Важным этапом подготовки ракеты-носителя к стану является процесс ее установки на пусковом столе в вертикальное положение. Для этих целей применяются подъемно-установочные агрегаты (ПУА), обеспечивающие не только подъем ракеты-носителя из транспортного горизонтального в рабочее вертикальное положение, но и установку на стартовый стол с требуемой точностью по угловому отклонению от вертикальной плоскости. Для этих целей ПУА оснащаются приводами горизонтирования, обеспечивающими установку контрольной плоскости ПУА и ракеты-носителя с требуемой угловой точностью относительно горизонта.
В настоящее время существует множество технических решений реализации приводов горизонтирования на четырех и более выдвижных опорах. Подробно обзор сущетвующих технических решений — как в области патентов, так и реализованых на практике рассмотрен в работе [1]. Согласно результатам исследования [2] трехточечная схема горизонтирования позволяет обеспечить высокую точность горизонтирования и при этом сократить продолжительность процесса горизонтирования при обеспечении горизонтирования в один этап.
Представленные в работе [2] математические зависимости описывают кинематику горизонтирования по трехточечной схеме и могут быть развиты для нахождения потребных для совмещения контрольной плоскости ПУА с плоскость. горизонта длин опор ПУА. При этом учитываются следующие конструктивные особенности механической системы ПУА-опоры:
В таком случае задача горизонтирования сводится к обеспечению увеличения длин опор ПУА на известную величину. При этом стоит учитывать, что входными данными при горизонтировании являются две величины — угловое отклонение от горизонта в продольной и поперечной плоскости, а значит для обеспечения статической разрешимости задачи, математическая модель должна иметь две выходных искомых переменных — потребные длины двух опор.
Для обеспечения статической разрешимости задачи в работе приводится развитие зависимостей, описанных в [2], с использованием векторного описания взаимного углового положения контрольной и горизонтальной плоскости [3]. В результате показано, как по известным геометрическим параметрам расположения опор ПУА и угловому положению контрольной площадки можно определить длины опор, потребные для совмещения контрольной плоскости ПУА с горизонтом. В работе вводится понятие высоко расположенной опоры — опоры, выдвижение которой для обеспечения совмещения контрольной плоскости с плоскостью горизонта не требуется. В этом случае, при выдвижении двух других опор, осуществляется поворот ПУА относительно высоко расположенной опоры и, при известных потребных длинах выдвижения, совмещение контрольной плоскости и плоскости горизонта.
Описанные закономерности позволили разработать алгоритм, обеспечивающий реализацию поворота ПУА одновременно в продольной и поперечной плоскости при неизменной длине одной из опор. Приведенный алгоритм реализует описанные в [2] зависимости и, на основе данных о геометрическом расположении опор ПУА, позволяет путем относительно не сложных вычислений, определить требуемые длины выдвижения опор. Однако, в случае с ПУА или другой техникой, работающей на открытом воздухе в условиях воздействия пыли, грязи и ряда механических факторов (камни, удары при эксплуатации), реализация надежной системы измерения длины опоры является не простой инженерно-технической задачей.
Описанный алгоритм может быть реализован для гидропривода с исполнительными элементами, обеспечивающими подачу контролируемой или известной величины объемного расхода рабочей жидкости в опоры. Такими устройствами могут быть нерегулируемые [4] или регулируемые регуляторы потока [5, 6]. В этом случае можно перейти от сложно регистрируемой величины хода опоры к регистрации продолжительности подачи рабочей жидкости в гидравлическую полость опоры. В этом случае, зная величину объемного расхода и геометрические параметры гидравлической полости опоры, можно определить скорость выдвижения и, контролируя время выдвижения, определить момент остановки, соответствующий требуемой длине выдвижения. Для учета динамических явлений, погрешностей определения геометрических параметров, в алгоритм введены коэффициенты, которые позволяют, путем их корректировки, обеспечить его настройку под конкретное изделие.
В настоящий момент разработанный алгоритм прошел верификацию путем имитационного моделирования гидропривода горизонтирования. Также, на основе разработанного алгоритма реализована программная часть ПО привода горизонтирования.
Таким образом, разработанный алгоритм горизонтирования может быт реализован в приводе горизонтирования ПУА. При этом обеспечивается относительное упрощение самого гидропривода за счет снижения номенклатуры используемых регулирующих устройств, и снижение продолжительности процесса горизонтирования за счет реализации горизонтирования в один этап.