Юный техник, 2003 № 08

ПОЛИГОН По комарам — из пушки

Командир корабля, находясь высоко на своем мостике, видел картину боя на расстоянии до 20 км. Он выбирал наиболее важные цели и порою сосредотачивал на них огонь всех орудий. Первоначально он отдавал приказ, на какой угол поднять ствол и как развернуть орудие, при помощи стрелочного телеграфа. Артиллеристы же включали моторы и наводили стволы пушек. Впоследствии была внедрена электрическая система дистанционного управления непосредственно с капитанского мостика, и участие наводчика стало не нужно.

Сегодня дистанционно управляемое оружие ставят на вертолетах, автомобилях и танках. Стали известны даже наводимые дистанционно снайперские винтовки.

Наводить лазерное оружие также лучше на расстоянии — при помощи электронных следящих систем. Модель такого устройства мы вам и предлагаем.

Роль лазерной пушки в нем выполняет обычная лазерная указка. Наводить ее на цель будет управляемый вами электропривод. В состав его входят электродвигатель M1, источник питания GB1, управляющий переключатель SB1 (рис. 1).

Электромотор вращается слишком быстро, поэтому без понижающего редуктора не обойтись. Высокий коэффициент редукции и простое устройство имеют червячные редукторы, нередко применяемые в электрифицированных игрушках. Хорошо бы подобрать такой готовый редуктор от игрушек, собранный вместе с моторчиком в одном блоке. Чтобы изменять поворот орудия с правого на левое, необходимо заставить мотор вращаться в обратную сторону. Для этого достаточно изменить полярность питания. В простейшем варианте (рис. 1а) задача решается переключением подвижных контактов двухполюсного переключателя SB1 из одного крайнего (нефиксируемого) положения в другое. В этом варианте к выводам двигателя M1 подводятся от источника GB1 знакопеременные напряжения. В варианте по рисунку 1б задача решается с помощью двух батарей GB1, GB2, у каждой из которых выводы постоянно соединены с одним из выводов двигателя, а другие посредством более простого коммутатора SB1 поочередно подключаются ко второму выводу M1.

Сразу же заметим, что управление с помощью переключателей типа микротумблера годится только для микромоторчиков от электрифицированных игрушек; для более мощных электродвигателей потребуется использовать сравнительно мощные электромагнитные реле K1, К2 (рис. 2).

Поскольку обмоткам таких реле безразлична полярность питания, при двухбатарейном управлении двигателем Ml питать обмотки реле можно от любой из двух батарей. Стоит иметь в виду, что при низком напряжении питания (4,5 В) указанные реле могут потреблять ток, сопоставимый с током двигателя, изза чего нагрузка на источники будет неодинаковой. Поэтому для более равномерного расхода емкости батарей следует переводить питание реле с одной батареи на другую.

Возвращаясь в наш «игрушечный» масштаб мощностей, обратим внимание также на то, что переключатели-тумблеры с фиксированным нейтральным положением контакта, изображенные на рисунке 1, сравнительно дефицитны — их придется заменить двухцепевыми кнопками (например, типа КМ2-1), как показано на рисунке 3.

Здесь кнопочный переключатель SB1, входящий в коммутационный узел AS1 горизонтальной наводки «орудия», включает двигатель M1 для поворота, скажем, вправо, a SB2 — влево.

Так же может быть устроен коммутационный узел AS2 вертикальной наводки. Здесь уже просматривается компоновка пульта дистанционного управления «зенитной установкой». Чтобы не нажать в «пылу сражения» одновременно кнопки SB1, SB2, относящиеся к одному узлу, к примеру AS1, и не замкнуть накоротко батарею GB1, лучше изготовить конструктивный узел, изображенный на рисунке 4.

Это пластмассовая крестовина, центр которой закреплен на «шарнире», которым служит квадратная подушечка из губчатой резины; ее нижняя поверхность приклеивается к основанию пульта, на котором держатся также кнопочные переключатели SB1, SB2 коммутационных узлов AS1, AS2.

В нерабочем состоянии лучи крестовины могут слегка касаться кнопок.

Микропористая подушечка позволяет крестовине качаться во взаимно-перпендикулярных направлениях, ограниченных направляющими стойками. Сверху в центре крестовины укреплена рукоятка управления, для которой в крышке пульта делается крестоообразный пропил. При качаниях крестовины ее «лучи» поочередно нажимают толкатели только одной кнопки. Такая несложная конструкция позволяет производить наводку орудия в горизонтальной и в вертикальной плоскостях поочередно. Так, чтобы повернуть ствол зенитки вправо и поднять выше, нужно отклонить рукоятку управления вправо, затем вперед. Нетрудно сообразить, что скорость наведения оружия получилась бы заметно выше, если удалось одновременно нажимать сразу пару кнопок — в нашем примере SB2 (AS1) и SB1 (AS2). Такую возможность дает конструкция пульта, изображенная на рисунке 5.

Элементом, обеспечивающим нажатие как любой одной кнопки, так и любой «разрешенной» пары, здесь служит диск, качающийся на шарнире и также управляемый одной рукояткой. Разрабатывая деталировки конструкции пульта, необходимо учитывать рабочий ход толкателей и используемых кнопочных переключателей.

Говоря о горизонтальной и вертикальной наводке, мы пока не задумывались об их пределах. Представим вероятную компоновку подвижных узлов конструкции. Так, тумба орудия может базироваться на горизонтальной поворотной площадке в форме круга, связанной через редуктор с двигателем Ml. Оба двигателя спрятаны в неподвижном «фундаменте» зенитки (коробка из пластмассы или фанеры). На тумбе шарнирно укреплен ствол орудия (ракетные направляющие), связанный с мотором М2 своим редуктором; этот «ствол» и мотор М2 также «привязаны» к тумбе.

В процессе наводки токоподвод к приводу M1 остается неподвижным, а вот провода к М2 должны иметь слабину, обеспечивая гибкую связь с «фундаментом», на котором жестко закреплен кабель от пульта управления.

Чтобы подвижные провода не были слишком длинными, можно ограничить поворот площадки углом порядка 180°, имея в виду ориентацию установки только в сторону «фронта». Ну а поворот в вертикальной плоскости логично ограничить углом 90° — от горизонтального до вертикального положений ствола. В натурных установках запредельный ход приводов ограничивают концевые микровыключатели, разрывающие питание приводов; если останавливать их только механическими упорами, заторможенный двигатель сгорит.

В нашей модели такого не произойдет, поскольку микромоторчики имеют достаточно высокое сопротивление обмоток. Так что не станем усложнять конструкцию микровыключателями и обойдемся лишь механическими упорами у крайних положений.

Поскольку прицеливание в нашей установке ведется дистанционно, контролировать его легко по красному «зайчику» лазерного луча, скользящему по стене, где можно расположить цели «обстрела».

Куда же «стрелять» из такой пушки? Можно использовать мишень, откликающуюся на попадание луча вспышкой лампы или звуковым сигналом (подобные конструкции мы не раз публиковали). Можно сделать движущуюся мишень, можно, в конце концов, «стрелять» по комарам.

Главное — остерегайтесь попадания лазерного луча в глаза.

Ю. ГЕОРГИЕВ