// Вие четете...

Чиста вода

Средства за навигация на подводни лодки.

„Само чудото няма край.“

Инерциални навигационни системи на АПЛБР. Инерциалните навигационни системи са способни автономно да изработват на практика всички основни навигационни и динамически параметри, необходими както за корабоводенето, така и за използване на оръжията. Те се явяват основни за навигационното въоръжение на АПЛБР, поради това на усъвършенстването на ИНС зад граница се отделя особено внимание.

Анализа на информационните материали позволява да се отделят следните четири направления, по които върви зад граница развитието на ИНС за АПЛБР (атомни подводни лодки с балистични ракети), в частност, в САЩ:

1. Избор и обосноваване на схемите за построяване на ИНС и нейната конструкторско технологична обработка.

2. Усъвършенстване на основните чувствителни елементи на ИНС (жироскопи и акселератори) и отработване на методите за компенсация на тяхната погрешност.

3. Създаване на автономни високо точни „вътрешни” и „външен” средства за корекция за изчистване на натрупаната в ИНС погрешност.

4. Търсене на път за създаването на нови, по-съвършени жироскопи и акселератори.

Това се потвърждава, в частност, от еволюцията на развитието на инерциалните навигационни системи в САЩ. Рис. 1 отразява качественото изменение на погрешността на използваните ИНС от марката МК от различни модификации по години.

Рис. 1. Еволюция за развитие на ИНС за АПЛБР на САЩ (обяснението в текста).

На тази рисунка:

1 – Mk 2 Mod 0 на плаващи жироскопи G7A с корпус от алуминий, била е поставена на 6 АПЛБР с ракети „Полярис-1”;

2 – Mk 2 Mod 2 на плаващи жироскопи G7B с корпус от берилий, била е поставена на 10 АПЛБР;

3 – Mk 2 Mod 4 на същите такива жироскопи, но с подобрена стабилизация по температура, била е поставена на АПЛБР с ракети „Полярис-А3”;

4 – Mk 2 Mod 3 с добавяне на коригиращ жироскоп от същия тип, била е поставена на 27 АПЛБР;

5 – Mk 2 Mod 6 с използване на коригиращ жироскоп от същия тип, но с подобрена конструкция, била е поставена на 31 АПЛБР;

6 – Mk 2 Mod 7 с използване в качеството на коригиращ жироскоп ESGM с електростатическо окачване на ротора, въртящ се във вакум, била е поставена на АПЛБР с ракети „Трайдент-1”;

7 – Mk 1 Mod 0 с използване на електростатически жироскопи в качеството на основни и единствени. В навигационното въоръжение влизат две такива ИНС (ESGM) с жироскопи G11A, имащи дрейф от порядъка на 10-5 º/час. Тези ИНС се поставят на АПЛБР с ракети „Трайдент-2”.

Свързването на коректора ESGM с ИНС Mk 2 Mod 7 на плаващи жироскопи е показана на схемата на рис. 2.

Рис. 2. Свързаност на коректора ESGM от ИНС Mk 2 Mod 7.

1 – информация от външни средства за корекция; 2 – централна навигационна ЕИМ; 3 – информация от лага; 4 – филтър на Калман; 5 – коректор ESGM; 6 – ИНС Mk 2 Mod 7; 7 – изработените от ИНС Mk 2 Mod 7 плюс корекцията от ESGM навигационна информация за координатите (φ, χ), курса (κ), елементите на качката (θ, ψ), и съставляващите на скоростта (νс-ю, νи-з, νверт.); 8 – извеждане на информацията на навигационния пулт, автопрокладчик и блок за регистрация на данни.

Характерът на натрупване на погрешност на ИНС с коректор ESGM в навигационния комплекс (НК) на АПЛБР с балистични ракети „Трайдент-1” и периодичното снижаване на погрешността за сметка на използване на коректора ESGM е отразен на рис. 3.

Рис. 3. Характер на натрупването на погрешност в ИНС НК АПЛБР с БР „Трайдент-1”.

1 – натрупваната с времето Т погрешност в ИНС; 2 – вътрешна корекция от коректора ESGM; 3 – корекция от външни средства.

Връзката на ИНС Mk 1 Mod 0 с останалите навигационни въоръжения е показана на рис. 4.

С примера на еволюцията на ИНС се вижда, че тяхното развитие е преминало както по пътя на подобрението на основните чувствителни елементи (на първо място плаващите жироскопи), така и по пътя на създаването на жироскопи от нов тип – електростатически, притежаващи в принцип по-високи параметри за точност. При което на първия етап тези жироскопи са се използвали в качеството на коригиращи и само с достигане на удовлетворяваща надеждност – в качеството на основни и единствени.

Тази тенденция, както се вижда, и за в бъдеще ще се запази. Много по-съвършени навигационни системи могат да се появят както в резултат на конструкторско технологично усъвършенстване, така и за сметка на създаването на принципно нови навигационни средства. Първия път е еволюционен и той може да доведе до определено подобрение само на отделни навигационни системи. Съществен прогрес следва да се очаква от използването в интерес на навигационното въоръжение на нови физически явления и принципи. В предишен етап от развитието на ИНС това са били електростатичните жироскопи. По нататъшното повишаване на точността на ИНС редица изследователи я свързват с използването на свръх проводимостта и други нискотемпературни явления.

Рис. 4. Свързване на ИНС Mk 1 Mod 0 с другите системи за навигация на АПЛБР с БР „Трайдент-2”.

1 – информация от външни средства за корекция; 2 – блокове от централната навигационна ЕИМ (компютър); 3 – информация от лага; 4 – ИНС ESGM Mk 1 Mod 0; 5 – извеждане на навигационната информация; 6 – филтър на Калман.

В Станфордския университет (САЩ) вече е създаден жироскоп на основата на свръх проводимостта, той притежава дрейф 10-11 º/ч, което е милион пъти по-малко от допустимото ниво на дрейф в използваните ИНС на АПЛБР с електростатични жироскопи. Към настоящия момент този жироскоп се монтира на спътник и се използва в интересите за потвърждение на основните положения от теорията на относителността. Този ротор с диаметър 1,5 дюйма, изготвен от най-чист кварц, покрит с ниобий, с дебелина 1 мк. Не сферичността на ротора е по-малка от стотни от микрона, а скоростта на въртене е 104 оборота в минута.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар