Проектирование САУ приводом наведения реактивной бомбометной установки РБУ-6000 - Курсовая работа

Реактивные бомбометные установки РБУ-1000 "Смерч-2" и РБУ-6000 "Смерч-3" предназначенные для залповой и одиночной стрельбы реактивными глубинными бомбами РГБ-60 и РГБ-10 по подводным лодкам и торпедам, являются одной из старейших систем ПЛО находящейся на вооружении отечественных кораблей всех классов - от малых противолодочных кораблей до эскадренных миноносцев и ракетных крейсеров. Система "Смерч-3" имеет дистанционно наводящуюся пусковую установку РБУ-6000, заряжающее устройство, глубинные бомбы РГБ-10 со взрывателем УДВ-60, систему ПУСБ "Буря" с приставкой "Зуммер". Заряжание и разряжание пакета стволов производится с помощью заряжающего устройства, в которое бомбы из погреба подаются специальным подъемником. После израсходования всех бомб она также автоматически переходит в положение "заряжание" - пакет стволов опускается на угол 90° и разворачивается для заряжания очередного ствола по курсовому углу. На кораблях различных проектов целеуказание установкам РБУ-6000 и РБУ-1000 вместо ПУСБ "Буря" могло также осуществляться от комплекса приборов управления стрельбой противолодочным оружием "Пурга", корабельных ГАС или от системы "Дозор - Тюльпан".Проектируемая локальная система управления предназначена для управления углом склонения стволов реактивной бомбометной установки РБУ-6000. Входным сигналом системы является электрический сигнал из системы наведения, однозначно соответствующий заданному углу склонения, выходным сигналом является угол склонения стволов РБУ. Проектируемая система рассчитана на военные корабли с бортовой электрической сетью со следующими параметрами: ток переменный, частота 50 Гц, действующее напряжение 380 В.ошибка слежения: <0,02 рад; (11м) перерегулирование: <30%; запас устойчивости по амплитуде: >10 ДБ; запас устойчивости по фазе: >30°;Рассчитаем требуемую мощность двигателя (1) где Мн - требуемый вращающий момент в нагрузке, в данном случае необходим для преодоления сил трения в опорах вала, Мн=30 Н?м; h - КПД редуктора, h=0,98; Ін - момент инерции установки, Ін = 500 Н?м; ен - допустимое ускорение нагрузки, ен=0,3 рад/с2. Выбираем двигатель, для которого Рдв ? Ртр. В качестве регулирующего органа выбран гидродвигатель ДПГ-63. Двигатель предназначен для осуществления вращательных движений в механизмах промышленных роботов, станков, прессов и других машин с гидравлическим приводом.В качестве гидрораспределителя выбран пропорциональный гидрораспределитель с электрогидравлическим управлением РЭУ-10. Гидрораспределитель состоит из пропорционального электромагнита ПЭМ6, гидравлического потенциометра и цилиндрического золотника, выполняющего функции дросселя. Дроссель имеет обратную электрическую связь. Расход через золотник управления при Хо: (17) где m - коэффициент расхода, m=0,7; d0 - диаметр золотника управления; х0 - максимальный ход золотника управления; - давление на входе в дроссель. Жесткость пружины основного золотника примем Спр = 166500 Н/м.Выбран нерегулируемый пластинчатый насос НПЛР 20/16 ТУ 2.053.1826-87.В качестве МПС выбран аналоговый микроконтроллер AD, обладающий следующими характеристиками.Классификация датчиков наклона приведена на рисунке 3. Датчик наклона РФ711 содержит пузырьковый уровень, подобный ампуле обычного столярного уровня, но более точный. Положение пузырька определяется электроникой путем очень точного измерения его положения относительно проводника, проходящего через уровень. Положение пузырька отслеживается постоянно.Датчик наклона РФ 711 содержит пузырьковый уровень, подобный ампуле обычного столярного уровня, но более точный. Положение пузырька определяется электроникой путем очень точного измерения его положения относительно проводника, проходящего через уровень. Положение пузырька отслеживается постоянно. Таким образом, блок управления может вычислять угол коррекции. Габаритные и установочные размеры указаны на рисунке 3.Движение пузырька газа в жидкости, ограниченное круглой или цилиндрической поверхностью, описывается уравнением , (32) где q - угол наклона пузырька [рад]; F - внешнее воздействие на уровень, эквивалентное наклону [Н]; m, m1 - масса воды в уровне и пузырька воздуха, [кг]; e - радиус движения пузырька, [м]; m, m1 - динамические вязкости жидкости и воздуха [Па?с]; n - кинематическая вязкость жидкости [м2/с]; r - плотность жидкости [кг/м3]; V - объем пузырька воздуха [м3]; g - ускорение свободного падения [м/с2]. Физические размеры уровня датчика РФ711: Рисунок 7 - Физические размеры чувствительного элемента датчика РФ711: a = 0,025 м,b = 0,004 м, c = 0,002 м. Учитывая, что - объем пузырька газа; (33)Структурная схема системы имеет следующий вид: Рисунок 8 - Структурная схема системы регулирования наклона. Передаточные функции блоков имеют вид Годограф Найквиста для разомкнутой системы представлен на рисунке 9. Передаточная функция замкнутой системы с учетом дискретности (T0=0,05c) и фиксатором нулевого порядка имеет вид Передато

Содержание

Введение

1. Расширенное техническое задание

2. Выбор элементной базы

2.1 Гидродвигатель

2.2 Гидрораспределитель

2.3 Насос

2.4 Микропроцессорная система

2.5 Датчик обратной связи

3. Датчик обратной связи

4. Исследование устойчивости системы

5. Построение ЖЛАЧХ

6. Корректирующее устройство

6.1 Аналоговое КУ

6.2 Программное корректирующее устройство

6.3 Выбор корректирующего устройства

Заключение

Литература

Приложение

Реактивные бомбометные установки РБУ-1000 "Смерч-2" и РБУ-6000 "Смерч-3" предназначенные для залповой и одиночной стрельбы реактивными глубинными бомбами РГБ-60 и РГБ-10 по подводным лодкам и торпедам, являются одной из старейших систем ПЛО находящейся на вооружении отечественных кораблей всех классов - от малых противолодочных кораблей до эскадренных миноносцев и ракетных крейсеров. Система стоит на вооружении кораблей ВМФ с 1961 года.

Обе системы разработаны Московским институтом теплотехники МОП, главный конструктор В.А. Масталыгин.

Установки РБУ-6000 и РБУ-1000 серийно изготавливались в г. Свердловске на заводе УЗТМ.

Рисунок 1 - Внешний вид РБУ-6000.

Система "Смерч-3" имеет дистанционно наводящуюся пусковую установку РБУ-6000, заряжающее устройство, глубинные бомбы РГБ-10 со взрывателем УДВ-60, систему ПУСБ "Буря" с приставкой "Зуммер". Система ПУСБ "Буря" управляет огнем до четырех РБУ-6000. Время реакции с момента обнаружения подводной лодки до начала стрельбы 1-2 минуты.

Привод электросиловой ЭСП-37У.

РБУ-6000 представляет собой стационарную, наводящуюся в двух плоскостях пусковую установку с двенадцатью радиально расположенными стволами. Под установкой в подпалубном помещении размещается погреб с глубинными бомбами. Заряжание и разряжание пакета стволов производится с помощью заряжающего устройства, в которое бомбы из погреба подаются специальным подъемником. Выход обслуживающего персонала на палубу для этой цели не требуется. После заряжания последнего ствола РБУ автоматически возвращается в режим наведения. После израсходования всех бомб она также автоматически переходит в положение "заряжание" - пакет стволов опускается на угол 90° и разворачивается для заряжания очередного ствола по курсовому углу.

Предельные углы наведения РБУ-6000 в вертикальной плоскости - 15°, 60°; в горизонтальной плоскости по курсовому углу - от 0 до 180°. Скорость приводов наведения в автоматическом режиме 30 град/с, в ручном - 4 град/с. Боевое применение установки возможно при волнении моря до 8 баллов.

Система РБУ-1000 "Смерч-2" устроена аналогично, но имеет не 12, а 6 стволов и стреляет реактивными глубинными бомбами РГБ-60.

На кораблях различных проектов целеуказание установкам РБУ-6000 и РБУ-1000 вместо ПУСБ "Буря" могло также осуществляться от комплекса приборов управления стрельбой противолодочным оружием "Пурга", корабельных ГАС или от системы "Дозор - Тюльпан". От ГАС пеленг и дистанция до подводной лодки передавались в систему ПУСБ, которая вырабатывала углы горизонтального и вертикального наведения РБУ.

Электрические силовые приводы наводят установки по непрерывно высчитывающимся углам и удерживают их на этих углах при стрельбе.

Для поддержания системы ПУС-Б в высокой степени готовности периодически проводится техническая, баллистическая и метеорологическая подготовка.

Техническая состоит в регулярных осмотрах и проверках исправности всех элементов систем, баллистическая - в обновлении через каждые 4 часа (и при перезаряжании) поправок на температуру зарядов реактивных двигателей бомб и метеорологическая - в обновлении данных о векторе скорости ветра и поправок на плотность воздуха в приборах управления стрельбой.

В результате такой предварительной подготовки реактивные установки имеют важнейшее тактическое свойство - постоянную готовность практически к немедленному использованию.

При внезапном обнаружении цели в систему управления вводятся только координаты цели, пусть даже приближенные, и производится ее атака в кратчайшее время. Для сокращения времени подготовки по атакующим торпедам в ПУС-Б заранее вводятся скорость погружения глубинных бомб, предполагаемая скорость торпед, устанавливаются вид (ударный или ударно-дистанционный) и глубина взрыва.

Реактивные глубинные бомбы РГБ-60 и РГБ-10 являются неуправляемыми реактивными снарядами с фугасными боевыми частями и реактивными двигателями на твердом топливе. Взрыватель УДВ-60, предназначенный для использования в РГБ-60 и РГБ-10, обеспечивает подрыв боевых частей бомб при ударе о цель и на заранее установленной глубине в пределах от 15 до 350 м.

В 1966 году на вооружение ВМФ для комплектации РГБ-60 был принят неконтактный активный акустический взрыватель ВБ-2 с радиусом реагирования до 6 м. Он размещается в корпусе взрывателя УВД-60 и используется в комбинации с ним.

Масса взрывчатого вещества в бомбе РГБ-60 составляла 23,5 кг.

Значения глубины взрыва бомб вводятся во взрыватели с помощью приборов управления стрельбой, дистанционно по команде с ГКП. Стрельба залповая или одиночная, из одной или двух установок. РГБ летят по баллистической траектории и приводняются на заданной дистанции.

В момент приводнения бомбы взрыватель УДВ-60 взводится, обеспечивая взрыв боевой части бомбы при ударе ее о цель или на установленной глубине. Скорость погружения в воде РГБ-60 составляет 11,6 м/с, РГБ-10 - 11,8 м/с. Взрыв одной бомбы вызывает срабатывание взрывателей бомб залпа в радиусе до 50 м для РГБ-60 и в радиусе до 100 м для РГБ-10. После выстрела из последнего ствола весь пакет стволов установки автоматически приводился в положение заряжания.

В конструкции механизмов установки (приводов наведения, заряжающего устройства, механизмов стопорения бомб) предусмотрены блокировочные устройства для предотвращения аварийных ситуаций.

Несмотря на солидный возраст, установки РБУ-6000, в качестве средств ПЛО и противоторпедной защиты в настоящее время находятся на вооружении надводных кораблей проектов 61, 956, 1124, 1331М, 1134, 1134А, 1134Б, 1151, 1154, 1155, 1164 и устанавливаются даже на новейшие экспортные фрегаты проекта 11356 (ВМС Индии) и эскадренные миноносцы проекта 956Э (ВМС Китая).

Основные технические характеристики приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Основные технические характеристики.

Год принятия на вооружение 1961

Индекс бомбы РГБ-60

Дальность стрельбы максимальная, м 5800

Дальность стрельбы минимальная, м 300

Максимальный угол возвышения, обеспечиваемый электро-силовым приводом, град 60

Максимальный угол снижения, град -90

Угол вертикального наведения для стрельбы на максимальную дальность, град 46

Угол вертикального наведения для стрельбы на минимальную дальность, град 8,5

Максимальный сектор обстрела, град 340

Вес бомбы, кг 113

Вес ВВ, кг 23

Калибр, мм 212

Длина бомбы, мм 1830

Скорость погружения в воде, м/с 11,6

Глубина действия, м 450

Скорострельность в залпе, выстр. /с 2,4

Вес пусковой установки, кг 3100

Вес заряженной пусковой установки, кг 4456

Число стволов в ПУ, шт. 12

Длина ПУ, мм 2000

Ширина, мм 2250

Высота, мм 1700

Число ПУ на корабле, шт. 2-4

Марка взрывателя УДВ-60