ЗАНЯТТЯ № 1: Практичне. Призначення, принцип дії, бойові властивості та порядок застосування навігаційних приладів. Загальний пристрій, порядок включення, налаштування та користування приладом. Зберігання, перенесення і обслуговування. Рух по місцевості, визначення координат точок маршруту і нанесення їх на карту (план). Перевірка точності справжнього стану на місцевості.
Наземна навігаційна апаратура, якою оснащені багато видів бойових і спеціальних машин, призначена для безперервної автоматичної реєстрації місцеположення рухомої машини і напрямки її руху. Вона використовується при водінні колон і одиночних машин по заданому маршруту головним чином в умовах, важких для орієнтування: на місцевості, бідній орієнтирами, і при поганій видимості. Ця апаратура може бути також використана для нанесення на карту не позначених на ній доріг, колонних шляхів, зон затоплення і для визначення місця розташування бойових порядків підрозділів.
Наземну навігаційну апаратуру поділяють на два типи. Перший тип - координатори, що видають інформацію про поточні координати і дирекційного куті курсу рухомої машини в числовому вигляді. Другий тип - курсопрокладчікі, що видають цю інформацію як в числовому, так і в графічному вигляді, прочерчивая на карті шлях, прохідний машиною. Назва типу апаратури походить від назви одного з найважливіших вузлів - лічильно-вирішального пристрою. В апаратурі першого типу він називається координатором, другого типу - курсопрокладчіком.
Надалі будемо розглядати пристрій і експлуатацію, головним чином, цього типу апаратури.
Принцип визначення поточних координат рухомої машини
Робота навігаційної апаратури зводиться до безперервного виміру прохідного машиною шляху і дирекційного кута напрямку руху і обчисленню на основі цих даних координат місця розташування рухомої машини.
Припустимо, рух машини починається з точки О, координати якої х0 і у0 відомі, наприклад визначені по карті. Рухаючись прямолінійно, машина перемістилася в точку. Її координати Х і у.
Збільшення координат А * і Аг / залежать від довжини шляху, пройденого машиною, і напрямки її руху.
Таким чином, поточні координати рухомої машини рівні алгебраїчній сумі координат початкової точки і збільшень Ах і Агов, обчислених апаратурою в процесі руху машини від початкової точки до даної.
Основні прилади навігаційної апаратури
Для вирішення зазначених вище рівнянь ННА типу «координатор» має наступні основні прилади:
датчик шляху, який безперервно визначає величину приросту пройденого шляху AS;
датчик курсу, що забезпечує визначення дирекційного кута а напрямки руху машини в кожен момент часу;
- обчислювальній машині, яка безперервно обчислює прямокутні координати місця розташування машини за даними, що надходять в нього від датчиків шляху і курсу.
Принципова схема такої апаратури показана нижче.
Курсопрокладчік крім цих приладів має ще построітельних механізм і планшет, на якому закріплюється карта. Олівець построітельного механізму, переміщаючись по планшету, вказує місце розташування машини і викреслює шлях її проходження.
Датчик шляху являє собою електромеханічний прилад, що враховує шлях, прохідний машиною, і що виробляє відповідний йому електричний сигнал. З ходовою частиною машини датчик пов'язаний гнучким валом, число оборотів якого пропорційно прохідність машини шляху. Енергія механічного обертання валика перетворюється в електричний сигнал за допомогою так званого сельсина-датчика. Цей сигнал і надходить в обчислювальній машині.
На величину шляху, які будуть показані датчиком, впливають рельєф місцевості і дорожні умови. Рух машини по крутих схилах, пробуксовка або ковзання коліс по грунту, відхилення тиску в шинах коліс від нормального і деякі інші причини призводять до того, що шлях, що показується датчиком, не відповідає дійсному відстані, яку проходить машиною. Тому для того щоб отримати дійсне значення шляху, пройденого машиною, в показання датчика шляху необхідно ввести поправку - коректур у шляху
Датчиком курсу служить гироскопический курсоуказатель, принцип пристрою якого такий же, як і гирополукомпаса.
До початку руху машини на шкалі «Курс» встановлюють відлік, рівний дирекційного кутку а поздовжньої осі машини. При зміні напрямку осі машини в процесі руху датчик курсу подає в обчислювальній машині електричний сигнал, пропорційний зміни курсу.
Обчислювальній машині постійно визначає значення sin і cos він, перемножує S, на sin at і cos ХГ і передає отримані значення збільшень координат, на шкали координат х і у.
В апаратурі типу «курсопрокладчік» обчислені лічильно-вирішальним пристроєм збільшення координат надходять в построітельних механізм, олівець якого переміщається на відрізки, рівні приращениям координат в масштабі карти, укріпленої на планшеті.
Обчислювальній машині типу «координатор» складається з синусно-косинусного, розмножувального та шкального механізмів.
Синусно-косінусний механізм автоматично визначає чисельні значення синуса і косинуса дирекційного кута напрямку руху машини. Він являє собою повертається диск, на якому укріплений палець, пов'язаний з двома каретками Кх і Ку. З метою введення коректури шляху відстань між центром диска і пальцем може змінюватися.
Якщо за сигналом від гірокурсоуказателя диск повернеться на кут а, то каретка Кх під дією пальця переміститься на величину, рівну косинусу дирекційного кута машини, а каретка Kv - синусу цього кута. Каретки механічно пов'язані з розмножувальним механізмом.
Розмножувальний механізм призначений для безперервного множення збільшень шляху AS на cos а і sin а. Він зазвичай виконується у вигляді двох однакових фрикционов: один для визначення Ах, другий - Ау Електричний сигнал, що надходить від датчика шляху, за допомогою сельсина-датчика лічильно-вирішального пристрою перетвориться в механічне обертання диска / с числом оборотів, пропорційність шляху, пройденого машиною. Це обертання передається на валик 3 за допомогою проміжного кульки 2, укладеного в обойму, який змінює своє положення на диску під впливом лінійного переміщення однієї з кареток синусно-косинусного механізму. Швидкість обертання валика прямо пропорційна добутку швидкості обертання диска на відстань кульки від центру диска. А це відстань для одного фрикційного механізму пропорційно синусу дирекційного кута машини, а для іншого - косинусу. Таким чином, кутова швидкість обертання валика пропорційна збільшенню відповідної координати.
При переміщенні кульки щодо центру диска з одного його боку на іншу валик фрикційного механізму буде обертатися в протилежному напрямку. Тим самим враховуються знаки збільшень.
Шкальний механізм призначений для інтегрування збільшень координат, що надходять з розмножувального механізму, а також для установки і зчитування координат, дирекційного кута і коректури шляху.
Точність визначення місця розташування машини за допомогою ННА залежить від приладових помилок і похибок у визначенні вихідних даних.
Основною причиною приладових помилок є догляд головної осі гіроскопа. Вважається допустимим, якщо він не перевищує 35 поділок кутоміра за годину. Помилки в роботі лічильно-вирішального пристрою на точність роботи апаратури практично не впливають.
Величина помилок, обумовлених відходом головної осі гіроскопа і похибками визначення вихідного дирекційного кута і коректури шляху, тим більше, чим довше маршрут. Практика показує, що на коротких маршрутах апаратура дозволяє визначати місце розташування машини з помилкою 0,5-0,7% пройденого шляху. При русі протягом 3-4 ч помилка становить 1,5-2% пройденого шляху. Якщо ж під час руху, хоча б через кожну годину, перевіряти роботу апаратури за наявними на місцевості і позначених на карті орієнтирів і вводити відповідні поправки в установку дирекційного кута, коректури шляху і поточні координати, то при русі на значні відстані помилка визначення координат апаратура не перевищить 1,5% пройденого шляху.