вычисление Аист производится по формуле 

       Дирекционный  угол α  вычисляется по формуле  

       где γ - сближение меридианов в точке стояния гирокомпаса. 

       2.3.2 Аппарат топопривязки 1Т121-1 

       Аппаратура топопривязки 1Т121-1 предназначена для непрерывного автоматического определения прямоугольных координат движущегося объекта и дирекционного угла оси объекта. Исходя из основного назначения аппаратура топопривязки позволяет решать ряд вспомогательных задач, а именно: определение координат заданной точки, вычерчивание маршрута движения на карте, вывод объекта в заданный район, преобразование полярных координат в прямоугольные, обеспечение начального ориентирования объекта.

       Основные характеристики аппаратуры:

• срединная ошибка определения координат объекта не более 0,4% от величины пройденного пути S до 10 км и времени движения не более 1 часа;
• ошибка в определении дирекционного угла не более ±0-17 за один час движения;
• время готовности аппаратуры к работе - 15 мин (относительно большое время определяется временем, необходимым для разгона ротора гироскопа и начального прогрева аппаратуры, при повторном включении оно значительно уменьшается);
• время непрерывной работы до 7 часов;
• напряжение питания аппаратуры 27 В±10% постоянного тока от бортовой сети.

       Работа аппаратуры топопривязки по определению координат привязываемых точек основывается на непрерывном последовательном решении прямой геодезической задачи.

       В соответствии с математическим аппаратом в состав функциональной схемы аппаратуры топопривязки 1Т121-1 входят 

• счетно-решающий прибор или курсопрокладчик КП-4, предназначенный для автоматического вычисления приращений пути и их непрерывного суммирования; 
• устройство для ввода начального дирекционного угла оси и координат начальной точки в счетно-решающий прибор;
• гироскопическая система (гирокурсоуказатель), предназначенная для непрерывного измерения углов поворота машины в движении и передачи их в счетно-решающий прибор;
• путевое устройство, предназначенное для непрерывного измерения приращений пути и передачи их в счетно-решающий прибор.