I. Назначение и принцип работы аппаратуры.

МОРСКОЙ ГОССУДАРСТВЕЕНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

имени адмирала Г.И. Невельского

 

ЭЛЕКТРОНАВИГАЦИОННЫЙ ПРИБОР

«АППАРАТУРА ВЕДУЩЕГО КАБЕЛЯ АВК-73»

 

Составил: к-н 1 ранга

Бондаренко Н.П.

 

г. Владивосток 2011

ВВЕДЕНИЕ.

 

Большая часть портов, каналов и узкостей в настоящее время оборудованы различными системами проводки судов. Наиболее рас­пространенными изних являются стационарные системы.

С военной точки зрения такие системы обладают рядом недостатков. К основным недостаткам таких систем относятся нарушения скрытности проводки /работа на излучение/ и подверженность искусственным /боевым/ и естественным помехам.

Для скрытной проводки кораблей в узкостях /пунктах базирова­ния/ в любых условиях мете обстановки разработана система ведущего кабеля: Система состоит из кабеля, проложенного на дне по оси фарватера и приемной аппаратуры, установленной на корабле.

Корабельная аппаратура вырабатывает информацию об отклонении корабля от оси фарватера /"ведущего кабеля"/ по измерениям пара­метров электромагнитного поля кабеля.

Корабельная аппаратура может работать в двух режимах: вож­дение по кабелю и определение скорости хода подводной лодки в подводном пояснении на кабельной мерной линии /КМЛ/.

В связи с тем, что для современных ГЛ гидродинамические ус­ловия, в которых находится приемное устройство лага в подводном и надводном положении существенно отличаются, возникает необходимость измерять погрешности лага и учитывать их как поправку лага отдельно для каждого положения. Лаги современных подводных лодок имеют два корректора: подводного хода и надводного. В свя­зи с этим появилась необходимость в создании подводной мерной линии. В настоящее время б качестве такой мерной линии используются кабельные мерные линии.

Кабельная мерная линия преедставляет собой несколько кабелей /обычно три, проложенных по дну параллельно между собой и перпендикулярно береговой черте. Положение кабелей и рекомендованный курс указаны на карте и в описании КМЛ. Рекомендованный курс проложен строго перпендикулярно секущим кабелям. Рacстояние между секущими кабелями указаны на карте и в описи КМЛ. Подводная лодка погружается на рекомендованную в описании КМЛ глубину, ложится на рекомендованный курс и выполняет заданный режим движения. Корабельная аппаратура "AВК-73" фиксирует моменты пересечения подводной лодкой кабеля. В остальном работа выполняется также как на визуальной мерной линии.

Корабельная аппаратура "АВК-73" обеспечивает необходимую точность вождения корабля в узкости и измерения скорости хода подводной лодки в подводном положении.

 

 

ГЛАВА I

НАЗНАЧЕНИЕ И УСТРОЙСТВО АППАРАТУРЫ "АВК-73"

 

I. Назначение и принцип работы аппаратуры.

 

Корабельная аппаратура "АВК-73"'предназначена для:

I) вождения корабля по фарватерам, оборудованным ведущим кабе­лем;

2) определения скорости хода подводной лодки в подводном поло­жении на кабельной мерной линии.

Корабельная аппаратура "АВК-73" определяет положение кабеля, проложенного по дну, относительно корабля по электромагнитному полю кабеля.

Кабель получает питание от установленного на берегу генерато­ра переменного тока фиксированной частоты /рис.1/.

Рис. 1

 

Приемное устройство аппаратуры измеряет составляющие вектора напряженности электромагнитного поля кабеля. Сравнение параметров вектора напряженности поля кабеля, позволяет определить положение кабеля относительно приемного устройства, установленного на ко­рабле.

Приемным устройством аппаратуры, которое преобразует состав­ляйте вектора напряженности поля кабеля в сигналы переменного тока служат три взаимно перпендикулярных магнитоиндукционных дат­чика МИД I, МИД 2, МИД 3, расположенных в приборе 22 /рис.2/.

МИД I, расположенный вертикально /параллельно диаметральной плоскости корабля/, служит для приема Вертикальной составляющей вектора напряженности поля кабеля Нв. МИД 2 и МИД 3, расположенные параллельно основной плоскости кабеля, служат для приёма горизонтальной составляющей вектора напряженности поля кабеля Нт. Причем, МИД 2, расположенный перпендикулярно ДП корабля, служит для приема составляющей Hг1, а МИД 3, расположенный параллельно ДП корабля, служит для приема составляющей Нг2.

 

Полученные в МИДах сигналы усиливаются в приборе 22 и поступают в центральный прибор «1».

В центральном приборе по этим сигналам формируется информация о положении корабля относительно кабеля, которая выводится на стрелочные приборы и световые табло.

Эта информация включает в себя:

I) указание слева или справа от корабля находится ведущий кабель; На пр. «1» имеется стрелочный прибор- индикатор положения /ИП/, отклонение стрелки которого указывает "КАБЕЛЬ СЛЕ­ВА» или "КАБЕЛЬ СПРАВА". Кроме этого на пр. «1» имеются световые табло «КАБЕЛЬ СЛЕВА» или «КАБКЛЬ СПРАВА»

2) угол между вертикальной плоскостью кабеля и ДП корабля - /"кабельный курс"/.

На пр. «1» имеется, стрелочный прибор - индикатор курса /ИК/, который показывает "кабельный курс" в градусах;

3) указание, что корабль находится вне зоны действия кабеля /световое табло «ВНЕ ЗОНЫ»/;

4) указание, что корабль находится в узкой зоне над кабелем /+- 50 м/ световое табло «ЦЕНТР. ЗОНА»/;

5} по одновременному наблюдению за индикатором ИК и световыми табло "KAБЕЛЬ СЛЕВА", "КАБЕЛЬ СПРАВА" можно определить направление движения корабля относительно ведущего кабеля /к кабелю или от кабеля/;

6) на кабельной мерной линии в моменты пересечения кораблем вер­тикальных плоскостей секущих кабелей производится автоматическая фиксация времени прохождения корабля между двумя секущими кабе­лями.

1.1 Определение стороны нахождения ведущего кабеля относительно корабля производится путём измерения разности фаз между Нв и Hг.

На рис. 3 изображены силовые линии электромагнитного поля кабеля и показан вектор напряженности поля Н в различных точках поля кабеля. Вектор Н разложен на вертикальную Нв и горизонтальную Нг составляющие.

 

Рис.3

 

На рис.3 видно, что разность фаз между Hв и Нг непосредственно над кабелем изменяется на 180°.

Схема определения стороны нахождения кабеля относительно корабля построена таким образом, что при пересечении МИДами вер­тикальной плоскости кабеля стрелка индикатора положения перехо­дит через ноль из одного положения /например "КАБЕЛЬ СЛЕВА"/ в другое положение /например "КАБЕЛЬ СПРАВА"/. Одновременно гаснет одно световое табло "КАБЕЛЬ СЛЕВА" и зажигается табло "КАБЕЛЬ СПРАВА".

Структура реального электромагнитного поля кабеля сложнее изображенной на рис. 3. Вследствие эллиптической поляризации, частоты тока в кабеле и других причин, разность фаз между Hв и Hг, при удалении от кабеля изменяется в пределах превышающих 180^е. Чтобы схема определения стороны нахождения кабеля срабатывала только при пересечении МИДами вертикальной плоскости кабеля, в нее включено устройство автоматически компенсирующее изменение разности фаз между Нг и Нв, возникающее в следствии эллиптической поляризации поля - схема автоматической

 

подстройки фазы /АПФ/. Схема АПФ обеспечивает поддержание разности фаз между сигналами, пропорциональными Hв и Hг, 0° или 180° независимо от положения корабля относительно кабеля.

1.2 Определение угла между вертикальной плоскостью кабеля и ДП корабля D /кабельного курса"/ производится путем сложения сиг­налов с МИД 2 и МИД 3, пропорциональных Hг 1 Hг 2.

Величины ЭДС, наводимых полем кабеля в МИД 2 и МИД 3, зави­сят от угла между осями этих МИДов и вертикальной плоскостью кабеля D/рис. 4/.

 

Рис.4

 

Из рис. 4 видно, что при D = 0°; U мид2=U мид2 maх U мидз =Uмидз min /а/; при D =45 градусов; U мид2 =U мид3 /б/ и в общем случае /В/;

Uмид2 = к х Нг х cos /альфа/ х sin w t /1/

U мид3= Нг х sin /альфа/ х sin wt /2/

где к - коэффициент преобразования МИДов;

Нг- модуль горизонтальной составляющей вектора напряженнос­ти поля кабеля;

W- угловая частота тока, питающего кабель.

Схема определения "кабельного курса" построена таким обра­зом, что на ее выходе получается сигнал равный сумме U мид2 и Uмид3.

Чтобы выразить сумму U_МИд2 ⁺ UмидЗ через /I/ и /2/ воспользуемся формулой косинуса разности двух углов:

cos(& -B)= сos & * cos B + sin & * sin B/3/

О этой целью фаза сигнала U _МИД2 в схеме определения "ка­бельного курса" сдвигается на 90°.

 

Тогда выражение /1/ будет иметь вид:

U _МИД2 = к * Hг * сos & sin.(wt + 90°). /4/

ИЛИ;

U мид2 =к*Нг*cos& сos t /5/

Сигнал на выходе схемы определится выражением:

U вых.= к *Нг сos & sin (wt+ 90 градус)+ к * Нг sin&sinwt= =к*Нг(соscjswt+sinwt*sind) =к*Нг*cos(wt-альфа). /6/

Таким образом на выходе схемы вырабатывается сигнал с амп­литудой пропорциональной модулю горизонтальной составляющей век­тора напряженности и со сдвигом фазы относительно U мид2 на угол, пропорциональный "кабельному курсу" (альфа). Сигнал, пропорци­ональный альфа, поступает на стрелочный прибор ИК, который показывает "кабельный курс" в градусах.

Поляризация поля в горизонтальной плоскости отсутствует и, следовательно, на работу схемы определения "кабельного курса" не влияет.

1.3 Определение, что корабль находится вне зоны действия кабеля производится путем анализа модуля Нг. Из рис. 3 видно, что Нг_т имеет максимальную величину над кабелем и равномерно уменьшается при удалении от кабеля. Схема определения положения корабля вне зоны действия кабеля построена таким образом, что при уменьшении сигнала пропорционально Нг, меньше установленного предела Нг min, загорается световое табло "ВНЕ зоны". При увеличена Нг/Нг больше Нг min/световое табло "ВНЕ ЗОНЫ" гаснет, что сигнализирует о том, чto корабль вошел в зону действия кабеля.

1.4 Определение, что корабль находится в узкой зоне над кабелем /± 5Ом/ производится путем сравнения амплитудных значения Нг и Нв. Из рис. 3 видно, что соотношение максимально над кабелями уменьшается при удалении от кабеля.

Схема построена таким образок, что при увеличении соотношения Нг вьше заданного предела, что соответствует расстоянию до вертикальной плоскости кабеля ± 5O м, загорается световое табло "ЦЕНТР.ЗОНА". При уменьшении отношения Нг;Нв ниже заданного предела табло гаснет.

1.5 Определение скорости хода корабля на кабельной мерной линии /KМЛ/ основано, на автоматическом измерении интегралов времени между пересечением кораблем вертикальных плоскостей секущих кабелей при перпендикулярном к ним движении. КМЛ представляет собой три или более секущих кабеля проложенных по дну параллельно друг дру­гу. Расстояние между секущими кабелями известно. Корабль движется перпендикулярно секущим кабелям, автоматически фиксирует­ся время прохождения между секущими кабелями. По известному расстоянию между секущими кабелями и времени рассчитывается скорость корабля.

 

 

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: