Курсовая система КС-6 и ее летная эксплуатация.

Курсовая система КС-6 является наиболее распростра­ненной курсовой системой, используемой в гражданской авиации. КС-6 и ее модификации (КС-8 и др.) установлены на самолетах Мл-18, Ту-104, Ан-10 и др.

Рис. 9.18. Общая функциональная схема курсовой системы КС-6:

ЦГВ-4 – центральная гировертикаль; ВК-53РШ – выключатель коррекции; ГА-1 – гироагрегат; УШ – указатель штурмана; УГПК, УГА-1У – указатели; УК- указатель пилота; КМ-4 – коррекционный механизм; ИД-3 – индукционный датчик; ДАК – дистанционный астрокомпас; Д-62 – переходной блок

Система КС-6 представляет собой совокупность магнитного, гироскопического, радиотехнического и астрономического измери­телей курса самолета.

Комплексирование различных измерителей курса в КС-6 позво­ляет максимально использовать достоинства каждого из типов компасов, сводя к минимуму их погрешности.

В зависимости от решаемых задач и условий полета КС-6 мо­жет работать в одном из трех режимов: магнитной коррекции, астрономической коррекции, гирополукомпаса.

Режим работы системы выбирает экипаж. Основным считается режим гирополукомпаса, поскольку в этом случае полет соверша­ется по ортодромии.

Общая функциональная схема курсовой системы КС-6 изобра­жена на рис. 9. 18. Система состоит из трех групп элементов:

— собственно измерители курса: индукционный датчик ИД-3,
курсовые гироскопы ГА-1 (основной и запасной), астрокомпас ДАК, автоматический радиокомпас АРК;

— указатели: указатель штурмана УШ, указатель типа
УГА-1У, указатель У ГПК, повторители типа УК-1;

— устройства, обеспечивающие связь между измерителями:
коррекционный механизм КМ-4, блок связи астрокомпаса с систе­мой (Д-62), пульт управления ПУ-1. Устройства, обеспечивающие
работу системы: центральная гировертикаль ЦГВ-4, выключатель
коррекции ВК-53РШ.

Начнем рассмотрение работы курсовой системы с режима гирополукомпаса.

Режим гирополукомпаса (ГПК)

В этом режиме могут участвовать либо основной, либо запасной гироагрегаты. Следует отметить, что оба гироагрегата абсолютно одинаковые, и их деление на основной и запасной ус­ловно.

В этом режиме оба гироагрегата участвуют в работе, но вы­полняют разные функции.

Если переключатель режимов работы В₂ (рис. 9. 18 и 9. 19) установить в положение ГПК, а тумблер B₁ — в положение «Осн.», то основной гироагрегат будет работать в режиме гирополукомпа­са, выдавая значение ортодромического курса на указатель УШ, а с него — другим потребителям и указателям.

Рассмотрим работу курсовой системы по линии основного гиро­агрегата. Функциональная схема системы по линии основного ги­роагрегата в режиме ГПК представлена на рис. 9.20, а соответ­ствующая ей электромеханическая схема — на рис. 9.21.

Принцип работы гирополукомпаса рассмотрен в разд. 7.6, но схема курсовой системы в режиме ГПК несколько отличается от гирополукомпаса ГПК-52.

С целью компенсации кардановой ошибки от крена внешняя ось подвеса гироскопа устанавливается в дополнительную раму, ось вращения которой совпадает с продольной осью самолета. Специальная следящая система (рис. 9.21), состоящая из потен­циометра ПД, расположенного в ЦГВ-4, двигателя M₁, усилителей У₁ и У₂ потенциометра ПП, удерживает внешнюю ось карданова подвеса в вертикальном положении при кренах самолета и тем самым препятствует возникновению кардановой ошибки. Скорость отработки следящей системы ЦГВ-ГА должна быть такой, чтобы обеспечивалось качественное отслеживание утла крена самолета.

На случай выхода из строя ЦГВ-4 в схеме предусмотрен переключатель положений «Работа КС без ЦГВ»и «Работа КС с ЦГВ», с помощью которого в цепь вместо потенциометра ЦГВ под_ключается мостиковая схема, собранная на сопротивлениях R₁ — R₅.

Рис. 9.19. Внешний вид пульта управления ПУ-1:

В₁ – переключатель гироагрегатов, В₂ – переключатель режимов работы, В₃ – переключатель астрокомпаса 1 – широтный потенциометр, 2 – крышки потенциометров (балансировочных)

Эта схема имитирует по­тенциометр ПД при крене са­молета, равном нулю Пере­ключатель расположен рядом с пультом управления. Следова­тельно, когда переключатель находится в положении «Рабо­та КС без ЦГВ», то следящая система выполняет роль элект­рического арретира, жестко связывающего ось внешней ра­мы карданова подвеса с само­летом. В этом случае возника­ет кардановая ошибка от кре­на самолета.

Горизонтальная коррекция гироагрегата осуществляется так же, как и в ГПК-52. Кор­ректирующее устройство со­стоит из электролитического маятника ЖМ и коррекционного двигателя М₂, ротор которо­го связан с внешней осью кар­данова подвеса. Горизонталь­ная коррекция выключается ча разворотах самолета выклю­чателем ВК-53РШ.

Азимутальная коррекция выполнена аналогично коррек­ции в ГПК-52, причем движки реостатов R₇ и R₁₀ с помощью рукоятки 1 (см. рис. 9.19) фор­мируют сигнал, пропорциональный ω₃sinφ. Сигналы на компенса­цию постоянных уходов гироскопов гироагрегатов снимаются с ре­остатов R₈ и R₉, управление которыми осуществляется также с пульта управления 2 (см. рис. 9.19). Следует подчеркнуть, что устройство, формирующее сигнал, пропорциональный ω₃sinφ, одно для обоих гироагрегатов. Компенсация постоянных уходов гиро­скопов производится собственными потенциометрами

Для трансляции ортодромического курса, который вырабаты­вается основным гироагрегатом в режиме работы ГПК, использу­ется двухканальная сельсинная следящая система, работающая в трансформаторном режиме(В настоящее время точный канал в эксплуатируемых КС-6 не задейст­вован). Следящую систему ГА-УШ образуют сельсин-датчик СД₁ ротор которого жестко связан с внешней осью карданова подвеса, сельсин-приемник СП₂, находящийся в. указателе УШ, усилитель У₃ и двигатель М₂, также расположен­ный в УШ.

Двухканальная сельсинная следящая система обеспечивает трансляцию угла поворота сельсина-датчика с точностью ±8'... ±9'. Такая относительно высокая точность работы следящей системы, объясняется тем, что она состоит из двух каналов: грубого и точ­ного (рис. 9.22). В каждом канале имеется свой сельсин-датчик и свой сельсин-приемник. Таким образом, в следящей системе два сельсина-датчика СД_Г, СД_Т и два сельсина-приемника СП_Г, СП_Т.

Рис. 9. 20. Функциональная схема КС-6 в режиме ГПК по линии основ­ного гироагрегата:

ОК—ортодромический курс; КУР—курсовой угол радиостанции; γ—крен само­лета; φ—географическая широта

Статоры сельсинов соединены так, как показано на рис. 9.22. У точных сельсинов в два раза больше полюсов, чем у грубых. Напряжение, возникающее в роторных обмотках сельсинов-при­емников при одном и том же малом угле рассогласования α₁ сель­синов, больше в точном канале. Это приводит к большему измене­нию сигнала на выходе роторной обмотки точного сельсина в за­висимости от угла рассогласования α₁ сельсинов, а, следовательно, к повышению чувствительности следящей системы при работе у согласованного положения, т. е. к повышению точности работы системы. При больших углах рассогласования α₂ амплитуда сиг­нала больше в грубом канале. Поэтому при больших углах рассо­гласования двигателем управляет грубый, а при малых — точный сельсин.

Рис. 9.21. Электромеханическая схема КС-6 в режиме ГПК по линии основ­ного гироагрегата

Как видно из рис. 9. 21, двигатель М₂ связан с подвижной шка­лой указателя УШ (рис. 9.23). По неподвижному индексу и по­движной шкале отсчитывается ортодромический курс в режиме ГПК. Одновременно с подвижной шкалой двигатель разворачивает потенциометр П₁ питаемый постоянным напряжением ±27 В; сиг­налы снимаемые с потенциометра, поступают на указатели типа УК-1, являющиеся повторителями курса УШ. Указатель УК-1 ис­пользуется в качестве ука­зателя курса пилота. По кон­струкции и принципу дейст­вия УК-1 аналогичен указа­телям типа УК-3 и УК-4, применяемым в ГИК-1. Ука­затели УК-1 могут подклю­чаться к астрокомпасу и ин­дицировать вырабатываемый им курс.

Двигатель М₂ указателя УШ также разворачивает ротор сельсина-датчика СД₂, который используется для трансляции курса потребите­лям на переменном токе.

Рис. 9.23. Внешний вид указателя УШ:

1 – индекс установки магнитного склонения; 2 – подвижная шкала; 3 – неподвижная шкала; 4 – шкала магнитного склонения

Указатель штурмана УШ имеет две стрелки «1» и «2», связанные с сельсинами-при­емниками СП₃ и СП₄ радио­компасов, работающими в

индикаторном режиме. Следовательно, по стрелкам «1» и «2» и неподвижной шкале 6 (см. рис. 9.23.) можно отсчитывать курсовые углы радиостанций, а по подвижной шкале — пеленги радиостанций относительно ортодромической системы координат.

В УШ имеется кремальера, с помощью которой возможен раз­ворот статора сельсина-приемника СП₂, и, следовательно, подвиж­ной шкалы, а также ротора сельсина СД₂ и потенциометра П₁ (см. рис. 9. 21).

Если с помощью кремальеры и индекса установить поправку на схождение меридиана, то по подвижной шкале УШ можно от­считывать истинный курс.

С основным гироагрегатом используется также указатель ти­па УГПК, который предназначен для показания курса во всех режимах работы системы. В указателе УГПК имеется подвижная шкала (рис. 9.24), разворачивающаяся с помощью следящей си­стемы, которая состоит из сельсина-приемника и усилителя в са­мом УГПК и сельсина-датчика гироагрегата СД₁. Указатель УГПК применяется в комплекте КС-6 при совместной работе кур­совой системы с автопилотом АП-6Е.

Рис. 9.24. лицевая сторона указателя УГПК

На лицевой стороне УГПК имеется кремальера, поворотом которой можно установить заданное значение курса.

Установка заданного курса в КС-6 для режима ГПК осущест­вляется рукояткой задатчика курса на пульте управления системой (см. рис. 9. 19). При этом напряжение с пульта управления (см. рис. 9.21) поступает на двигатель М₃ гироагрегата, который че­рез редуктор разворачивает сельсин-датчик СД₁. Устанавливаемый курс контролируется по указателю УШ.

Рассмотрим работу курсовой системы КС-6 в режиме ГПК по линии запасного гироагрегата.

Функциональная схема КС-6 в режиме ГПК по линии запас­ного гироагрегата изображена на рис. 9. 25. Как видно из функ­циональной схемы, работа курсо­вой системы в режиме ГПК по линии запасного гироагрегата аналогична работе гироиндукционного компаса ГИК-1.

Рис. 9. 25. Функциональная схема КС-6 в режиме ГПК по линии за­пасного гироагрегата:

КК—компасный курс; ∆M—магнитное склонение; ∆М_усл—условное магнитное склонение; ГМК—гиромагнитный курс; ОК_а—ортодромический или истинный курс астрокомпаса; φ—географическая широта; γ—крен

По линии запасного гироагре­гата курсовая система вырабаты­вает гиромагнитный курс, кото­рый индицируется стрелкой Г указателя УГА-1У; стрелка А это­го же указателя указывает курс, получаемый от дистанционного астрокомпаса (ДАК) через блок связи астрокомпаса с курсовой системой Д-62.

С пульта управления на запас­ной гироагрегат поступает сигнал ω₃sinφ, хотя необходимости в компенсации ухода гироскопа от суточного вращения Земли нет, гак как гироскоп необходим толь­ко для осреднения магнитного курса и запоминания его значения на короткое время во время отключения индукционного датчика на разворотах самолета.

Поскольку принцип работы индукционного компаса нами под­робно рассмотрен в разд. 9. 3, а работа курсовой системы в рас­сматриваемом режиме по линии запасного гироагрегата практиче­ски ничем не отличается от работы ГИК, остановимся только на особенностях электромеханической схемы КС-6 (рис. 9.26).

По этой схеме, так же как в ГИК-1, легко проследить наличие следящих систем: индукционный датчик-коррекционный механизм ИД-КМ; коррекционный механизм-гироагрегат КМ-ГА; гироагрегат-указатель ГА-УГА-1У (стрелка Г). Кроме того, имеются сле­дящие системы: астрономический компас-переходной блок Д-62-указатель (АК-Д-62-УГА-1У стрелка А).

Первая следящая система ИД-КМ служит для преобразования электрического сигнала индукционного датчика в угол поворота вала двигателя и для связи индукционного датчика с курсовым гироскопом. Следящая система состоит из следующих элементов: индукционного датчика, сельсина СП₁ усилителя У₃ и двигателя М₄. Сельсин-приемник СП₁ и двигатель М₄ расположены в коррекционном механизме.

Рис. 9. 26. Электромеханическая схема КС-6 в режиме ГПК по линии запас­ного гироагрегата

В курсовой системе КС-6 применяется индукционный датчик типа ИД-2М, который отличается от датчика типа ИД, используе­мого в ГИК-1, только конструктивным выполнением.

Коррекционный механизм типа КМ-4 служит для связи индук­ционного датчика с гироагрегатом, для уничтожения магнитной четвертной девиации и для введения в систему магнитного склоне­ния и условного магнитного склонения.

Рис. 9.27. Лицевая сторона коррекционного механизма

Рис. 9.28. Лицевая сторона указателя УГА-1У

Двигатель М₄ следящей системы ИД-КМ разворачивает, кро­ме ротора сельсина-приемника СП₁ ротор сельсина-приемника СП₂ через лекальный корректор; поэтому ротор сельсина-прием­ника СП₂ разворачивается двигателем на магнитный курс со ском­пенсированной четвертной магнитной и полукруговой девиацией: полукругровая девиация компенсируется девиационным прибором индукционного датчика, а четвертная — лекальным корректором. Имеющаяся в коррекционном механизме стрелка (рис. 9. 27) раз­ворачивается двигателем М₄ без участия лекального корректора,, поэтому стрелка коррекционного механизма показывает компас­ный курс с уже скомпенсированной полукруговой девиацией.

В случае необходимости коррекционный механизм позволяет ввести в курсовую систему величины ∆M и ∆М_усл поворотом кре­мальеры, при этом разворачивается статор сельсина СП₂, и по шкале КМ-4 перемещается треугольный индекс. Естественно, что величины ДМ и ∆М_усл участвуют в формировании курса, который показывает стрелка Г указателя УГА-1У.

Следящая система КМ-ГА состоит из сельсина СП₂, располо­женного в коррекционном механизме; сельсина СД₁ ротор кото­рого связан с внешней осью карданова подвеса гироскопа, а ста­тор может разворачиваться через редуктор двигателем М₃, управ­ляемым усилителем У₄.

Принцип работы системы КМ-ГА рассмотрен в разд. 9. 2. На­помним только, что эта система предназначена для осреднения магнитного курса, т. е. выработки гиромагнитного курса.

Следящая система ГА-УГА-1У стрелка Г (см. рис. 9.26) пред­назначена для трансляции гиромагнитного курса от гироагрегата на стрелку Г указателя УГА-1У. Следящая система состоит из сельсина-датчика СД1 гироагрегата, сельсина-приемника СП₃ ука­зателя, усилителя У₅ и двигателя M₅, который связан со статором сельсина СП₃ и стрелкой Г указателя.

В режиме ГПК стрелка А указателя УГА-1У (рис. 9.28) ин­дицирует курс, который вырабатывает астрокомпас: истинный или ортодромический. Трансляция курса от астрокомпаса производит­ся через переходный блок Д-62, с которым связан сельсин-прием­ник СП₄, работающий в индикаторном режиме. Ротор СП₄ соеди­нен со стрелкой А.

В указателе УГА-1У имеется кремальера, расположенная на лицевой стороне прибора, с помощью которой, а также задатчика курса, представляющего собой толстую стрелку, можно установить необходимый курс.

При разворотах самолета, как известно, индукционный магнит­ный датчик имеет большие погрешности, поэтому он отключается от гироагрегата. Управляет этим отключением выключатель кор­рекции ВК-53РШ. Отключение производится снятием питания с обмотки возбуждения двигателя М₃ в гироагрегате. На виражах отключается также и горизонтальная коррекция гироскопа.

После длительного разворота с большим креном, когда восста­новятся цепи коррекции, начнется согласование следящей систе­мы КМ-ГА, которое происходит с малой скоростью. При нажатии кнопки быстрого согласования срабатывает электромагнитная муфта в гироагрегате, которая изменяет передаточное отношение редуктора с 1 200 000 до 5000, причем скорость согласования при этом составляет примерно 10 град/с.

В случае необходимости можно поменять функции гироагрегатов. Для этого на пульте управления переключатель «Осн.-Зап.» следует поставить в положение «Запасной», тогда основной гироагрегат будет соединен с коррекционным механизмом, с указате­лем УГА-1У, указателем УГПК и будет работать в режиме маг­нитной коррекции. Запасной гироагрегат при этом будет работать в режиме ГПК и выдавать ортодромический курс на указатель штурмана УШ.