Заявитель:

В. В. Куман В. А. Кротов Э. П. нтковска А. Е. Фельдман
В. В. Куман В. А. Кротов Э. П. нтковска А. Е. Фельдман

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ BtTPA С БОРТА ДВИЖУЩЕГОСЯ КОРАБЛЯ

Номер патента: 296036


Cena Советоких Социалистических Республик

ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

296036

Зависимое от авт. свидетельства № —■ Заявлено 08.VII.1969 (№ 1345306/18-10)
с присоединением заявки № —

МПК G 0!р 5/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Приоритет —
УДК 551.40.086(088.8)

Опубликовано 12.11.1971. Бюллетень № 8 Дата опубликования описания 9.VIII. 1971
Авторы
изобретения В. В. Куман, В. А. Кротов, Э. П. Пянтковская и А. Е. Фельдман

Заявитель
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЕТРА С БОРТА ДВИЖУЩЕГОСЯ КОРАБЛЯ
1
В известных устройствах для измерения и. регистрации средней скорости и
направления ветра с движущегося объекта, построенных на вращающихся
трансформаторах, наличие значительных погрешностей при маневрировании и
циркуляции корабля не обеспечивает заданной точности измерения параметров
истинного ветра и надежности.
Для увеличения надежности работы и упрощения схемы ¡предлагаемое устройство
снабжено двумя линейными вращающимися трансформаторами (ЛВТ), двумя синусно-
косинусными вращающимися трансформаторами (СКВТ) и суммирующим устройством,
установленными таким образом, что ротор одного ЛВТ связан с выходом устройства
преобразования скорости наблюдаемого ветра, а выходная обмотка его ¡подключена
к статорной обмотке одного СКВТ, ротор которого связан с суммирующим
устройством, складывающим величины направления наблюдаемого ветра и курса
корабля; ротор второго ЛВТ связан с выходом устройства измерения скорости
корабля, а выходная обмотка его подключена к статорной обмотке второго
СКВТ, ротор которого развернут на угол, равный курсу корабля, ори этом выходная
синусная и косинусная обмотки одного СКВТ ¡включены последовательно и в
¡противофазе с аналогичными обмотками второго СКВТ.
2
Для увеличения точности измерения составляющих скорости истинного ветра при
разбросе параметров элементов устройства в цепи разложения скорости корабля по
составляю-5 щим между ЛВТ и СКВТ включены масштабный вращающийся трансформатор
(МВТ) и регулируемое сопротивление.
Кроме того, для получения величин скорости и направления истинного ветра в виде
уг-10 ла ¡поворота устройство снабжено векторным построителем, построенным на
вращающихся трансформаторах, на вход которого подаются сигналы,
пропорциональные составляющим скорости истинного ветра в земной си-15 стеме
координат.
Схема предлагаемого устройства дана на чертеже.
Устройство содержит датчик 1 ветра, центральный прибор 2 и векторный
построитель о, 20 соединенные между собой электрическими связями 4 и 5. Кроме
того, имеются сельсин-датчик 6 курса, расположенный в приборе 7 (компас или
прибор, транслирующий курс корабля) и ЛВТ 8, расположенный в приборе 9 25 (лаг
или прибор, транслирующий скорость корабля). Воздушный поток, воздействуя
на флюгарку 10, разворачивает ее вдоль потока. Под действием момента,
создаваемого флюгаркой, крыльчатка 11 с ¡помощью поворотно-30 го устройства (на
чертеже не ¡показано) уста-


65

296036

3
навливается навстречу потоку и начинает вращаться со скоростью,
¡пропорциональной скорости наблюдаемого ветра. Совместно е ней вращается ротор
асинхронного тахогенерато-ра 12, 'вырабатывающего напряжение, пропорциональное
скорости вращения ротора, а следовательно, и скорости .наблюдаемого ветра. Это
напряжение поступает в блок 13 измерения скорости ветра и сравнивается с
выходным напряжением ЛВТ 14, прошедшим через МВТ 15 и фазирующее устройство
16. Сигнал рассогласования поступает на усилитель 17, в котором усиливается, а
затем подается на двигатель 18, который разворачивает ротор ЛВТ 14 до момента
достижения равенства сравниваемых напряжений. Угол поворота ротора ЛВТ 14
пропорционален его выходному напряжению, равному напряжению тахогенератора 12,
а следовательно, скорости наблюдаемого ветра. Кинематически связанное с ротором
шкальное устройство 19 будет показывать величину скорости наблюдаемого ветра.
Фазирующее устройство 16 служит для фазировки сравниваемых напряжений. МВТ 15
служит для подгонки характеристики блока 13 измерения скорости ветра в
зависимости от характеристики датчика ветра 1 при тарировке. Флюгарка 10
разворачивает ротор сельсина-датчика 20 и с помощью сельсинной следящей
системы, работающей в трансформаторном .режиме (сельсин-приемник 21, усилитель
22, двигатель 23 и шкальное устройство 24) направление наблюдаемого ветра в
виде угла поворота передается в центральный прибор 2. Показания снимаются
со шкального устройства 24 и могут быть получены в виде угла поворота в
кинематической цепи двигателя 23.
В ¡приборе 7 ротор сельсина-датчика 6 разворачивается на угол, равный курсовому
углу К. Этот угол транслируется .в центральный прибор 2 с помощью следящей
системы на сельсинах, работающих в трансформаторном режиме, состоящей из
сельсина 25, двигателя 26, усилителя 27 и шкального устройства 28. Величины
направления наблюдаемого ветра и курса корабля складываются
суммирующим дифференциалом 29. Ротор СКВТ 30 разворачивается на этот суммарный
угол, а напряжение, поступающее на его статорную обмотку с ЛВТ 14, равно
иг = Ко-УУ-и,
где 14 — напряжение питания ЛВТ 14,
Ко— коэффициент ‘пропорциональности.
Выходные напряжения синусной и косинусной обмоток СКВТ 30 .равны
и х,„ = К\ ■ П] -соэ (К -|- Куу) =
= К1-К0-№-и-еов(К+ Кту),
иг„ = Кх-и^ё'т^ + Куг) =
= КгК0-№.и-5т(К-{-^), 4
где U Хю —напряжение косинусной обмотки, Uyn —напряжение синусной обмотки,
К\ — коэффициент пропорциональности.
ЛВТ, расположенный в приборе 9, .подает на вход СКВТ 31 через МВТ 32 и
регулируемое сопротивление 33 напряжение, пропорциональное скорости корабля V,
а ротор СКВТ 31 поворачивается .на величину К. Применив такие же рассуждения,
как с СКВТ 30, .получим напряжения, пропорциональные составляющим скорости
корабля в земной системе координат (ось X направлена на север).
Ux3l = K3-Vx = Кз-V-cos К,
Uyzi = /Сз- Vy = Кг- V- sin К.
Так как синусные и косинусные обмотки обоих СКВТ 30 и 31 включены в
противофазе, т. е. на вычитание, то получим
¿/*8ЫХ = £/*,. - UX>1 = К,- Wx - /Сз- У* =
= Ka{Wx—Vx) = K3VX,
Uyam = Uy„ - иУп = K3-Wy-K3-Vy = K3(Wy— Vy) = K3 - VY,
где    VX и Uy — составляющие скорости
истинного ветра в земной системе координат; í/x и ^увых—выходные напряжения.
Регулируемое сопротивление 33 и МВТ 32 обеспечивают ¡подгонку фаз и амплитуд
выходных напряжений СКВТ 31 с выходными напряжениями СКВТ 30, исключая
'влияние разброса параметров элементов устройства. Полученные выходные
напряжения через выходные цепи 34 и 35 обеспечивают трансляцию составляющих
скорости ветра Vх и Vy в устройства корабельной автоматики. Эти же напряжения
Uх и U у по электрическим связям 5 поступают на статорные обмотки СКВТ 36 в
векторном построителе 3. Компенсируя с помощью усилителя 37 и двигателя
38 напряжение на одной из роторных обмоток СКВТ 36, получаем в кинематической
цепи двигателя 38 и на шкальном устройстве 39 величину направления истинного
ветра К в виде угла поворота. Напряжение с другой роторной обмотки СКВТ 36
пропорционально скорости истинного ветра V. Это напряжение с помощью следящей
системы, состоящей из ЛВТ 40, двигателя 41, усилителя 42 и МВТ 43,
преобразуется в угол поворота. Фазиров-ка напряжения, поступающего от СКВТ 36,
с напряжением компенсации производится регулируемым сопротивлением 44, а
согласование масштаба шкального устройства 45 с ¡помощью МВТ 43. Показания
скорости истинного ветра V снимаются ¡со шкального устройства 45.


296036

5
В устройстве может быть 'несколько векторных построителей, подключенных
аналогичным образом и расположенных в различных частях корабля.
Трансляция величин Кж, V и Ку может осуществляться также с помощью любых
дистанционных 'Передач, использующих в качестве входного параметра угол
поворота.
В данном описании показан один из вариантов выполнения устройства, что не
исключает возможного применения его в других исполнениях.
Предмет изобретения
1. Устройство для измерения параметров ветра с борта движущегося корабля,
содержащее датчик ветра и устройство преобразования скорости и направления
ветра в угол поворота, отличающееся тем, что, с целью увеличения надежпости
работы, упрощения схемы устройства, оно снабжено двумя линейными вращающимися
трансформаторами (ЛВТ), двумя синусо-косинусными вращающимися трансформаторами
(СКВТ) и суммирующим устройством, установленными таким образом, что ротор
одного ЛВТ связан с выходом устройства преобразования скорости ветра, а
выходная обмотка его подключена к статорной
6
обмотке одного СКВТ, ротор которого связан с суммирующим устройством,
складывающим величины направления наблюдаемого ветра и курса корабля; ротор
второго ЛВТ связан с 5 выходом устройства измерения скорости корабля, а
выходная обмотка его подключена к статорной обмотке второго СКВТ, ротор
которого развернут на угол, равный курсу корабля, при этом выходная синусная и
косинусная Ю обмотки одного СКВТ включены последовательно и в противофазе с
аналогичными обмотками второго СКВТ.
2.    Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности
измерения
15 составляющих скорости истинного ветра при разбросе параметров элементов
устройства, в цепи разложения скорости корабля по составляющим между ЛВТ и СКВТ
включены масштабный вращающийся трансформатор и ре-20 гулируемое сопротивление.
3.    Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью получения величин
скорости и направления истинного ветра в виде угла поворота, оно снабжено
векторным лостроите-
25 лем, построенным на вращающихся трансформаторах, на вход которого подаются
сигналы, пропорциональные составляющим скорости истинного ветра в земной
системе координат.