Мельник В.М.

Національний технічний університет України «КПІ»

ЛОКАЛЬНИЙ АВТОКОНТРОЛЬ ПРАЦЕЗДАТНОСТІ ІНЕРЦІАЛЬНОГО СЕНСОРА

Технічна реалізація відноситься до точного машинобудування, а саме до гіротахометрів, і може бути використана у складі інерціального пілотажно-навігаційного обладнання літальних апаратів різного класу і засобів базування, які певний час зберігаються в ангарах-сховищах, чи зберігаються в природних умовах.

Відомий гіротахометр (ГТ) для виміру кутових швидкостей, який містить два гіромотори однаково орієнтованих відносно основи, але з протилежними напрямами обертання. Для ліквідації впливу обертального руху основи навколо осей перпендикулярних до осі чутливості приладу і зменшення впливу момента дебалансу, обидва гіромотори механічно зв’язані один з одним антипаралелограмом або зубчастими секторами.

Недолік цього ГТ полягає в складності конструкції і технології виготовлення, особливо при використанні гіротахометрів з поплавковим підвісом, коли наявність механічної в’язі з протидіючими в ній моментами-перешкодами знищує головне надбання поплавкового підвісу – мінімальні сили сухого тертя, а також чинить значні труднощі при атестації працездатності ГТ.

Найбільш близьким за технічною сутністю і досягаємим ефектом є ГТ, що містить два гіромотори з датчиками кута, які через спільний підсумовуючий підсилювач електрично з’єднані із закріпленими на осях підвісу гіромоторів датчиками моментів, а через диференціальний підсилювач підключені до виходу прилада.

Відомий ГТ має більш високу точність в експлуатаційних умовах, але потребує також і більше часу для передпольотної атестації працездатності внаслідок наявної (більше ніж у два рази) структурної надлишковості порівняно з ГТ з одним гіромотором, що знижує оперативність дій літальних апаратів є основним його недоліком.

Зазначений недолік обумовлений тим, що гіротахометр, призначений для використання на літальних апаратах тривалої дії, невизначений час знаходиться в неробочому стані всередині блоку приладів керування на відкритих позиціях, або в ангарах-сховищах. За цих умов, він підвладний дії змін температури від до , коливанням атмосферного тиску від 900 мм рт. ст. до мм. рт. ст., вологості та корозійній активності середовища (особливо в корабельних системах), дії акустичних шумів в діапазоні частот від 100 Гц до Гц, вібрації при транспортуванні, дії добових і кліматичних змін, сукупному впливу негативних чинників циклічної структури. Отже, фізико-механічні властивості матеріала комплектуючих будуть із часом змінюватися, і не в ліпший бік. У своїй сукупності вони призведуть до невідповідності вимогам Технічного Паспорту. Таким чином, передпольотна атестація ГТ вкрай необхідна, бо визначає надійність дій літальних апаратів різного класу і засобів базування. Причому, саме фактор часу тут окреслює оперативність дій і постає головним чинником для її визначення.

В основу технічної реалізації поставлена задача зменшення до мінімума часу передпольотної атестації ГТ шляхом проведення її, перш за все, безпосередньо на стартових позиціях у складі блоку приладів керування, по друге – при неробочому режимі гіромоторів. Визначення його працездатності здійснюється тільки за сигналами датчиків кута на реалізуємий датчиками моментів калібрований примусовий рух підвісу гіроскопів навколо своєї осі, який відповідає циркуляції “вправо”, “вліво”, або коливанням фюзеляжу і відтворює реалії льотної експлуатації. Це скорочує час на передпольотну атестацію блоку приладів керування та підвищує оперативність використання літальних апаратів.

Спрощена структура атестації працездатності ГТ грунтується на комфортних, порівняно з датчиком кута і датчиком моментів, умовах робочого режиму гіромотора (він знаходится всередині герметичного, заповненого інертним газом, поплавкового підвісу), що забезпечує його наднадійність і дозволяє проводити атестацію приладу за спрощеною схемою, а саме, при неробочому режимі гіромоторів. Це дає змогу не враховувати термін їх готовності. Звичайно, коли гарантійний термін ГТ практично вичерпаний, слід проводити глобальну передпольотну атестацію боєкомплекту на стенді.

Поставлена задача вирішується тим, що в ГТ, який містить два гіромотори з датчиками кута, які через спільний підсумовуючий підсилювач з’єднані із закріпленими на осях підвісу гіромоторів датчиками моментів, а через диференціальний підсилювач підключені до виходу прилада, згідно корисної моделі новим є те, що датчики кута, вихід дифференціального підсилювача і датчики моментів підключені до виходу прилада.

Зазначені відмітні ознаки забезпечують проведення атестації ГТ для льотної експлуатації безпосередньо у складі блоку приладів керування на стартових позиціях, без транспортування до стаціонарного випробувального стенду, що має місце в найближчому аналозі, і за інших, рівних умов, скорочує час на підготовку літального апарату до льотної експлуатації та підвищуює оперативність дій літальних апаратів.

На фіг.1 схематично зображена схема пропонуємого ГТ.

ГТ містить датчики 1 і 2 кута повороту гіромоторів, гіромотори 3 і 4, спільний підсумовуючий підсилювач 5, закріплені на осях підвісу гіромоторів датчики моментів 6 і 7, диференціальний підсилювач 8.

ГТ обладнаний електричним з’єднанням елементів 8, 9, 10 та 11 з виходом приладу.

Здійснюється атестація працездатності ГТ наступним чином.

За відсутності електричного живлення на гіромоторах 3 і 4, з атестуючої апаратури 12 подається живлення на датчики кута 1 і 2, а по каналу 9 надходить відповідний калібрований сигнал на датчики моментів 6, 7 і створює на осях підвісу гіроскопів моменти, які породжують їх примусовий рух, що відповідає циркуляції “вправо”, “вліво”, або коливанням фюзеляжу і відтворюює реалії льотної експлуатації. Повороти підвісу гіроскопів реєструються датчиками кута 1 і 2, сигнали з яких по каналам 8, 10, 11 надходять до пульта 12 і атестують працездатність ГТ по наявному кутовому рухові підвісу кожного з гіромоторів.

Фіг. 1

Зменшення часу для передпольотної атестації працездатності ГТ, суттєво скорочує час на підготовку літального апарату до льотної експлуатації, запобігає передчасному руйнуванню комплектуючих при демонтажі і транспортуванні до стаціонарного стенду та підвищує оперативність літальних апаратів.