RU129904U1

RU129904U1 - DEVICE FOR AUTOMATIC RADAR ANTENNA INSTALLATION FOR AIRCRAFT IN THE PERMITTED CLEANING AREA

Info

Publication number: RU129904U1
Application number: RU2013105910/11U
Authority: RU
Inventors: Александр Алексеевич Гаврилин; Вилен Залманович Островский
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2013-07-10

Abstract

Устройство автоматической установки антенны радиолокатора для летательных аппаратов в разрешенную зону уборки, содержащее антенну, вал вращения которой сопряжен с выходным валом вращения опорно-поворотного устройства (ОПУ), включающего основной электропривод вращения с устройством его торможения, а также ручной привод вращения, механически соединенные с выходным валом вращения ОПУ, отличающееся тем, что в него дополнительно введены датчик угла поворота антенны, представляющий собой синусно-косинусный вращающийся трансформатор, соединенный своей осью с валом вращения антенны безлюфтовой механической передачей 1:1, вспомогательный электропривод вращения с устройством торможения, установленный в ОПУ и соединенный с его выходным валом вращения механической передачей, и устройство управления, состоящее из первого и второго фазочувствительных выпрямителей (ФЧВ), порогового (ПУ) и коммутирующего (КУ) устройств, причем первый и второй выходы датчика угла поворота антенны через первый и второй ФЧВ соединены соответственно с первым и вторым входами ПУ, выход которого соединен со вторым входом КУ, первый вход которого служит для подачи команд на включение и выключение вращения антенны, а первый и второй выходы соединены соответственно с первым и вторым входами ОПУ для управления работой основного и вспомогательного электроприводов.A device for automatically installing a radar antenna for aircraft in an authorized cleaning area, comprising an antenna, a rotation shaft of which is coupled to an output shaft of rotation of a slewing ring (OPU), including a main rotation motor with a braking device, as well as a manual rotation actuator mechanically connected to the output shaft of the rotation of the OPU, characterized in that it additionally introduced a sensor of the angle of rotation of the antenna, which is a sine-cosine rotary transformer, connected internal to its axis with a shaft of rotation of the antenna by a 1: 1 backlash-free mechanical transmission, an auxiliary electric rotation drive with a braking device installed in the control gear and connected to its output shaft of rotation by a mechanical transmission, and a control device consisting of the first and second phase-sensitive rectifiers (PSF), threshold (ПУ) and switching (КУ) devices, and the first and second outputs of the antenna angle sensor through the first and second PCFs are connected respectively to the first and second inputs of the PU, the output of which is connected is connected with the second input of the control unit, the first input of which serves to give commands to turn the antenna on and off, and the first and second outputs are connected respectively to the first and second inputs of the control panel to control the operation of the main and auxiliary electric drives.

Description

Полезная модель относится к авиационной технике и может быть использована для повышения безопасности полетов летательного аппарата (ЛА) с размещенной на нем радиолокационной станцией (РЛС) кругового обзора, антенна которой расположена под фюзеляжем ЛА для обеспечения обзора пространства.The utility model relates to aviation technology and can be used to increase the flight safety of an aircraft (A / C) with a circular viewing radar (radar) located on it, the antenna of which is located under the fuselage of the aircraft to provide an overview of the space.

Известны ЛА с РЛС кругового обзора, антенна которых расположена под фюзеляжем и перед посадкой ЛА убирается (укладывается) под фюзеляж ЛА.Known aircraft with radar circular visibility, the antenna of which is located under the fuselage and before landing the aircraft is removed (stacked) under the fuselage of the aircraft.

Так например, изобретение «Вертолет радиолокационного дозорам (АС СССР №1385413, 19.12.85) содержит антенну РЛС, механизм вращения и механизм выпуска и приведения антенны в убранное (горизонтальное) положение. Антенна закреплена на механизме вращения через промежуточный корпус, снабженный зарядом для аварийного отстрела антенны, при взрыве которого антенна отделяется от вертолета. Отстрел антенны, обеспечивающий безопасность полета при посадке, производится при невозможности перевести антенну в транспортное (убранное) положение под фюзеляж либо из-за неисправности механизмов, либо из-за того, что антенна в убранном положении перекрывает зону выпуска посадочного шасси. В этом изобретении велика вероятность возникновения необходимости отстрела антенны, т.е. разукомплектования РЛС и ЛА за счет потери антенны.So, for example, the invention “Helicopter of radar patrols (USSR AS No. 1385413, 12.19.85) contains a radar antenna, a rotation mechanism and a mechanism for releasing and bringing the antenna to the retracted (horizontal) position. The antenna is mounted on the rotation mechanism through an intermediate body equipped with a charge for emergency shooting of the antenna, in the explosion of which the antenna is separated from the helicopter. Shooting of the antenna, ensuring flight safety during landing, is carried out if it is impossible to transfer the antenna to the transport (retracted) position under the fuselage either due to malfunction of the mechanisms or due to the fact that the antenna in the retracted position overlaps the landing gear outlet area. In this invention, there is a high probability of the need for shooting the antenna, i.e. decommissioning of radar and aircraft due to loss of antenna.

Известно также устройство «Вертолет с радиолокационной антенной» (Патент РФ №2245820, 30.10.2003), принятое за прототип, в котором механизм вращения антенны снабжен тормозом для остановки ее вращения, а управление выпуском, вращением и уборкой антенны может осуществляться в автоматическом и ручном режимах. При этом предусмотрен также и отстрел антенны. В прототипе хотя и уменьшается вероятность возникновения необходимости отстрела антенны (и разукомплектования РЛС и ЛА) за счет использования ручного режима вращения и уборки антенны, однако требуется дополнительное время на проведение этих операций, что снижает безопасность полета ЛА.Also known is a device “Helicopter with a radar antenna” (RF Patent No. 22585820, 10.30.2003), adopted as a prototype, in which the rotation mechanism of the antenna is equipped with a brake to stop its rotation, and the release, rotation and cleaning of the antenna can be controlled automatically and manually modes. At the same time, shooting of the antenna is also provided. In the prototype, although the likelihood of the necessity of shooting the antenna (and the dismantling of the radar and the aircraft) due to the use of the manual mode of rotation and cleaning the antenna is reduced, however, additional time is required for these operations, which reduces the flight safety of the aircraft.

Общим недостатком известных устройств является отсутствие возможности автоматически устанавливать антенну в положение, при котором, после укладки под фюзеляж ЛА, она не препятствует свободному выпуску посадочного шасси, т.е. устанавливать в разрешенную зону уборки. Наличие такой возможности позволило бы устранить одну из причин отстрела антенны и тем самым повысить безопасность полетов ЛА при сохранении целостности РЛС и ЛА.A common disadvantage of the known devices is the inability to automatically install the antenna in a position in which, after laying under the fuselage of the aircraft, it does not interfere with the free release of the landing gear, i.e. install in the permitted cleaning area. The presence of such an opportunity would eliminate one of the reasons for the shooting of the antenna and thereby increase the flight safety of the aircraft while maintaining the integrity of the radar and the aircraft.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение безопасности полетов ЛА при сохранении целостности РЛС и ЛА, т.е. без отстрела антенны, путем автоматической установки антенны в положение, при котором, после укладки под фюзеляж ЛА, она не препятствует свободному выпуску посадочного шасси, т.е. установки ее в разрешенную зону уборки.The technical result of the proposed utility model is to increase the flight safety of aircraft while maintaining the integrity of the radar and aircraft, i.e. without shooting the antenna, by automatically installing the antenna in a position in which, after laying under the fuselage of the aircraft, it does not interfere with the free release of the landing gear, i.e. installing it in the permitted cleaning area.

Указанный технический результат достигается тем, что в известное устройство, содержащее антенну, вал вращения которой сопряжен с выходным валом вращения опорно-поворотного устройства (ОПУ), включающего электропривод вращения с устройством его торможения, а также ручной привод вращения антенны, механически соединенные с выходным валом вращения ОПУ, дополнительно введены датчик угла поворота антенны, вспомогательный электропривод вращения с устройством торможения и устройство управления.The specified technical result is achieved by the fact that in the known device containing the antenna, the rotation shaft of which is coupled with the output shaft of rotation of the slewing ring device (OPU), including the electric rotation drive with its braking device, as well as the manual rotation antenna drive, mechanically connected to the output shaft rotation of the control gear, an antenna angle sensor, an auxiliary rotation electric drive with a braking device and a control device are additionally introduced.

Датчик угла поворота антенны, представляющий собой синусно-косинусный вращающийся трансформатор (СКВТ), своей осью соединен с валом вращения антенны безлюфтовой механической передачей 1:1. Вспомогательный электропривод вращения с устройством торможения установлен в ОПУ и соединен с его выходным валом вращения механической передачей. Устройство управления состоит из двух фазочувствительных выпрямителей, порогового и коммутирующего устройств.The angle sensor of the antenna, which is a sine-cosine rotating transformer (SCRT), is connected with its axis to the shaft of rotation of the antenna by a 1: 1 backlash-free mechanical transmission. The auxiliary electric drive of rotation with the braking device is installed in the control gear and connected to its output shaft by mechanical transmission. The control device consists of two phase-sensitive rectifiers, threshold and switching devices.

На фигуре 1 представлена структурная схема полезной модели, где обозначено:The figure 1 presents a structural diagram of a utility model, where indicated:

1 - антенна;1 - antenna;

2 - опорно-поворотное устройство (ОПУ);2 - rotary support device (OPU);

3 - датчик угла поворота антенны;3 - antenna angle sensor;

4 - устройство управления;4 - control device;

5, 6 - первый и второй фазочувствительные выпрямители (ФЧВ);5, 6 - the first and second phase-sensitive rectifiers (PCF);

7 - пороговое устройство (ПУ);7 - threshold device (PU);

8 - коммутирующее устройство (КУ);8 - switching device (KU);

На фигуре 2 приведены напряжения на выходе ФЧВ 5 (U_msinα) и ФЧВ 6 (U_mcosα), где α - угол поворота антенны относительно строительной горизонтали ЛА.The figure 2 shows the voltage at the output of the PCF 5 (U _m sinα) and PCF 6 (U _m cosα), where α is the angle of rotation of the antenna relative to the horizontal aircraft.

Предлагаемое устройство содержит антенну 1, ОПУ 2, включающее основной и вспомогательный электроприводы с устройствами торможения, а также ручной привод вращения антенны, механически соединенные с валом вращения ОПУ 2, с которым сопряжен вал вращения антенны 1, датчик 3 угла поворота антенны, ось которого соединена с валом вращения антенны 1 механической безлюфтовой передачей 1:1 и вращается синхронно с ним, и устройство управления 4, включающее первый 5 и второй 6 ФЧВ, ПУ 7 и КУ8.The proposed device comprises an antenna 1, an OPA 2, including a main and auxiliary electric drives with braking devices, as well as a manual rotation drive of the antenna, mechanically connected to the rotation shaft of the OPU 2, to which the rotation shaft of the antenna 1 is connected, the antenna angle sensor 3, the axis of which is connected with the shaft of rotation of the antenna 1 mechanical gearbox without gear 1: 1 and rotates synchronously with it, and the control device 4, including the first 5 and second 6 of the PCF, PU 7 and KU8.

Датчик 3 угла поворота антенны, СКВТ, своими синусной (выход 1) и косинусной (выход 2) обмотками через первый 5 и второй 6 ФЧВ, соответственно, соединены с первым и вторым входами ПУ 7, выход которого соединен со вторым входом КУ 8, первый вход которого служит для подачи команд на включение и выключение вращения антенны, а первый и второй выходы соединены, соответственно, с первым и вторым входами ОПУ для управления работой основного и вспомогательного приводов.The sensor 3 of the angle of rotation of the antenna, SCR, with its sine (output 1) and cosine (output 2) windings through the first 5 and second 6 PSF, respectively, are connected to the first and second inputs of PU 7, the output of which is connected to the second input of KU 8, the first the input of which serves to give commands to turn on and off the rotation of the antenna, and the first and second outputs are connected, respectively, with the first and second inputs of the control panel for controlling the operation of the main and auxiliary drives.

Устройство питается от трехфазной авиационной сети переменного напряжения 200 В 400 Гц и работает следующим образом.The device is powered by a three-phase aviation network of alternating voltage 200 V 400 Hz and operates as follows.

После приведения антенны 1 в выпущенное положение на первый вход КУ 8 поступает команда на включение вращения антенны, а с первого выхода КУ 8 на первый вход ОПУ 2 подается напряжение питания на основной электропривод вращения, после чего устанавливается вращение антенны в основном режиме с частотой, например, 6 оборотов в минуту. При поступлении команды на уборку антенны снимается питание с основного электропривода, его вращение замедляется и, через заданное время, затормаживается, например, электромагнитной муфтой, а антенна останавливается в произвольном угловом положении α_i.After bringing the antenna 1 to the released position, the first input of the KU 8 receives a command to turn on the rotation of the antenna, and from the first output of the KU 8, the voltage of the main electric drive of rotation is applied to the first input of the OPU 2, after which the rotation of the antenna is established in the main mode with a frequency, for example , 6 revolutions per minute. When a command for cleaning the antenna is received, the power is removed from the main electric drive, its rotation is slowed down and, after a specified time, is braked, for example, by an electromagnetic clutch, and the antenna stops in an arbitrary angular position α _i .

Далее работа устройства происходит по сигналам датчика 3 угла поворота антенны, ось которого ориентирована относительно вала антенны таким образом, что в положении антенны перед уборкой (α=0) значение сигналов U_msinα=0, а U_mcosα=U_m (см. фиг.2). По знаку сигнала U_msinα, (положительный или отрицательный) в ПУ 7 определяется направление вращения антенны по кратчайшему пути к нулевому положению, при котором U_msinα=0, а U_mcosα=U_m (при α=180° U_msinα=0, а U_mcosα=-U_m, что и позволяет однозначно определить истинное, нулевое значение угла поворота вала антенны перед уборкой при помощи, например, компаратора или схемы сравнения).Further, the operation of the device occurs according to the signals of the antenna angle sensor 3, the axis of which is oriented relative to the antenna shaft so that in the position of the antenna before harvesting (α = 0) the value of the signals is U _m sinα = 0, and U _m cosα = U _m (see figure 2). The sign of the signal U _m sinα, (positive or negative) in PU 7 determines the direction of rotation of the antenna along the shortest path to the zero position, at which U _m sinα = 0, and U _m cosα = U _m (at α = 180 ° U _m sinα = 0, and U _m cosα = -U _m , which allows us to uniquely determine the true, zero value of the angle of rotation of the antenna shaft before cleaning using, for example, a comparator or comparison circuit).

В зависимости от знака сигнала U_msinα_i, выходной сигнал ПУ 7 устанавливает в КУ 8 требуемое чередование фаз напряжения, которое подастся со второго выхода КУ 8 на второй вход ОПУ 2 для питания вспомогательного электродвигателя вращения, который поворачивает антенну 1 по кратчайшему пути (влево или вправо) с частотой, например, 0,3 оборота в минуту в положение, соответствующее разрешенной зоне уборки антенны, в которой будет обеспечен безопасный выпуск посадочного шасси ЛА.Depending on the signal sign U _m sinα _i , the output signal of the control unit 7 sets in KU 8 the required phase rotation of voltage, which will be fed from the second output of the KU 8 to the second input of the control unit 2 to power the auxiliary rotation motor, which turns the antenna 1 along the shortest path (to the left or to the right) with a frequency of, for example, 0.3 revolutions per minute to a position corresponding to the permitted antenna cleaning area, in which the aircraft will be safely released landing gear.

Ширина разрешенной зоны уборки антенны Δα зависит от размеров антенны (длины и высоты) и расстояния между колесами посадочного шасси ЛА и должна превышать сумму максимального значения угла выбега Δφ антенны после подачи команды на торможение антенны и величины люфта Δβ редуктора вспомогательного электропривода относительно антенны (Δα>Δφ+Δβ).The width of the allowed area for cleaning the antenna Δα depends on the size of the antenna (length and height) and the distance between the wheels of the landing gear of the aircraft and must exceed the sum of the maximum stick-out angle Δφ of the antenna after giving the command to brake the antenna and the clearance Δβ of the auxiliary gearbox relative to the antenna (Δα> Δφ + Δβ).

Команда на торможение вспомогательного электропривода подается с ПУ 7 на КУ 8 автоматически при достижении величины напряжения порогового значения

.The command to brake the auxiliary drive is given from the control unit 7 to the control unit 8 automatically when the threshold voltage value is reached

.

При этом снимается питание со вспомогательного электропривода, его вращение затормаживается, например, электромагнитной муфтой, и антенна останавливается, после чего может производиться уборка антенны под фюзеляж ЛА.In this case, the power is removed from the auxiliary electric drive, its rotation is inhibited, for example, by an electromagnetic clutch, and the antenna stops, after which the antenna can be cleaned under the aircraft fuselage.

В случае отказа электроприводов вращения антенны, она может быть установлена в разрешенную зону уборки с помощью ручного привода вращения, и только при невозможности установки антенны в разрешенную зону производят ее отстрел при помощи устройств, описанных в аналогах.In the event of a failure of the antenna’s electric rotation drives, it can be installed in the permitted cleaning area using a manual rotation drive, and only if it is not possible to install the antenna in the allowed area, it will be shot using the devices described in the analogues.

В настоящее время предлагаемое техническое решение используется в ряде вертолетов, оснащенных РЛС, в которых также установлена система отстрела антенны, используемая как аварийная на случай отказа электрической или механической составляющих ОПУ. В общем случае технический результат от использования заявленного устройства проявляется в том, что в каждом полете, за счет установки антенны перед уборкой в разрешенное положение, обеспечивается безаварийная посадка ЛА без поражения бортового оборудования. При надлежащем техническом обслуживании это позволяет проводить полеты, не прибегая к использованию отстрела антенны.Currently, the proposed technical solution is used in a number of helicopters equipped with radars, which also have an antenna shooting system used as an emergency in case of failure of the electrical or mechanical components of the control gear. In the General case, the technical result from the use of the claimed device is manifested in the fact that in each flight, by installing the antenna before cleaning to the permitted position, an accident-free landing of the aircraft is ensured without damage to the onboard equipment. With proper maintenance, this allows you to fly without resorting to shooting the antenna.

Таким образом, использование устройства автоматической установки антенны радиолокатора для ЛА в разрешенную зону уборки, состоящего из антенны, вал которой сопряжен с выходным валом ОПУ, включающего основной и вспомогательный электроприводы с устройствами торможения и ручной привод вращения, датчика угла поворота антенны - СКВТ и устройства управления, включающего два ФЧВ. пороговое и коммутирующее устройства, соединенных описанным выше способом, позволило повысить безопасность полетов при сохранении целостности РЛС и ЛА.Thus, the use of a device for automatically installing a radar antenna for an aircraft in an authorized cleaning area, consisting of an antenna whose shaft is coupled to the output shaft of the control gear, including main and auxiliary electric drives with braking devices and a manual rotation drive, antenna rotation angle sensor - SCR and control device Including Two PSF. threshold and switching devices connected by the method described above, increased flight safety while maintaining the integrity of the radar and aircraft.

Claims

A device for automatically installing a radar antenna for aircraft in an authorized cleaning area, comprising an antenna, a rotation shaft of which is coupled to an output shaft of rotation of a slewing ring (OPU), including a main rotation motor with a braking device, as well as a manual rotation actuator mechanically connected to the output shaft of the rotation of the OPU, characterized in that it additionally introduced a sensor of the angle of rotation of the antenna, which is a sine-cosine rotary transformer, connected internal to its axis with a shaft of rotation of the antenna by a 1: 1 backlash-free mechanical transmission, an auxiliary electric rotation drive with a braking device installed in the control gear and connected to its output shaft of rotation by a mechanical transmission, and a control device consisting of the first and second phase-sensitive rectifiers (PSF), threshold (ПУ) and switching (КУ) devices, and the first and second outputs of the antenna angle sensor through the first and second PCFs are connected respectively to the first and second inputs of the PU, the output of which is connected is connected with the second input of the control unit, the first input of which serves to give commands to turn the antenna on and off, and the first and second outputs are connected respectively to the first and second inputs of the control panel for controlling the operation of the main and auxiliary electric drives.