Энергообеспечение агрегатов наземного оборудования

Широкая механизация и автоматизация процессов функционирования АНО требует значительных энергетических мощностей. Поэтому при разработке АНО должны быть решены следующие задачи:

выбора рациональных видов энергии;

поиска эффективных способов передачи энергии от источников к исполнительным органам;

формирования систем управления;

геометрической, кинематической, энергосиловой и динамической увязки приводов механизмов.

Энергетическая система АНО должна:

располагать достаточным запасом мощности для выполнения механизмами всех функций в соответствии с циклограммой их работы;

обладать достаточным быстродействием в передаче силового импульса с командного на исполнительный орган;

сохранять работоспособность независимо от условий эксплуатации;

быть компактной по объему, выгодной по массе, простой в монтаже и эксплуатации;

иметь достаточно высокий КПД.

Выбор вида энергии и структуры системы определяется, с одной стороны, целесообразностью на каждом АНО применять один тип энергетической системы. Это уменьшает вес и стоимость системы, упрощает ее эксплуатацию. Вместе с тем в целях обеспечения большей надежности и живучести целесообразно применять на одном АНО несколько типов дублирующих энергосистем.

Характерной особенностью энергосистем сложных АНО является использование различных видов энергии - механической, электрической, энергии жидкости и газа, мускульной силы человека. Это связано с особенностями конструкции механизмов и систем АНО.

Независимое проектирование базовых шасси и специальной части АНО приводит к дублированию энергосистем. Так на современных АНО существуют три независимых контура электроснабжения: базового шасси, специальной части и агрегата питания. Причем электрооборудование агрегата питания имеет другую величину номинального напряжения (12В). Обмен электроэнергией для приведения в действие потребителей между контурами невозможен.

Обеспечение механической, гидравлической и пневматической энергиями потребителей базового шасси и специальной части осуществляется также по независимым энергетическим контурам.

Очевидно, что интеграция энергосистем базового шасси и специальной части АНО при дублировании отдельных элементов позволит значительно упростить энергосистему, снизить объем и массу аппаратуры распределения, регулирования и управления, сети передачи энергии.

Специфика боевого применения РК определяет автономность действий основных АНО (пусковых установок, транспортно-заряжающих машин), поэтому данные агрегаты должны иметь автономные энергосистемы. Первичными источника­ми энергии в этом случае могут служить двигатели внутреннего сгорания (ДВС) или газотурбинные двигатели. Источниками энергии АНО могут быть:

двигатели внутреннего сгорания базовых машин;

автономные ДВС, используемые для приведения в действие генераторов энергии;

электрогенераторы, гидронасосы и компрессоры, приводимые в действие ДВС;

баллоны сжатого газа;

энергоблоки одного из АНО в случае взаимодействия при функционировании нескольких АНО (внешний источник).

Основными потребителями энергии в АНО являются:

системы ракет при подготовке их к пуску;

приводы механизмов;

наземная контрольно-пусковая аппаратура;

системы прицеливания, топопривязки и навигации, активной защиты, жизнеобеспечения и др.;

средства связи и сигнализации;

освещение и др.

Структуру и параметры энергосистем полностью определяют состав и технические характеристики потребителей энергии (табл. 6).

Вариант структурной схемы энергосистемы АНО приведен на рисунке 26.

По-прежнему остаются актуальными задачи повышения качества электрической энергии и надежности систем электроснабжения за счет внедрения «горячего» резервирования источников энергии.

Основным источником энергии при подготовке ракеты к пуску служит, как правило, автономный ДВС, который приводит в действие электрический генератор Г1 и гидронасос, образующие в комплексе агрегат питания, обеспечивающий потребителей электрической и гидравлической энергией.

Таблица 6

Характеристика потребителей энергии АНО

Дублирующим источником энергии служит ДВС базового шасси, часть мощности которого через узел отбора мощности используется для приведения в действий гидронасоса, электрогенератора Г2 и компрессора. Электрогенератор Г2 может использоваться также для питания потребителей на марше.

В качестве аварийного источника энергии, как правило, применяется мускульная сила человека, которая непосредственно приводит в действие механизмы с помощью ручного привода или путем получения гидравлической энергии от наcоca с ручным приводом.

Все потребители энергии обычно объединяются системой управления в интегрированный комплекс, обеспечивающий автоматизацию выполнения функций предназначения АНО.

Большой удельный вес в энергетическом балансе АНО имеют электрические системы. Надежное снабжение электрической энергией АНО во многом определяет эффективность РК.

Электрооборудование (ЭО) АНО включает в свой состав ЭО базового шасси и ЭО специальной части. ЭО базового шасси может использоваться в некоторых случаях для питания потребителей небольшой мощности специальной части.

По функциональному признаку в составе ЭО специальной части можно выделить следующие подсистемы: источники электрической энергии; потребители; пультовую и коммутационную аппаратуру; кабельную сеть.

Пусковые установки и транспортно-заряжающие машины имеют несколько дублирующих источников электроэнергии (генераторы, аккумуляторные батареи). Обычно один генератор приводится в действие от автономного двигателя, а второй - от маршевого.

Род тока и величины напряжений в системах электроснабжения АНО выбираются из анализа потребителей электроэнергии. Так как в качестве источника электроэнергии на борту paкет используются химические источники постоянного тока напряжением 27В, то системы электроснабжения АНО имеют аналогичные характеристики.

Появление в составе АНО систем слежения, а в перспективе - систем активной защиты определяет необходимость в источниках переменного напряжения высокой частоты, что требует установки преобразователей энергии.

Достоинствами систем электроснабжения на постоянном токе являются:

возможность полной унификации электрооборудования АНО, в т.ч. и шасси;

возможность применения аккумуляторов, позволяющих понизить мощность генераторов, упростить схемы управления и запуска ДВС;

высокая перегрузочная способность электродвигателей;

хорошие регулировочные свойства двигателей и генераторов.

Недостатки:

малое число типоразмеров электромашин постоянного тока;

невозможность непосредственного использования промышленных энергоустановок в качестве источников энергии (особенно при обучении расчетов в стационарных условиях);

достаточная сложность электромашин постоянного тока и их высокая сто­имость по сравнению с машинами переменного тока.

Пультовая и коммутационная аппаратура предназначена для коммутации силовых электрических цепей и цепей управления источниками и потребителями электроэнергии.

К данной аппаратуре относятся распределительные и релейные блоки, переходные и коммутационные коробки, пульты управления, конечные выключатели.

Кабельная сеть обеспечивает подачу электроэнергии к потребителям и управление их работой. Подача напряжения осуществляется по двух- или однопроводной схеме. Применение постоянного тока позволяет использовать однопроводную схему (минусовой полюс соединить с корпусом), что сокращает число проводников в кабельной сети, но повышает вероятность коротких замыканий.