Стабилизатор бортовой и килевой качки глиссера с носовым крылом и закрылками

 

О П И С А Н И Е (и) 495229

Союз Советских

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ м П Т (.

1 I

4 1 ат (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.73 (21) 1906433/27-11 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.12.75. Бюллетень № 46

Дата опубликования описания 12.03.76 (51) М. Кл. В 63Ь 39/06

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 629.12:532 5. .041 (088.8) (72) Авторы изобретения

A. И. Мишин, Л. А. Косов, А, А. Баганин, Е, Г. Извольский, Н. А. Зимина, В. А. Михайлов и В. Л. Никулин

Московский ордена Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (71) "-ambi ;c ar (54) СТАБИЛИЗАТОР БОРТОВОЙ И КИЛЕВОЙ КАЧКИ

ГЛИССЕРА С НОСОВЫМ КРЫЛОМ И ЗАКРЫЛКАМИ

Изобретение относится к области судостроения.

Известен стабилизатор бортовой и килевой качки глиссера с носовым крылом и закрылками, содержащий гировертикаль со съемом сигналов крена и дифферента от синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, электрически связанных с задатчиками крена и дифферента, дифференцирующими RC-цепочками, мостовыми двухполупериодными выпрямителями, генератором прямоугольных напряжений, формирователем пилообразных напряжений, в цепи которых включены опорные диоды, резисторы, конденсаторы и эмиттерные повторители, и приводы закрылков, каждый из которых включает в себя силовой цилиндр, механически связанный с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора датчика обратной связи и управляемым электрогидравлическим агрегатом, подключенным через ограничительный резистор к выходу суммирующего релейного усилителя.

Однако такие стабилизаторы сложны конструктивно, малонадежны и не обеспечивают достаточную точность управления.

Для упрощения конструкции стабилизатора, повышения надежности работы и точности управления в предлагаемом стабилизаторе статорные обмотки вращающихся трансформаторов подключены к выходу генератора прямоугольных напряжений, а роторные обмотки каждого из упомянутых вращающихся трансформаторов электрически подсоединены к встречно-включенным мостовым вы5 прямителям, причем выходы выпрямителей вращающихся трансформаторов гировертикали через эмнттерные повторители и формирующие RC-цепочки присоединены к суммирующим усилителям приводов закрылков, а вы10 ходы выпрямителей вращающихся трансформаторов датчиков обратной связи подключены к упомянутым суммирующим усилителям через параллельно-соединенные конденсатор и два последовательных резистора, один из которых зашунтирован опорными диодами, причем к суммирующим усилителям подключены задатчики крена и дифферента и формирователь пилообразных напряжений, связанный с генератором прямоугольных напря20 кений.

Кроме того, мостовые двухполупериодные выпрямители синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и мостовые двухполупериодные выпрямители релейных усилите25 лей через оптроны, ограничительные резисторы, светодиоды и логические элементы «ИЛИ» связаны с исполнительным реле формирования сигнала отказа.

На чертеже схематически изображен опи

30 сываемый стабилизатор.

К выходу генератора 1 прямоугольных напряжений подключены статорные обмотки вращающихся трансформаторов датчика 2 обратной связи, крена 3, дифферента 4 (эти датчики расположены в гировертикали 5) и датчика 6 обратной связи. Роторные (синусная и косинусная) обмотки каждого вращающегося трансформатора подключены к двум встречно-включенным мостовым выпрямителям 7, в диагонали постоянного тока которых подключены в качестве нагрузки диод 8 оптоэлектрического преобразователя (оптрона 9) с ограничивающим резистором 10, зашунтированные конденсатором 11. Выход мостовых выпрямителей вращающихся трансформаторов гировертикали 5 через операционный усилитель 12 и дифференцирующую (форсирующую) RC-цепочку, составленную из резистора

13 и конденсатора 14, подключен к суммирующей точке релейных усилителей 15 приводов закрылков. К этим же суммирующим точкам подключены выходы мостовых выпрямителей собственных датчиков обратной связи через дифференцирующую (форсирующую) RC-цепочку, составленную из конденсатора 16 и двух последовательно соединенных резисторов

17 и 18, один из которых зашунтирован двумя опорными встречно-включенными диодами 19 и 20. К выходу каждого суммирующего усилителя 15 подключены через разделительный конденсатор 21 диодный мостовой выпрямитель 22, в диагональ постоянного тока которого подключен оптрон 23 с резистором 24, и через ограничительный резистор 25 входные обмотки электрогидравлического агрегата 26, управляющего силовым цилиндром 27, шток которого механически соединен с закрылом 28 и ротором собственного датчика обратной связи. К ограничительному резистору 25 подключен мостовой выпрямитель 29, нагрузкой которого по постоянному току является резистор 30 с диодом оптрона 31.

К суммирующим точкам каждого усилителя привода подключены выходы задатчика крена и дифферента 32 и выход формирователя пилообразного напряжения 33, подключенного своим входом к выходу генератора 1 прямоугольных напряжений.

Выходы всех оптронов через полупроводниковые ключи 34 — 45 и светодиоды 46 — 57 подключены к входу логического элемента

«ИЛИ» 58, к выходу которого через реле времени 59 подсоединено исполнительное реле 60 формирования сигнала отказа.

Работа стабилизатора заключается в следующем.

При соответствии крена и дифферента глиссера заданным значениям, определенными задатчиками этих величин, штоки силовых цилиндров 27, закрылки 28 и роторы вращающихся трансформаторов датчиков 2 и 6 обратной связи находятся в определенном (первоначальном),положении, так что среднее значение выходного сигнала релейных суммирующих усилителей 15 приводов равно нулю.

При этом выходной сигнал этих усилителей имеет вид прямоугольных импульсов постоянной длительности, период которых определяется периодом пилообразных напряжений, поступающих на суммирующую точку усилителей 15 от формирователя пилообразных напряжений 33.

При появлении отклонений крена либо дифферента на выходе встречно-включенных выпрямителей 7 появляется сигнал постоянного тока, пропорциональный этому отклонению, который, проходя через операционный усилитель 12, поступает на дифференцирующую (форсирующую) RC-цепочку резистора 13 и конденсатора 14. Выходной сигнал этой цепочки, пропорциональный скорости отклонения и его величине, поступает на суммирующую точку релейного усилителя 15 и, складываясь с сигналом формирователя пилообразных напряжений, осуществляет широтную модуляцию импульсных выходных сигналов этого усилителя. Среднее значение выходного сигнала усилителя 15, поступая на обмотки агрегата 26, вызывает перемещение штока силового цилиндра 27 такого направления, чтобы перемещение закрылка приводило к появлению управляющего момента на уменьшение отклонения, а сигналы с выпрямителей 7 датчиков 2 и 6 обратной связи компенсировали сигналы от датчиков гировертикали 5. Выходные сигналы выпрямителей 7 датчиков обратной связи поступают на суммирующую точку усилителя 15 через форсирующую RC-цепочку, образованную конденсатором 16 и двумя последовательно соединенными резисторами

17 и 18, один из которых зашунтирован встречно-включенными опорными диодами 19 и 20.

Эти диоды обеспечивают отсутствие срыва широтно-импульсной модуляции сигналов усилителя 15 с одновременным ограничением угла перекладки закрылков. При отсутствии диодов 19 и 20 и больших отклонениях крена и дифферента происходит насыщение усилителя

15, обуславливающее перемещение закрылка с максимальной скоростью. При этом происходит кратковременный срыв широтно-импульсной модуляции, которая восстанавливается по мере изменения положения закрылков. При очень больших рассогласованиях восстановление широтно-импульсной модуляции может не произойти даже после перемещения закрылков в крайнее положение, соответствующее механическому упору. Для предотвращения ударов по механическим упорам служат опорные диоды 19 и 20, устанавливающие уровень электрического ограничения перемещения закрылков. При достижении закрылком некоторого положения происходит пробой одного из опорных диодов, в результате которого резистор 17 закорачивается и входное сопротивление усилителя 15 по сигналу обратной связи уменьшается скачком до величины сопротивления резистора 18, подбираемой такчм образом, чтобы сигнал обратной связи компенсировал поступающие на сумми495229

15

pyþùóþ точку максимально возможные сигналы от датчиков гировертикали и задатчика. Поэтому на выходе усилителя обязательно восстанавливается широтно-импульсная модуляция выходного сигнала. Отклоненный закрылок создает управляющий момент, вызывающий уменьшение первоначального отклонения крена либо дифферента. На выходе выпрямителей 7 датчиков гировертикали 5 уменьшается сигнал постоянного тока, и поэтому сигнал обратной связи изменяет на обратный знак среднего значения выходного сигнала усилителя 15. Шток силового цилиндра начинает перемещаться к первоначальному исходному положению и приходит в исходное положение после уменьшения отклонения и крена и дифферента до нуля.

Особенностью глиссера с носовым крылом является возможность устойчивого движения при отключенном устройстве умерения качки при условии установки закрылков в нейтральное положение. Эта особенность позволяет обеспечить безаварийность движения после отказа любого агрегата устройства путем перевода закрылков в нейтральное положение.

Для этого в устройстве осуществляются контроль работоспособности каждого агрегата и автоматическое формирование сигнала отказа при выходе какого-либо агрегата из строя с одновременной световой индикацией отказавшего агрегата. Такое решение позволяет отказаться от резервирования элементов и дает возможность быстрого осуществления текущего ремонта (путем замены) отказавшего агрегата во время движения с закрепленными в нейтральном положении закрылками.

В устройстве контролируются отказы в электрических цепях, приводящие к нарушению его функционирования (короткие замыкания, обрывы и т. п.). Индикация всех видов отказов производится с помощью оптро нов, установленных на выходе мостовых выпрямителей. Выходы оптронов через полупроводниковые ключи 34 — 45 и светодиоды 46 — 57 подключены к входам логического элемента

«ИЛИ», выход которого через реле времени

59 подключен к исполнительному реле 60 формирования сигнала отказа.

Контроль вращающихся трансформаторов датчиков и генератора прямоугольных напряжений осуществляется оптронами выпрямителей роторных обмоток, При нормальной работе этих элементов на выходе выпрямителей имеется сигнал постоянного тока, обуславливающий свечение оптрона. Фоторезистор оптрона управляет полупроводниковым ключом, который заперт при светящемся диоде оптрона. В случае пропадания сигнала в какой-либо роторной обмотке прекращается свечение светодиода оптрона и отпирается соответствующий ключ, которым через светодиод СД подается сигнал на вход логического элемента «ИЛИ». На выходе этого элемента появляется сигнал, обуславливающий с определенной выдержкой срабатывание реле време 0

65 ни, после срабатывания которого срабатывает реле 60, которое формирует сигнал отказа. Реле времени предназначено для предотвращения ложных срабатываний исполнительного реле. Контроль работы релейного усилителя 15 осуществляется оптроном, включенным в выходную диагональ выпрямителя 22, подключенного к выходу усилителя через разделительный конденсатор 21. При наличии широтно-импульсной модуляции переменная составляющая выходного напряжения усилителя вызывает свечение светодиода оптрона.

При срыве широтно-импульсной модуляции на выходе усилителя 15 имеет место постоянный однополярный сигнал, при котором после заряда конденсатора 21 пропадает сигнал на выходе выпрямителя. Светодиод оптрона гаснет и вызывает отпирание соответствующего полупроводникового ключа, от которого через светодиод поступает сигнал на вход элемента

«ИЛИ». Контроль обмоток электрогидравлического агрегата осуществляется оптроном 31 выпрямителя, подключенного к резистору 25.

Свечение светодиода этого оптрона обуславливается переменной составляю цей падения напряжения на резисторе 25. При обрыве обмотки падение напряжения на этом резисторе становится равным пулю, оптрон гаснет и на вход элемента «ИЛИ» поступает соответствующий сигнал от полупроводникового ключа.

Индикация отказавшего агрегата устройства производится на основании светящихся светодиодов 46 — 57.

Формула изобретения

1. Стабилизатор бортовой и килевой качки глиссера с носовым крылом и закрылками, содержащий гировертикаль со съемом сигналов крена и дифферента от синусно-косинусных вращающихся трансформаторов, электрически связанных с задатчиками крена и дифферента, дифференцирующими RC-цепочками, мостовыми двухполупериодными выпрямителями, генератором прямоугольных напряжений, формирователем пилообразных напряжений, в цепи которых включены опорные диоды, резисторы, конденсаторы и эмиттерные повторители, и приводы закрылков, каждый из которых включает в себя силовой цилиндр, механически связанный с ротором синусно-косинусного вращающегося трансформатора датчика обратной связи и управляемым электрогидравлическим агрегатом, подключенным через ограничительный резистор к выходу суммирующего релейного усилителя, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью упрощения конструкции стабилизатора, повышения надежности работы и точности управления, статорные обмотки вращающихся трансформаторов подключены к выходу генератора прямоугольных напряжений, а роторные обмотки каждого из упомянутых вращающихся трансформаторов электрически подсоединены к встречно-включенным мостовым выпрямителям, причем выходы выпрямителей вращающихся трансфор495229

Составитель Б. Даньшин корректор Н. Аук

Текред Е. Митрофанова

Ре .актор С: 1 айкова

Заказ 301, 6 Р!зд. ¹ 2033 Тирах< 529 Подписное

Ы1IIHIIII Государственно"o комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )I(-35, Раушская наб., д. 4j5

Типогиафия, пр. Сап нона, 2 маторов гировертикали через эмиттерные повторители и формирующие ЛС-пеночки присоединены к суммирующим усилителям приводов закрылков, а выходы выпрямителей вращающихся трансформаторов датчиков обратной связи подключены к упомянутым суммирующим усилителям через параллельно-соединенные конденсатор и два последовательных резистора, один из которых зашунтирован опорными диодами, причем к суммирующим усилителям подключены задатчики крена и дифферента и формирователь пилообразных напряжений, связанный с генератором прямоугольных напряжений.

2. Стабилизатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что мостовые двухполупериодные вы5 прямители синусно-косинусных вращающихся трансформаторов и мостовые двухполупериодные выпрямители релейных усилителей через оптроны, ограничительные резисторы, светодиоды и логические элементы «ИЛИ» связа10 HbI с исполнительным реле формирования сигнала отказа.