Современные машины специального назначения содержат большое количество радиоэлектронной аппаратуры, надежность и качество работы которой определяет эффективность выполнения боевой задачи [1, с. 3].

Одним из наиболее важных требований к системам электропитания (СЭП) машин специального назначения является обеспечение бесперебойным электропитанием бортовой радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в боевом и дежурном режимах работы от разных источников электроэнергии как на стоянке, так и в движении. Для выполнения указанных требований в состав СЭП должны входить следующие источники электроэнергии:

— генератор отбора мощности маршевого двигателя шасси для обеспечения электропитанием аппаратуры изделия в движении;

— автономный дизельный электроагрегат (ДЭ) c дистанционным управлением для обеспечения электропитанием аппаратуры изделия в движении и на стоянке;

— преобразователь напряжения для получения напряжения 27 В из трехфазного переменного напряжения промышленной сети напряжением 380/220 В и частотой 50 Гц в месте основного базирования;

— аккумуляторные батареи, предназначенные для запуска ДЭ и обеспечения автономным электропитанием аппаратуры изделия при аварийном отключении одного из основных источников электроэнергии (АКБ подпорные).

Система электропитания реализована посредством КРУ, которое обеспечивает распределение электропитания по двум независимым линиям: резервируемой и нерезервируемой.

Резервируемая линия питания является критически важным элементом системы, гарантирующим бесперебойное электроснабжение основного оборудования. В случае аварийного отключения основного источника энергии КРУ автоматически переключает питание на аккумуляторные батареи, обеспечивая непрерывную работу ответственных потребителей. Для оптимизации времени автономной работы критически важного оборудования происходит автоматическое отключение нерезервируемой линии.

Распределение нагрузки в системе организовано следующим образом: резервируемая линия обеспечивает все основные элементы радиоэлектронной аппаратуры машин управления, а нерезервируемая — средства кондиционирования и обогрева.

На основе анализа ключевых задач, решение которых должно осуществляться системой электропитания машин специального назначения, была разработана структура системы электропитания, показанная на рисунке 1.

В качестве КРУ следует использовать прибор, обеспечивающий выполнение следующих функций:

— оповещение при отсутствии напряжения от основных источников электропитания;

— автоматический переход на АКБ при отсутствии напряжения от основных источников электропитания;

— заряд и контроль состояния (прогнозирование времени работы от АКБ);

— защита цепей от коротких замыканий, перегрузок и переполюсовок;

— индикация состояния системы электропитания: тип действующего источника электропитания, уровень напряжения на источнике электропитания, оставшееся время автономной работы (в случае автономного режима работы от АКБ), активные линии нагрузки и уровень напряжения на них;

— подача команд в информационно-вычислительную систему для запуска отключения устройств с пускозарядным устройством (ПЗУ) и корректного завершения работы операционной системы, работающей с базами данных.

Рис. 1. Структурная схема системы электропитания

Коммутация источников электроэнергии и линий электропотребителей осуществляется экипажем машины управления согласно сложившейся обстановке с помощью пультов управления электропитанием, что требует от экипажа знания структуры СЭП машин специального назначения и навыков ее безошибочного реконфигурирования.

В качестве потенциальных устройств, подходящих для выполнения поставленных задач, рассмотрены КРУ типа П905-Н (рисунок 2), П906, БСЗ, КВК и др.

Рис. 2. Пульт управления электропитанием П905-Н

В ходе проведенного анализа выявлено, что в рассматриваемых КРУ отсутствуют следующие функции:

— осуществление автоматической подзарядки и контроля состояния АКБ;

— автоматизированная реконфигурация системы (смена источника электропитания) при вращении стартера источника в действующей линии, что позволило бы избежать появления просадок по напряжению, приводящих к сбою в работе электропотребителей или даже их отказу;

— коммутирование потребителей только на те линии, уровень напряжения которых является заведомо допустимым, т. е. находится в диапазоне от +22,5 до +28,5 В (согласно ГОСТ 13109-1997);

— подача команд в информационно-вычислительную систему для запуска отключения устройств с ПЗУ и корректного завершения работы операционной системы, работающей с базами данных.

Таким образом, необходимо провести комплекс мероприятий по применению автоматизированного КРУ, обладающего указанными функциями, либо провести модернизацию существующих изделий. К изделиям, близким по функционалу и техническим характеристикам, относятся изделия типа П905, П905Н.

Вывод: автоматизация процесса обеспечения бесперебойным электропитанием РЭА машин специального назначения за счет разработки прикладной интеллектуальной системы управления (ИСУ) электропитанием позволит снизить влияние человеческого фактора при проведении ее реконфигурирования и сосредоточить внимание экипажа на выполнении основных (боевых) задач.

Сложность решения указанной задачи заключается в необходимости формализовать процесс синтеза управляющих воздействий [4, с. 35] на основе результатов анализа информации, описывающей состояние системы электропитания, и значений внешних параметров (например, величины напряжения в линии генератора отбора мощности при вращении стартера маршевого двигателя, уровня заряда аккумуляторных батарей и т. д.).

Таким образом, автоматизация процесса обеспечения бесперебойным электропитанием РЭА машин управления специального назначения за счет разработки прикладной ИСУ электропитанием является актуальной научно-практической задачей.

Литература:

1. Губко М. В. Математические модели оптимизации иерархических структур. — Москва : ЛЕНАНД, 2006. — 264 с.
2. Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры: Учебник для вузов / К. И. Билибин, А. И. Власов, Л. В. Журавлева и др. Под общ. ред. В. А. Шахнова. — Москва : Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2002. — 528 с.
3. Затылкин А. В. Экспериментальные исследования эффективности пассивных систем виброизоляции для подвижных объектов сухопутного базирования / А. В. Затылкин, Д. А. Голушко, А. С. Горбунов // Вопросы радиоэлектроники. — 2017. — № 12. — С. 78–83.
4. Суркова Н. Е. Методология структурного проектирования информационных систем: монография / Н. Е. Суркова, А. В. Остроух. — Красноярск : Научно-инновационный центр, 2014. — 190 с.