Как видно на схеме, переменным током питается лишь ротор сельсин-датчика, жестко соединенный с прицелом и, следовательно, поворачивающийся вместе с ним. Ротор сельсин-приемника жестко связан с электродвигателем, приводящим турель в движение. Обмотка этого ротора связана с электронным устройством, являющимся одновременно усилителем и выпрямителем переменного тока.
Переменный ток, питающий обмотку ротора сельсин-датчика, создает переменное магнитное поле. Под действием его в обмотках статора этого же сельсина наводится электродвижущая сила, а так как обмотки статоров обоих сельсинов соединены, в статоре приемника будет протекать ток. В магнитной системе приемника этот ток создает магнитное поле по направлению такое же, как и магнитное поле в сельсин-датчике.
Дистанционная установка регулируется таким образом, что при параллельном положении направления визирной линии прицела и осей стволов оружия роторы обоих сельсинов были перпендикулярны один к другому. Делается это вот с какой целью. При взаимно-перпендикулярном положении роторов и параллельном (согласованном) положении оружия и прицела напряжение тока в обмотке ротора приемника будет равно нулю, так как витки его обмотки не будут пересекать силовых линий магнитного потока, наводимого в обмотках статора.
При повороте прицела (когда согласованное положение его с оружием нарушается) поворачивается и ротор сельсин-датчика. Это вызывает изменение направления магнитного поля в обоих сельсинах. Витки обмотки ротора уже не будут параллельны силовым линиям, а, наоборот, будут пересекать их. В результате в этой обмотке возникнет ток, или, как говорят, сигнальное напряжение. Усилив его и подав на электродвигатель турели, можно заставить ее повернуться в ту же сторону и на тот же угол, на какой повернулся прицел. При повороте турели будет поворачиваться и связанный с ней ротор сельсин-приемника. В какой-то момент времени он вновь займет положение, перпендикулярное к положению ротора датчика (от турели к сельсин-приемнику). Ток в его обмотке исчезнет, и оружие остановится в положении, согласованном с направлением визирной линии прицела.
Однако непосредственно подать напряжение с обмотки ротора сельсин-приемника на электродвигатель нельзя, так как оно слишком мало. Поэтому в схему дистанционной установки непременно входят устройства, усиливающие это напряжение до нужной величины. В качестве таких устройств используются, кроме обычных усилителей на электронных лампах, электромашинные усилители. Необходимость в них вызвана тем, что напряжение на обмотке сельсина очень мало, а для питания двигателя, вращающего тяжелую установку весом до нескольких сотен килограммов, требуется большая электрическая мощность. Обеспечить такой высокий коэффициент усиления позволяют электромашинные усилители.
Электромашинный усилитель представляет собой видоизмененный обычный генератор электрического тока. В его магнитно-якорной системе как бы соединены воедино два генератора. Первый из них возбуждается посторонним источником и его щетки короткозамкнуты, вследствие чего в цепи якоря протекает ток большой силы. В результате в якоре возникает мощное магнитное поле, превосходящее во много раз по величине поле обмотки возбуждения. Оно-то и становится рабочим полем возбуждения второго генератора, щетки которого установлены на продольной оси электро-машинного усилителя. С этими щетками связана внешняя цепь, в которую усилитель отдает свою энергию.
В дистанционной установке «посторонним» источником возбуждения для электромашинного усилителя служит сельсин-приемник. Сигнальное напряжение с него подается вначале на электронный выпрямитель и усилитель, а затем на основную обмотку возбуждения электромашинного усилителя; выработанный электромашинным усилителем ток большой мощности питает приводной двигатель турели.
Для приведения электромашинного усилителя в действие нужен отдельный электродвигатель, который вращал бы якорь генератора. Обычно для этой цели используют двигатель постоянного тока, питаемый от бортовой сети. Конструктивно электромашинный усилитель и вращающий его двигатель объединяются в один агрегат. Якоря их сидят на одном валу, и оба они заключены в общем кожухе. На самолете агрегат электромашинного усилителя располагается вместе с другим оборудованием стрелковой установки, обычно недалеко от оружия.
Основой конструкции турели современных дистанционных установок являются турельные кольца, соединенные друг с другом шарикоподшипниками. Стальное неподвижное кольцо с зубчатым венцом на нижнем торце крепится к конструкции самолета. На подвижном кольце монтируется оружие и бóльшая часть агрегатов и механизмов установки: патронные ящики, механизмы подтяга ленты, гильзо- и звеньеотводы, механизмы регулировки оружия, механизмы перезаряжания и т. д. Некоторые элементы оборудования монтируются поблизости от турели на деталях конструкции самолета. Все электроцепи самолетных дистанционных установок выполняются из кабеля, тщательно изолированного и заключенного в металлическую оплетку. Подключение такого кабеля к агрегатам обычно производится с помощью надежных штепсельных разъемов.
Наряду с описанным выше электрическим приводом на современных самолетах широко применяется также электрогидравлический привод. От электрического привода он отличается тем, что для приведения в движение турели в нем используются не электродвигатели, а специальные устройства, действующие с помощью жидкости. Система дистанционного управления такого привода подобна системе управления электрического привода, он также состоит из двух цепей: привода вертикального движения оружия и привода вращения.
Чтобы познакомиться с тем, как работает электрогидравлический привод, рассмотрим схему, приведенную на рис. 15. Для удобства на ней изображена лишь одна цепь системы, так как принципиальных отличий в работе обеих цепей нет.
Силовая часть электрогидравлического привода включает в себя следующие устройства: гидромотор, гидронасос и вспомогательный механизм. Гидромотором простейшего типа является сектор с поворотным поршнем (рис. 16). На конце поршня имеется уплотнение, препятствующее проникновению рабочей жидкости из одной части сектора в другую. К сектору подведены два трубопровода. Поступая в один из них, жидкость давит на поршень и заставляет его поворачиваться вокруг своей оси. Будучи механически связан с редуктором вращения турели, поршень при своем движении разворачивает турель, причем скорость разворота зависит от количества жидкости, поступающей в сектор в единицу времени.
Подача рабочей жидкости в гидромотор осуществляется гидронасосом. Устройство применяемых на современных установках гидронасосов, как и гидромоторов, различно. Так, например, гидронасос может представлять собой блок цилиндров, внутри которых движутся поршни. Одни из них всасывают рабочую жидкость, другие выталкивают ее в трубопровод, идущий к гидромотору.
С гидронасосом установки связан вспомогательный механизм, в конструкцию которого входит электромотор; скорость вращения электромотора зависит от величины электрического сигнала, поступающего через следящий привод из системы дистанционного управления установкой. Электромотор управляет поршнями гидронасоса таким образом, что подача рабочей жидкости в гидромотор изменяется в соответствии с изменением управляющего сигнала.
Когда установка, снабженная электрогидравлическим приводом, находится в покое, на выходе следящего привода электросигнала нет, поршни гидронасоса не работают и жидкость в гидромотор не подается.
Если же стрелок повернет ручки управления турелью, то на выходе сельсинной связи возникнет электросигнал. После усиления этот сигнал поступит во вспомогательный механизм, а последний приведет в действие поршни гидронасоса. В гидромотор начнет поступать жидкость, которая заставит поршень вращаться с определенной, зависящей от величины сигнала скоростью. Оружие начнет разворачиваться. В электрогидравлическом приводе, как и в электрическом, имеется обратная связь турели с коробкой управления. Эта связь необходима для того, чтобы оружие могло останавливаться в нужном положении согласованно с ручками управления. Обратная связь в электрогидравлическом приводе осуществляется путем механической связи оружия с сельсин-приемником. По мере поворота установки ротор сельсин-приемника приходит в такое положение, при котором сигнал в сельсинной связи становится равным нулю. Мотор вспомогательного механизма при исчезновении сигнала останавливается, и гидронасос перестает подавать рабочую жидкость к гидромотору. Оружие останавливается в нужном положении согласованно с ручками управления установкой.
Описанием действия электромеханического привода дистанционных установок мы и закончим знакомство с основами устройства и принципами работы артиллерийского вооружения современных самолетов. Посмотрим теперь, как ведется из этого оружия стрельба в воздухе.
СТРЕЛЬБА В ВОЗДУХЕ
До сих пор нас интересовал главным образом один вопрос, как произвести выстрел из оружия. Познакомимся теперь, как достигается попадание снарядов в воздушную или наземную цель при стрельбе с самолетов.
Чем стрельба в воздухе отличается от наземной стрельбы? Во-первых, самолет, с которого ведется огонь, и, как правило, цель (например, тоже самолет) перемещаются в воздухе один относительно другого с большими скоростями; во-вторых, воздушная стрельба производится при самых различных положениях самолета по отношению к цели и, наконец, в-третьих, при ведении этой стрельбы нужно учитывать колебания самолета. Все это предъявляет особые требования как к специальному оборудованию, предназначенному для ведения воздушной стрельбы, так и к людям, ведущим эту стрельбу.