Области внедрения автоматики

По сообщениям иностранной печати, средства автоматики применяют на подводных лодках главным образом для решения задач кораблевождения, управления кораблем, оружием и энергетической установкой. Кроме того, на новых подводных

' Electronics Design, 1964, т. 12, № 17.

Таблица 29

Характеристики электронных вычислительных машин, применяемых на подводных лодках капиталистическихгосударств

Тип машины,

Область применения

Тнп запоминающего

Емкость ЗУ, числа

время выполнения вычислительных операций, мксек

Вес, кг

Потребляемая

Примечание

название или шифр

устройства (ЗУ)

разрядность, ед. двоичного кода

время выборки из ЗУ, мксек

занимаемый объем, дм'

мощность, вт

Моделирующая, «Коналог»

Наглядное изображение окружающей обстановки

-

-

-

 

150

 

Комбинированная, «Стардак»

Цифровые: «Вердан»

Управление приводом астронавигационного перископа

Инерциальная иавигацноииая система

Магнитный барабан

1000 20

700

37 39—42

370

Количество элементов — 88 600

«Навдак-1»

Навигационный комплекс

То же

13 000

1000

900

 

Ввод программы с помощью перфоленты или бумажной ленты

25

     

«Навдак-П»

То же

Магнитныйбарабан н магнитные сердечники

24 090

300—500

     

25

       
 

Системы управления ракетной стрельбой Мк-80

 

8000 24

 

1500

 

Плотность компоновки — 53,6 элементов на 1 дм'

 

Система управления ракетной стрельбой Мк-84

 

6 2

   

Частота тактовых импульсов 2,5 мггц. Мо-^ дификацяя коммерче-ї ской ЭВМ «1604»

Продолжение

Тип машины, название или ' шифр

Область применения

Тип запоминающего устройства (ЗУ)

Емкость ЗУ, числа

Время ви-полиеиня вьічисли-тельных операций, мксек

Вес, кг

Потребляемая мощность, вт

Примечание

разрядность, ед. двоичного кода

время выборки из ЗУ, мксек

занимаемый объем, дм^

«Датико»

Контроль н пред-

         

Ввод программы с пер-

 

стартовая подго-

         

фоленты

 

товка ракет

 

15 360

       

«Акре»

То же

Магнитный

—'-—

—'-—

 

Ввод программы с пер-

   

барабан

24

     

фоленты илн ма1нит-

             

иой ленты. Имеется

             

оперативное ЗУ ем-

             

костью 540 чисел

Мк-130

Система управле-

Магнитные

4096

20

     
 

ния торпедной

сердечники

20

7

4200

   
 

стрельбой Мк-113

         

AN/USQ-20

Гидроакустический

То же

32 768

20

1100

2400

Частота тактовых им-

 

комплекс подвод-

 

15—30

8

1300

 

пульсов 2 мггц. Име-

 

ной лодки «Байа»

         

ется внешнее ЗУ ем-

             

костью 1 млн. ед.

             

двоичного кода

«Эмбилог-200»

Гидроакустический

»

32 768

5

—'-—

 

Ввод программы с пер-

 

комплекс

 

30

2

   

фоленты или магнит-

             

ной ленты

AN,'UyK-l

Системы управле-

 

8190 — 32 760

'

 

1000

 
 

ния оружием.

 

15-45

 

250

   
 

навигационный

           
 

комплекс

           

TRW-130

То же

Магнитные

8200 — 32 800

12

'

 

среднее время безотказ-

   

сердечники

15

 

310

 

ной работы 900—1200

 

Управление про-

 

6400

     

час.

     

-

-

   
 

тивоаварийными

     

50

   
 

средствами

           

лодках ВМС США устройства вычислительной техники используют также для сбора и обработки информации, оценки обстановки, контроля условий обитаемости, управления средствами внутренней и внешней связи.

Характерный тример автоматизации управления кораблем— авторулевой (стабилизатор курса и глубины), широко применяющийся на американских атомных подводных лодках Автоматический рулевой подводной лодки «Тритон», на-пример,2 при скорости хода 20 узл. и глубине погружения 60 л< выдерживает заданную глубину с точностью ±1 м, т. е. гораздо лучше, чем самый опытный рулевой. Кроме стабилизации движения подводной лодки по курсу и глубине, автомат может также осуществлять управление лодкой при маневрировании по заданной программе (циркуляции, изменении глубины и курса).

Для облегчения управления движением яа американских и английских атом'ных подводных лодках применяют специальные приборы — траекторные экстрапоЛяторы ^ обеспечивающие «предсказание» положения подводной лодкгі с некоторым опережением по времени. Первые образцы этих приборов не отличались высокой точностью, так как в основу их работы было положено допущение* о равноускоренности движения подводной лодки.

в 1961 г. на подвоДной лодке «Шарк» было испытано электронное моделирующее устройство «Коналог»*, заменяющее показания многочисленных приборов наглядным условным изображением движения лодки на экране электроннолучевой трубки и' подобно траєкторному экстраполятору обеспечивающее предсказание положения лодки.

Заданное направление движения подводной лодки генерируется на экране в виде убегающей к горизонту «дороги» — светлой полосы, разделенной поперечными темными полосами, которые как бы набегают на рулевого с большей или меньшей скоростью в зависимости от скорости хода лодки. Вместо того чтобы следить за показаниями приборов, рулевому достаточно смотреть на экран и стремиться вести подводную лодку по лежащей перед ним «дороге». Командир корабля или вахтенный офицер подают команды рулевому, также пользуясь экраном, для чего в электронное моделирующее устройство вводят новые заданные значения курса и глубины погружения лодки. В результате линия «дороги» на экране определенным образом

' Теоретические основы и устройство авторулевых подводных лодок описаны в журналах Control Engineering, 1956, IX; ASEA Journal, 1948, № 11, 12; 1962, №4, 5.

= Transactions SNAME, 1959, т. 67.

3 Electronics, 1962, № 23. Naval Research Revue, 1961, VI.

трансформируется. Основная задача рулевого — удержать подводную лодку на «полотне дороги».

Основные входные данные электронного устройства «Кона-лог» —текущие значения углов крена и дифферента, действительная и заданная глубины погружения, скорость хода лодки,

Области внедрения автоматики

Рис. 68. Блок-схема системы наглядного отображения обстановки «Коналог»: Л — программирующее устройство; Б —генератор изображения; В — индикатор.

/ — блок глубины; //— блок курса; —переключающее устройство; /І'— моделирующее устройство; V — блок автоматического управления; VI — электронный следящий блок; VII — блок питания; VIII — генерирующий блок; IX — блок генерирования аварийных сигналов; X — блок проверіш исправности системы; — индикатор № 1; XII —ая-дикатор ,№2; 1 — ручное управление; 2 — ошибка курса; 3 — заданный курс; 4 — фактический курс; 5 —ошибка глубины; б —заданная глубина; / — фактическая глубина; й— верхний предел глубины; 9 —нижний предел глубины; І0 —сигналы от системы управления рулями; // — управляющие сигналы в систему управления рулями; 12 — сигнал аварийной тревоги; /3—сигнал изображения; 14, 15, /б —сигналы от рубочных, кормовых горизонтальных' и вертикальных рулей соответствеиио; 17 — параметры качки; М-значение дифферента; ;9 — значение скорости; 20 — к реле.

ее Истинный и заданный курс. Кроме того, входящий в состав устройства видеосместитель позволяет генерировать на экране данные, поступающие от гидроакустической и радиолокационной аппаратуры корабля. Таким образом, рулевой может сосредоточить свое внимание на одном экране, передающем ему всю необходимую информацию об окружающей обстановке.

Электронное моделирующее устройство «Коналог» в значительной степени упрощает процесс управления подводной лодкой. По сообщениям печати ^ применение устройства позволяет ' неподготовленному рулевому вести подводную лодку с отклонениями от заданной глубины движения не более чем на 3 м.

в 1962 г. на атомных подводных лодках «Трешер» и «Пер-мит» ■ испытывали улучшенный вариант системы «Коналог» Мк-И (рис. 68), габариты которого по сравнению с первой моделью в три раза меньше. По сообщениям зарубежной печати 2, система «Коналог» Мк-П предназначена для установки на атомных подводных лодках, в том числе на подводных ракетоносцах.

Одновременно в США разрабатывают новую систему наглядного отображения обстановки «Сквайр» (SQUIRE —Submarine Quickend Responce). На экран системы (рис. 69) нанесена сетка, вертикальные линии которой соответствуют курсу лодки, а горизонтальные— глубине погружения. Заданное поло.жение подводной лодки на экране отмечено светящимся кру.ж-KÖM, предсказанное — точкой, действительное — крестиком. Рулевой обязан так вести лодку, чтобы на экране непрерывно совмещались точка и кружок, при установившемся движении там же будет находиться третий светящийся символ — крестик. Когда командир или вахтенный офицер задает новое значение глубины или курса, кружок на экране перемещается. Манипулируя штурвалом, рулевой вновь добивается совмещения точки с центром кружка. Через некоторое время, необходимое для фактического выполнения маневра подводной лодки, в ту же точку смещается и крестик.

В отличие от системы «Коналог» система «Сквайр» обеспечивает круговой обзор на 360°, но не дает наглядного представления о скорости движения лодки. Как и в системе «Коналог», на ее экране может быть отражена и другая поступающая на подводную лодку информация об окружающей обстановке: под-

' Missiles and Rockets, 1962, т. 10, № 20. = Navy Times, 1964, 24/VI.

Области внедрения автоматики

водных препятствиях, надводных кораблях, подводных лодках, минах и т.- п.

Вопрос об окончательном выборе системы наглядного отображения окружающей обстановки для перспективных подводных лодок в США еще не решен. Как та, так и другая система имеют свои преимущества и недостатки и, по существу, являются экспериментальными. Поэтому на атомных подводных лодках, оборудованных такими системами, сохраняются дублирующие посты, оборудованные комплектом штатных приборов и индикаторов К

Широкое применение электрогидравлических приводов уп^ равления клапанами и кингстонами общекорабельных систем позволит со временем полностью автоматизировать процессы замещения переменных грузов, удифферентовки, погружения и всплытия подводной лодки, в иностранной печати появились сообщения о том, что на атомных подводных ракетоносцах установлена автоматическая система поддифферентовки при изменении плотности морской воды ^.

На подводных лодках ВМС США вместо применявшихся ранее трех раздельных постов (погружения и всплытия, гидравлики и воздушных систем) оборудуется один совмещенный пост управления общекорабельными системами, например, на подводной лодке «Хэлибат», где на пульте помещены панели управления следующими системами: погружения и всплытия; дифферентной; осушительной; сжатого воздуха; гидравлики; выдвижными устройствами и системой подачи воздуха в лодку на перископной глубине; открывания забортных отверстий; подачи крылатых ракет на стартовую установку; пожаротушения отсека ракетного оружия.

Кнопки и переключатели, установленные на пульте управления, соединены электрическими цепями с электромагнитами электрогидравлических или электропневматических приводов арматуры систем. Кроме того, дистанционно или автоматически управляемая арматура снабжена указателями положений, сигналы от которых поступают на световые индикаторы положения арматуры, расположенные на панелях пульта.

Как отмечалось в разделе «Непотопляемость», для управления всеми противоаварийными средствами лодки в США разрабатывается специальная автоматическая система SSMS, основу которой составляет малогабаритное электронное вычислительное устройство^.

Автоматизация энергетических установок (АЭУ) первых атомных подводных лодок ВМС США базировалась на обыч-

1 United States Naval Institute Proceedings, 1963, t. 89, Ks 3.

2 Marine Engineer and Naval Architect, 1959, t. 82, № 1000.

3 Signal, 1964, t. il8, № 8.

ных элементах и схемах автоматического управления и регулирования. Новая система управления и контроля параметров работы АЭУ с применением элементов вычислительной техники была установлена и испытана на подводной лодке «Тритон». Контрольно-измерительная аппаратура этой системы позволяет непрерывно следить за изменением параметров (температуры, давления и пр.) в 75 важнейших точках тепловой схемы установки. Кроме того, с помощью новой системы автоматически регулируется мощность турбин, расход питательной воды и тепловая мощность реактора. Вместо электронных ламп' в системе широко использованы магнитные усилители, общее количество которых достигает 144.

На новых атомных подводных лодках установлена 148-ка-нальная аппаратура для измерения температуры в отдельных узлах паропроизводящей и паротурбинной установок, позволяющая измерять температуру в пределах 10—315° С с точностью ±2—4°.

Более совершенную систему автоматического управления АЭУ разработала фирма Дженерал Электрик. Основной узел этой системы — электронная вычислительная машина ОЕ-312, способная регулировать работу 12 контуров и устройств АЭУ, в том числе контура водоснабжения, выработки пара, образования конденсата, деминерализации, а также устройства управления регулирующими стержнями атомного реактора. Схема ЭВМ собрана на полупроводниковых элементах, что в значительной степени повышает надежность работы всей системы. По сообщениям зарубежной печати 2, надежность работы системы при 6-месячной эксплуатации составляет 99,47о.

Основу автоматизации навигационного оборудования атомных подводных лодок-ракетоносцев составляют цифровые ЭВМ «Навдак». Первая модель этой ЭВМ снабжена запоминающим устройством на магнитном барабане, вращающемся со скоростью 8000 об/мин; его емкость 13 тыс. чисел по 25 двоичных знаков. ЭВМ выполнена полностью на полупроводниковых элементах. Контроль за исправностью машины осуществляет специальное устройство; программы вводятся с перфокарт.

Подводные лодки типа «Лафайет» снабжены усовершенствованной моделью ЭВМ «Навдак». Новая модель ^ отличается увеличенной емкостью запоминающего устройства и быстро-.действием.

Астронавигационный перископ типа «11» оборудован самостоятельной ЭВМ «Стардак». Эта машина состоит из 88 600 элементов, смонтированных для удобства во время осмотров и

' Hansa, 1959, т. 96, № 8/9.

2 Fairplay, 1961, № 4077.

3 Electronics, 1961, т. 35, № 18.

ремонта на выдвижных кассетах с печатными схемами. В центральном посту подводных ракетоносцев типа «Лафайет» впервые установлена контрольная аппаратура, позволяющая в пять раз быстрее проверять все навигационные системы подводной лодки.

Для управления оружием подводных лодок необходимо создать полностью автоматизированные системы управления стрельбой ракетного и торпедного оружия. Однако это приводит к увеличению веса и объема, занимаемых подобными системами. Например, аппаратура управления торпедной стрельбой типа Мк-113 занимает около 5 (без объемов, необходимых для обслуживания приборов). Новые американские подводные лодки оборудуются специальным постом управления средствами противодействия радио- и гидроакустическому наблюдению противника.' Оператор этого поста («оператор по контроме-рам» — contrmeasures operator) с помощью специальных устройств анализирует данные о внешней обстановке и вводит в действие соответствующие средства противодействия при выходе подводной лодки в атаку или при уклонении от сил ПЛО.

Предыдущая глава Оглавление Следующая глава