Текст книги "Устройство и эксплуатация зенитной самоходной установки ЗСУ-23-4 «Шилка»"

11. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ АНТЕННОЙ РЛС 1РЛ33

11.1. Назначение, состав и характеристики системы управления антенной

Система управления антенной (СУА) предназначена для управления положением антенны по азимуту и углу места при поиске и автосопровождении цели.

В состав СУА входят (рис. 11.1): – канал сопровождения по азимуту; – канал сопровождения по углу места; – устройство выделения сигнала ошибки; – блок управления антенной Т-55; – приводные двигатели по азимуту и углу места; – электромагнитные порошковые муфты (ЭМПМ) по азимуту и углу места.

Рис. 11.1. Функциональная схема системы управления антенной

Основные характеристики СУА:

– пределы перемещения антенны по азимуту

– неограниченно вкруговую;

– пределы перемещения антенны по углу – от – 9° до + места 87°;

– скорость движения антенны по азимуту:

– в режиме кругового и секторного поисков – 20°/c;

– в режиме ускоренного кругового поиска – до 60°/с;

– величина секторного поиска по азимуту – от 5-00 (30°) до 16-00 (96°);

– величина секторного поиска по углу места – 15°;

– точность определения угловых координат цели – 0-06 (21,6').

11.2. Устройство и размещение элементов СУА

Конструктивно в состав СУА входят (см. приложения 1 и 2):

– блок сопровождения по угловым координатам Т-13 (размещен в шкафу Т-40) – справа от оператора дальности;

– блок управления антенной Т-55 (размещен под шкафом Т-36) – перед оператором поиска-наводчиком;

– антенная колонна Т-2.

11.3. Работа СУА по функциональной схеме

Система управления антенной работает в следующих режимах:

– ручного управления;

– полуавтоматического управления;

– автоматического сопровождения цели;

– поиска (кругового, секторного).

В режиме ручного управления управление антенной по азимуту и углу места осуществляется оператором поисканаводчиком с помощью рукояток блока управления антенной Т-55 (рис. 5.4).

При повороте рукояток вправо или влево в блоке управления антенной вырабатывается сигнал ошибки, который в канале сопровождения по азимуту усиливается и преобразуется в управляющее напряжение. Вращение антенны по азимуту производится с помощью электромагнитных порошковых муфт, которые при подаче на них управляющего напряжения передают вращение от приводного двигателя. ЭМП муфта передает вращение только в одну сторону, поэтому для вращения антенны в обе стороны используются две муфты.

Аналогично осуществляется управление движением антенны по углу места.

Режим полуавтоматического управления аналогичен ручному управлению, только скорость движения антенны зависит от угла поворота рукояток блока управления антенной Т-55.

В режиме автоматического сопровождения сигнал ошибки из канала угловой автоматики приемной системы поступает в устройство выделения сигнала ошибки. В этом устройстве выделяется сигнал ошибки, который является общим для азимута и угла места.

В каналах сопровождения по азимуту и углу места выделяются азимутальная и угломестная составляющие сигнала ошибки, которые преобразовываются в управляющие напряжения по азимуту и углу места. Эти напряжения поступают на соответствующие ЭМПМ, которые вращают антенну в сторону цели. Вращение антенны происходит до тех пор, пока ось антенны не совпадет с направлением на цель и сигнал ошибки станет равным нулю. При движении цели антенна будет непрерывно следить за ней.

С осей вращения антенны считывается информация об азимуте и угле места цели, которая поступает в СРП. Также синхронно с осями антенны вращается и левая головка визирного устройства, которая обеспечивает работу ЗСУ во втором режиме.

В режиме кругового и секторного поиска антенна с постоянной скоростью перемещается по азимуту вкруговую или в установленном секторе 30-96°.

Кроме того, в режиме поиска поисковый облучатель антенны обеспечивает сканирование (быстрое перемещение) луча антенны по углу места в секторе 15°.

Положение секторов поиска по азимуту и углу места устанавливается с помощью рукояток управления блока управления антенной.

12. СИСТЕМА ПОИСКА РЛС 1РЛ33

12.1. Назначение, состав и характеристики системы поиска

Система поиска предназначена для наблюдения за воздушной обстановкой, грубого определения дальности до цели и наведения антенны на цель по азимуту и углу места для перехода на автоматическое сопровождение.

На экране индикатора поиска (ИП) наблюдаются (рис. 12.1):

– яркостные отметки от целей и местных предметов;

– прямоугольный растр, большая сторона которого представляет собой развертку по дальности, а меньшая – развертку по углу места, соответствующую сектору качания луча антенны по вертикали;

– визирная линия в центре растра, положение которой согласовано с электрической осью антенны;

– масштабные метки дальности для грубого определения дальности до цели;

– стробные метки дальности, «привязанные» к визиру на развертке грубой дальности индикатора дальности и перемещаемые штурвалом дальности;

– отметки опознавания воздушных объектов.

Рис. 12.1. Информация, высвечивающаяся на индикаторе поиска

Для выработки и отображения на ИП вышеперечисленной информации в состав системы поиска функционально входят (рис. 12.2):

– канал формирования управляющих напряжений;

– канал формирования радиально-круговой развертки дальности;

– канал формирования развертки по углу места;

– канал формирования импульсов подсвета;

– канал формирования импульсов визира;

– канал видеоусилителя-ограничителя и смесителя;

– канал формирования стробных и масштабных меток дальности.

Рис. 12.2. Функциональная схема системы поиска

12.2. Устройство и размещение элементов системы поиска

Конструктивно в состав системы поиска входят (см. приложения 1 и 2):

– блок индикатора поиска Т-28 (размещен в шкафу Т-36) перед оператором поиска-наводчиком;

– блок азимутальной развертки Т-53 (находится в шкафу Т-36);

– азимутальный и угломестный датчики, расположенные в антенной колонке Т-2.

В ИП используется электронно-лучевая трубка (ЭЛТ) с радиально-круговой разверткой и электромагнитным отклонением луча.

12.3. Работа системы поиска по функциональной схеме

Синхронизирующий импульс запуска из СИД, сигналы азимутального датчика и канала формирования управляющих напряжений поступают в канал формирования радиальнокруговой развертки. Этот канал создает на экране ИП развертку, синхронно вращающуюся с антенной по азимуту. Длина развертки может быть 15 или 20 км.

Информация о положении электрической оси антенны по углу места с угломестного датчика и сигналы канала формирования управляющих напряжений поступают в канал формирования развертки по углу места. Он формирует на ИП прямоугольный растр, большая сторона которого представляет развертку по дальности, а меньшая соответствует сектору сканирования (качания) луча антенны по углу места, равному 15°. Развертка по углу места производится по часовой стрелке синхронно с качанием луча сверху вниз. Отклонение цели от визира характеризует ее положение в пределах сектора качания луча антенны по углу места. На рис. 12.1 цели 1 и 2 имеют одинаковую дальность и азимут, но высота цели 1 больше, чем высота цели 2.

В канал формирования стробных и масштабных меток дальности поступают из СИД синхронизирующий импульс запуска и подвижный строб дальности, положение которого соответствует положению визира на развертке грубой дальности и может изменяться вращением штурвала дальности. Этот канал формирует на ИП масштабные метки дальности (5, 10, 15 км в масштабе развертки 15 км и 5, 10, 15, 20 км в масштабе 20 км) и движущиеся стробные метки, «привязанные» к визиру развертки грубой дальности индикатора дальности.

Канал формирования импульсов визира вырабатывает сигнал, соответствующий положению оси антенны по углу места, который высвечивается на ИП в виде визирной линии (визира).

Канал видеусилителя-ограничителя и смесителя усиливает и ограничивает по амплитуде эхо-сигналы воздушных целей, суммирует (смешивает) с ними сигналы масштабных, стробных меток и визира и выдает обобщенный сигнал, промодулированный по яркости, на ИП.

В канале формирования импульсов подсвета происходит смешивание импульсов радиально-круговой развертки, развертки по углу места и сигналов опознавания воздушной цели и обеспечивается их видимость (подсвет) на ИП.

Таким образом, при боевой работе на ИП высвечивается прямоугольный растр, соответствующий сектору сканирования луча антенны по углу места 15°. Этот растр или вращается вкруговую (режим кругового поиска), или качается в секторе от 30° до 96° по азимуту. В режиме ускоренного кругового поиска на экране ИП вместо растра высвечивается радиальная линия (рис. 12.3).

В середине растра высвечивается визирная линия, положение которой соответствует электрической оси антенны. По положению визирной линии определяется азимут, под которым направлен луч антенны. Отсчитывается азимут по шкале, имеющейся в обрамлении экрана ИП.

Сигнал от цели высвечивается в виде яркостной отметки (дужки), расстояние до которой от центра экрана является дальностью до цели, которую определяют по масштабным меткам дальности. Кроме этого, на ИП высвечиваются стробные метки дальности, необходимые для перехода на автоматическое сопровождение выбранной цели.

Рис. 12.3. Вид индикатора поиска в режиме ускоренного кругового поиска

Органы управления, регулировки и настройки системы поиска находятся на передней панели блока Т-28.

13. СИСТЕМА СЕЛЕКЦИИ ДВИЖУЩИХСЯ ЦЕЛЕЙ РЛС 1РЛ33

13.1. Назначение и состав системы СДЦ

Система селекции движущихся целей (СДЦ) предназначена для защиты РЛС от воздействия пассивных помех и отражений от местных предметов.

В состав системы СДЦ входят (см. приложение 1 и 2):

– фазовый детектор (блок Т-9);

– когерентный гетеродин (блок Т-8); – блок потенциалоскопов Т-19;

– блок разверток потенциалоскопов Т-18.

Кроме этого, в систему СДЦ включен блок запуска Т-17, предназначенный для выработки первичных импульсов запуска для синхронизации работы всех систем РЛС.

13.2. Работа системы СДЦ, череспериодная компенсация пассивных помех

Работа системы СДЦ основана на эффекте Доплера. Подробно сущность этого эффекта и принцип работы системы СДЦ рассмотрен в теме 7 курса «Принципы построения зенитных комплексов».

В результате работы фазового детектора на его выходе амплитуда сигналов, отраженных от неподвижных помех и местных предметов, будет постоянная, а сигналы, отраженные от подвижных целей, будут промодулированы по амплитуде частотой Доплера fд (рис. 13.1).

Рис. 13.1. Функциональная схема системы селекции движущихся целей

В реальных условиях пассивные помехи перемещаются вместе с потоком воздуха. Поэтому для компенсации скорости движения пассивных помех (скорости ветра) применяется регулировка ЧАСТОТА КОМПЕНСАЦИИ. С ее помощью можно изменять в небольших пределах фазу сигналов когерентного гетеродина.

С выхода фазового детектора сигналы от помех и от целей поступают в блок череспериодной компенсации.

Блок ЧПК предназначен для уничтожения (компенсации) сигналов от пассивных помех и выделения сигналов от движущихся целей.

Сущность ЧПК также подробно рассмотрена в теме 7 курса «Принципы построения зенитных комплексов».

В РЛС 1РЛ33 в системе ЧПК применяются потенциалоскопы. Сигналы от помех постоянной амплитуды потенциалоскопом подавляются, а импульсы движущейся цели переменной амплитуды проходят далее.

Для лучшей компенсации помех используют два последовательных потенциалоскопа, что обеспечивает двукратное вычитание (рис. 13.2).

Рис. 13.2. Блок потенциалоскопов Т-19

Таким образом, система СДЦ с компенсацией помех в системе ЧПК защищает РЛС от воздействия пассивных помех и отражений от местных предметов.

14. РАБОТА РЛС 1РЛ33 В РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ

14.1. Принцип и режимы работы РЛС

Принцип работы РЛС показан на рис. 14.1.

Система измерения дальности (СИД) вырабатывает импульсы синхронизации, которые согласуют по времени работу всех систем РЛС.

СИД выдает импульсы запуска передатчика (ИЗП) в передающую систему, которая формирует зондирующие импульсы СВЧ. Эти импульсы через антенно-волноводную систему (АВС) и антенну излучаются в пространство узким лучом.

Отраженные от цели сигналы принимаются антенной и через АВС направляются в приемную систему, где производится их преобразование и усиление.

С выхода приемной системы сигналы поступают в СИД и систему управления антенной (СУА). СИД определяет дальность до цели Д и отображает сигналы от цели на индикаторе дальности. СУА управляет антенной по угловым координатам, обеспечивая автоматическое сопровождение воздушной цели и определение ее азимута β и угла места ε.

Система поиска (СП) позволяет оценивать воздушную обстановку, наблюдать отметки от целей, наводить антенну на цель по азимуту и углу места.

Система селекции движущихся целей (СДЦ) используется для защиты РЛС от пассивных помех и отражений от местных предметов. В системе СДЦ сигналы от помех компенсируются, а на индикаторах СИД и СП наблюдаются только отметки от движущихся целей.

Система вторичных источников питания и система вентиляции обеспечивают работу всех узлов и блоков РЛС.

В результате работы РЛС определяются текущие координаты воздушной цели – дальность Д, азимут β и угол места ε, которые затем поступают в СРП.

Рис. 14.1. Функциональная схема РЛС

Режимы работы РЛС: – ручной поиск цели; – секторный поиск цели (СЕКТОРНЫЙ ПОИСК); – круговой поиск цели (КРУГОВОЙ ПОИСК); – ручное наведение антенны на цель (НАВЕДЕНИЕ); – автоматическое сопровождение цели (АВТОМАТ).

По способу обработки эхо-сигналов режимы РЛС делятся на амплитудный и селекции движущихся целей (СДЦ). Режим СДЦ применяется при работе в пассивных помехах.

РЛС может работать с постоянной частотой повторения импульсов и в режиме ВОБУЛЯЦИЯ. Вобуляция – плавное изменение частоты повторения в определенном диапазоне, применяется при работе в активных помехах. В ЗСУ-23-4 частота повторения импульсов в штатном режиме составляет 4750 Гц, в режиме вобуляция от 4750 до 3650 Гц (рис. 14.2).

В РЛС предусмотрена возможность работы на двух рабочих частотах зондирующих импульсов. В соответствии с этим имеются режимы работы ЧАСТОТА I и ЧАСТОТА II. Диапазон несущих частот f = 15 000 ± 270 мГц.

Рис. 14.2. Характеристики импульсов

14.2. Работа РЛС в поисковых режимах

Система поиска РЛС работает в следующих режимах:

– кругового или ускоренного кругового поиска;

– секторного поиска;

– ручного поиска цели.

В режиме кругового поиска антенна вращается с постоянной скоростью по азимуту (20⁰/c); а в режиме ускоренного кругового поиска – также с постоянной, но большей скоростью – до 60⁰/с.

В режиме секторного поиска происходит вращение антенны в заданном секторе по азимуту. Величина этого сектора может плавно изменяться от 30° до 96°.

В режиме ручного поиска оператор поиска-наводчик с помощью рукояток блока управления антенной Т-55 может поворачивать антенну по азимуту и углу места.

Во всех режимах осуществляется электрическое сканирование луча по углу места в секторе 15⁰.

Все режимы поиска включаются органами управления на блоке Т-55 (рис. 14.3).

Рис. 14.3. Органы управления блока управления антенной Т-55

При поиске цели на экране индикатора поиска (ИП) виден прямоугольный растр (рис. 14.4) или радиальная линия (подробно см. главу 12 «Система поиска»). Сигналы от целей наблюдаются в виде яркостных отметок (дужек).

Рис. 14.4. Вид индикатора поиска при поиске воздушной цели

На индикаторе дальности (ИД) наблюдаются развертки грубой и точной дальности (рис. 14.5), а отметки от целей видны в виде амплитудных отметок (подробно см. главу 10 «Система измерения дальности»).

Рис. 14.5. Вид индикатора дальности при поиске воздушной цели

14.3. Работа СИД и СУА в режиме АС цели

Для перехода на автосопровождение выбранной цели необходимо:

– рукоятками блока управления Т-55 совместить визирную линию растра на экране ИП с серединой отметки цели;

– с помощью штурвала дальности вывести отметку цели на развертку ТД (путем совмещения визира развертки ГД с отметкой цели) и совместить дырочный визир развертки ТД с отметкой цели. При этом стробные метки дальности на экране ИП будут расположены по обе стороны отметки цели;

– нажать кнопку АВТОМАТ на правой рукоятке блока управления.

В режиме автоматического сопровождения цели луч антенны прекращает сканирование в вертикальной плоскости и начинает коническое сканирование в пространстве (вращение вокруг оси антенны) для обеспечения автоматического сопровождения цели по угловым координатам.

Станция может автоматически сопровождать только одну цель, которая наблюдается на индикаторе поиска (рис. 14.6) и на обеих развертках индикатора дальности.

Рис. 14.6. Вид индикатора поиска в режиме автоматического сопровождения цели

При автоматическом сопровождении цели по угловым координатам СУА непрерывно вращает антенну в сторону цели до тех пор, пока ось антенны не совпадет с направлением на цель.

С осей вращения антенны считывается информация об азимуте и угле места цели, которая поступает в СРП. Также синхронно с осями антенны вращается и левая головка визирного устройства, которая обеспечивает работу ЗСУ во втором режиме.

При автоматическом сопровождении цели по дальности СИД определяет дальность до цели и отображает сигналы от цели на индикаторе дальности (рис. 14.7).

Рис. 14.7. Вид индикатора дальности в режиме автоматического сопровождения цели

Из СИД значения дальности цели поступают в СРП.

14.4. Характеристика вспомогательных режимов работы РЛС (эквивалент, перестройка частоты, вобуляция, СДЦ)

Для настройки РЛС без излучения СВЧ энергии в пространство в РЛС предусмотрен режим эквивалент. Для этого в АВС переключатель А-Н (антенна-нагрузка) ставится в положение Н. При этом энергия от магнетрона поступает на эквивалент антенны, где рассеивается в виде тепла.

Часть энергии поступает в контрольный резонатор и возбуждает в нем высокочастотные колебания. Эти сигналы (т. н. «звон») поступают в приемную систему, в которой они преобразовываются, усиливаются и высвечиваются на индикаторах дальности и поиска в виде яркой засветки участка растра (рис. 14.8).

Величина подсвеченного участка растра (длительность «звона») зависит от исправности РЛС. Правильной настройке станции соответствует длительность «звона» не менее 3 км.

Рис. 14.8. Вид индикатора поиска при проверке РЛС по «звону»

Режим перестройки частоты применяется при воздействии активных шумовых помех. РЛС имеет две рабочие частоты, причем оператор выбирает ту частоту, при которой уровень помех на индикаторах меньше.

Режим ВОБУЛЯЦИЯ включается при появлении импульсных помех. При этом частота повторения импульсов будет изменяться в пределах от 4750 до 3650 Гц.

Режим СДЦ применяется при воздействии пассивной помехи.

Подробно режимы защиты РЛС от помех будут рассмотрены ниже.

15. ЗАЩИТА РЛС 1РЛ33 ОТ ПОМЕХ

15.1. Работа РЛС в условиях пассивных помех

Пассивные помехи возникают за счет отражения электромагнитной энергии, излучаемой РЛС, как от организованных переизлучателей (металлизированных лент, нитей, стекловолокна, специальных уголков), так и от облаков, осадков, земной поверхности и местных предметов.

На индикаторе поиска РЛС пассивные помехи наблюдаются в виде засвеченных пятен и участков (рис. 15.1), а на индикаторе дальности – в виде участков или полос сигналов большой амплитуды (рис. 15.2). Яркость и амплитуда помех достаточно велика, вследствие чего затруднительно или невозможно на этом фоне выделить отметку цели, летящей в облаке помех.

Рис. 15.1. Вид пассивной помехи на экране индикатора поиска

Рис. 15.2. Вид пассивной помехи на экране индикатора дальности

Для защиты РЛС от воздействия пассивных помех и отражений от местных предметов, как уже было сказано ранее, применяется система селекции движущихся целей (СДЦ).

При появлении пассивной помехи на индикаторах поиска и дальности тумблером АМПЛ – СДЦ на блоке дальности Т-21 станция переводится в режим СДЦ и включается режим ВОБУЛЯЦИЯ (рис. 15.3).

Рис. 15.3. Органы управления режимом СДЦ

Оператор дальности, наблюдая на индикаторе помеху, вращает ручку ЧАСТОТА КОМПЕНСАЦИИ и подбирает ее положение до полного пропадания помехи или максимального уменьшения ее плотности (рис. 15.4 и 15.5).

Рис. 15.4. Вид пассивной помехи на индикаторе поиска до ее компенсации

Рис. 15.5. Вид пассивной помехи на индикаторе поиска после ее компенсации