ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ
 
 



РАЗВИТИЕ ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ И СИСТЕМ ЭЛЕКТРОАВТОМАТИКИ

М. Д. БОРИСЮК

(Вестник бронетанковой техники, №8. 1989)

 

Проанализированы пути развития и совершенствования электрооборудования и систем электроавтоматики ВГМ. Приведены примеры структурных схем многоуровневой системы электроснабжения и танковой информационно-управляющей системы.

 

Одним из основных направлений развития и совершенствования танков и боевых машин пехоты (БМП) является автоматизация процессов управления огнем, движением, а также работой систем, обеспечивающих живучесть ВГМ. Она осуществляется путем внедрения соответствующих автоматических и полуавтоматических электрических и электронных устройств и систем. Рассмотрим отдельно развитие систем электроснабжения и пуска двигателя и развитие потребителей электроэнергии—электронных систем управления процессами, протекающими в агрегатах и устройствах ВГМ.

Центральное место в обеспечении надежной работы комплекса электрооборудования и автоматики ВГМ занимают системы электроснабжения (СЭС), отказ или снижение работоспособности которых ведет к ухудшению или прекращению работ систем, потребляющих электроэнергию, а следовательно, и к снижению боевых свойств танков и БМП. Основными направлениями развития существующих СЭС являются следующие:

непрерывное обеспечение электроэнергией ее потребителей во всем диапазоне частот вращения вала двигателя при всех условиях эксплуатации;

повышение энергообеспеченности электрического пуска двигателей при отрицательных температурах;

повышение мощности генераторов;

улучшение качества электроэнергии в бортовых сетях; обеспечение радиоэлектронных систем энергией требуемого вида, уровня и качества;

уменьшение массогабаритных параметров СЭС.

Известно, что двигатели ВГМ до 40 % времени работают на малых частотах вращения или в режиме холостого хода. Поэтому необходимо, чтобы рабочий диапазон частот вращения вала двигателя перекрывался рабочим диапазоном частот вращения якоря генератора. При таком условии на любых частотах вращения двигателя обеспечивается заряд аккумуляторных батарей (АБ) и питание потребителей электроэнергии. Отечественные танковые коллекторные генераторы постоянного тока не удовлетворяют этому требованию. Отдача поточной мощности в требуемом диапазоне частот может быть обеспечена при установке на ВГМ генераторов переменного тока (вентильных генераторов), обладающих широким диапазоном частот вращения, а в случае применения масляного охлаждения невысокими массой и габаритами, например, установленные на танках М-1А1 и «Леопард-2» вентильные генераторы отдают полную мощность (около 20 кВт) в диапазоне частот 4000...12 000 мин-1. Отечественные вентильные генераторы ГП-10А, ГП-26 имеют рабочий диапазон 3400.. .9000 мин-1. Перспективными для ВГМ являются также униполярные генераторы, не создающие пульсаций напряжения и имеющие высокий КПД.


 

Рост мощности N генераторов ВГМ: сплошная линия — отечественных (указаны марки генераторов); штриховая зарубежных (указаны марки ВГМ)

Рис. 1. Рост мощности N генераторов ВГМ: сплошная линия — отечественных (указаны марки генераторов); штриховая зарубежных (указаны марки ВГМ)

 

Резкий рост потребления электроэнергии вызвал увеличение мощности СЭС за последние 15 лет примерно в два раза (рис. 1). Однако решить проблему надежного электропуска двигателя при отрицательных температурах, значительно снизить расход топлива, особенно танков с газотурбинным двигателем (ГТД), невозможно без установки на ВГМ вспомогательного энергоагрегата. Такими агрегатами оборудованы английский серийный танк «Челленджер» и модернизируемый американский танк М-1А2. Мощность энергоагрегата модернизированного танка М-1А2 достигает 59 кВт. Для перспективных американских силовых установок также предусматривается использование вспомогательных энергоагрегатов.

Для отечественных ВГМ в стадии освоения серийного производства находится вспомогательный энергоагрегат ГТА-18 (рис. 2) с генератором ГС-18 мощностью до 18 кВт, установка которого наряду с повышением энергообеспеченности позволит снизить суммарный заряд АБ, обеспечить обогрев и маскировку машин на стоянке.

Повышение мощности СЭС, внедрение в ВГМ наряду с мощными потребителями (стабилизатором, автоматом заряжания и т. д.) электронных и радиоэлектронных систем управления вызвали ужесточение требований к качеству электроэнергии в бортовых сетях. В таких системах, где все потребители питаются от одной шины бортовой сети, очень трудно исключить взаимное влияние и обеспечить их электромагнитную совместимость.

 

 

Структурная схема многоуровневой 2-канальной СЭС

Рис. 3. Структурная схема многоуровневой 2-канальной СЭС:
Г. Га — генераторы (основной и автономного агрегата); РН — регулятор напряжения основного канала; РНМа — регулятор напряжения и мощности автономного агрегата; Д — разделительный диод; АБ1, АБ2 аккумуляторные батареи; СПП статический преобразователь постоянного напряжения для канала повышенного качества; СПТ — статический преобразователь постоянного напряжения в одно- и 3- фазное переменное; П1—П4 — потребители постоянного и переменного напряжения

 

Последняя достигается введением в каждую электронную систему вторичных источников питания, рассчитанных на большие колебания входного напряжения и содержащих многоступенчатые фильтры подавления помех. В результате усложняются

схемы систем, растут их размеры. Анализ показывает, что для достижения электромагнитной совместимости целесообразно использовать в ВГМ многоуровневую СЭС, разделенную, например, на два канала по качеству электроэнергии (рис. 3).

Основным является канал постоянного тока, к которому остальные каналы подключаются через статические или электромашинные преобразователи. Основной канал снабжает электроэнергией всех потребителей (П1), не требующих высокого качества электроэнергии. Амплитуда пульсаций напряжения в нем может достигать 3 В в диапазоне частот 300.. .3000 Гц, а максимальное напряжение при переходных процессах 70 В при длительности импульса до 100 мс.

Питание электронных систем управления (П2) осуществляется через канал повышенного качества, создаваемый статическим преобразователем СПП; параллельно к этому каналу подключаются АБ или другой накопитель электроэнергии, компенсирующий снижение напряжения при коммутациях в основном канале. Для потребителей переменного тока (ПЗ и П4) имеются каналы однофазного (115 В) и З-фазного (36 В) тока частотой 400 Гц, образованные статическими преобразователями переменного тока (СПТ). В принципе в СЭС ВГМ могут применяться и другие преобразователи, повышающие или понижающие напряжение основного канала, чем достигается многоуровневый характер бортовой сети.


 

Вспомогательный энергоагрегат ГТА-18

Рис. 2. Вспомогательный энергоагрегат ГТА-18:

малогабаритный газотурбинный двигатель; 2 — генератор ГС-18; 1 — пульт управления

 

 

Развитие потребляющих электроэнергию электронных систем управления в целях повышения боевых возможностей ВГМ до недавнего времени происходило путем создания и внедрения новых и совершенствования существующих устройств. При этом не всегда или не в полной мере учитывались эргономические, компоновочные и другие важные факторы, отсутствовал комплексный подход к автоматизации процессов управления в ВГМ. Все это привело к избыточному количеству органов управления и индикации, затрудняющему оперативное управление машиной экипажем.

С середины 70-х гг. в зарубежном и отечественном танкостроении начались интенсивные исследования и разработки интегрированных систем управления танком в устройствах, предназначенных для упрощения и сокращения объема работ по управлению танком в бою и на марше. Это достигается путем автоматизации отдельных операций, ранее выполнявшихся экипажем при работе с СУО, управлении движением машины и др.

Как отечественные, так и зарубежные разработки интегрированных систем управления ВГМ основаны на использовании цифровых информационно-управляющих систем. Так, в разрабатываемом французском тапке «Леклерк»1 применена танковая информационно-управляющая система (ТИУС) с двумя бортовыми ЭВМ, которая кроме значительного сокращения числа операций, выполняемого экипажем, и времени на производство первого выстрела, обеспечивает целеуказание от внешних источников информации, передачу данных о местоположении танка, его техническом состоянии и т. д. В этой системе используется цифровая мультиплексная связь между различными приборами.
Широко применяются специализированные ми процессоры, связанные с бортовой ЭВМ.

 

Структурная схема ТИУС танка

Рис. 4. Структурная схема ТИУС танка:

ОУ — оконечное устройство линии связи; К — контроллер линии связи; ИЭ — исполнительные элементы; ОЭП — оптико-электронное противодействие; СУО — система управления огнем; АЗ — автомат заряжания; ТПУ — танковый пульт управления; СР — синтезатор речи; Я противопожарное оборудование; ВКУ — вращающееся контактное устройство


 

 

Проведенные научные исследования и анализ зарубежной и отечественной информации показывают, что применение ТИУС в танке обеспечит не только комплексное управление всеми процессами осуществляемыми в настоящее время отдельными системами, но и выполнение ряда дополнительных функций:

автоматизацию подготовки и пуска основного и вспомогательного двигателей;

дублированное управление отдельными комплексами танка (системами управления огнем, движением, элементами защиты) с места любого члена экипажа;

дистанционное управление танком без экипажа с автоматизированного комплекса управления подразделением, сигнализацию об аварийных режимах работы систем, местах возникновения неисправностей.

Кроме того, внедрение ТИУС позволит за счет автоматизации отдельных операций, использования оперативной и постоянной памяти, интегрированных средств информации значительно снизить количество операций, выполняемых членами экипажа, органов управления на их рабочих местах и поступающей к ним информации, а также сократить время, затрачиваемое на техническое обслуживание машин. Схема ТИУС зависит от выбранного варианта ее структуры: а) с одним или двумя центральными процессорами; б) с расчлененными процессорами (контроллерами); в) комбинированные системы. Выбор варианта зависит от сложности решаемых задач, объема вычислений, требуемого быстродействия, характеристик бортовой ЦВМ и др.

Рассмотрим в качестве примера вариант б, объединяющий связанные через вращающееся контактное устройство (ВКУ) ТИУС башни и корпуса (рис. 4). ТИУС башни представляет собой распределенную систему, содержащую два вычислителя;

ТИУС корпуса имеет центральную систему вычисления и распределенную систему информации. Такая структура комплекса управления танком позволяет из башни и корпуса с ТИУС формировать другие объекты, а также использовать вычислительные ресурсы одной системы для решения задач другой через линии связи с ВКУ.


Выводы:

1. Наиболее перспективны многоуровневые системы электроснабжения ВГМ, содержащие канал электроэнергии высокого качества и автономные энергоагрегаты, приводящие во вращение вентильные или униполярные генераторы с масляным охлаждением.

2. Для автоматизации процессов в агрегатах и устройствах современных ВГМ, повышения их боевых свойств и надежности рекомендуется применять интегрированные системы управления с бортовыми вычислителями, и в частности, танковые информационно-управляющие системы.

 

 

1 Добисов О. А., Ерохина Т. М., Шапиро Б. 3. Система управления огнем французского танка «Леклерк» // Вестник бронетанковой техники. 1988. № 11.

 

Статья поступила в редколлегию 19.01.89.



 

 



 
ГЛАВНАЯ НА ВООРУЖЕНИИ ПЕРСПЕКТИВНЫЕ
РАЗРАБОТКИ
ОГНЕВАЯ МОЩЬ
ЗАЩИТА ПОДВИЖНОСТЬ 

ЭКСКЛЮЗИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ  БИБЛИОТЕКА ФОТООБЗОРЫ