74. Назначение и принципы построения пнк.

Под пилотажно-навигационным комплексом будем понимать совокупность датчиков информации, систем обработки и отображения информации, систем управления, предназначенных для решения задач пилотирования и навигации летательного аппарата.

Совокупность ПК и НК, как правило, функционально связанных друг с другом на основе бортовой централизованной вычислительной системы, образует ПНК.

Структурная схема ПНК представлена на рис.1.

Навигационный комплекс обеспечивает решение задач, связанных с навигацией. Он является основной информационной частью ПНК и состоит из функционально связанных бортовых систем. Связи между системами осуществляются как непосредственно, так и через бортовую централизованную вычислительную систему (БЦВС).

Пилотажный комплекс решает задачи пилотирования.

Он включает системы штурвального и траекторного управления, пилотажно-навигационные приборы и системы отображения пилотажной информации, сигнализаторы опасных режимов и другое оборудование, относящееся к процессам пилотирования.

Система траекторного управления предназначена для стабилизации центра масс на заданной опорной траектории, стабилизации углового положения и управления поворотом ЛА вокруг центра масс.

Сигналы НК и других датчиков информации поступают в БЦВС, систему отображения информация (СОИ), а также на другие потребители.

БЦВС ведет обработку информации, решает задачи навигации и боевого применения, а в отдельных случаях и задачи траекторного управления.

Основными функциями БЦВС являются:

• хранение в памяти программ и числовых данных, необходимых для решения различных задач пилотирования, навигации и боевого применения;

• оптимальное оценивание пилотажно-навигационной информации и управление информационными системами;

• идентификация параметров ЛА и бортовых систем;

• выработка команд оптимального управления ЛА, его силовой установкой, системами вооружения, разведки и т.п.;

• управление отображением информации;

• управление контролем всех систем и внутренний контроль.

Рис. 1. Структурная схема ПНК

БЦВС может быть представлена в виде одной многофункциональ­ной ЦВМ (АВМ) или содержать несколько цифровых и аналоговых вычислителей, должным образом согласованных между собой.

В общем случае ПНК позволяет решать в автоматическом и директорном режимах управления следующие задачи:

• полет по заранее запрограммированному маршруту с решением задачи навигации как при наличии связи с наземными радиомаяками, так и при ее отсутствии - в автономном режиме;

• возврат на один из запрограммированных аэродромов посадки;

• снижение с крейсерской высоты полета до высоты предпосадочного маневра - режим "пробивания облачности;

• выполнение предпосадочного маневра в горизонтальней плоскости;

• заход на посадку до высоты 40-50 м;

• выполнение повторного захода на посадку с левым и правым кругом;

• возврат на незапрограммированный аэродром, оборудованный наземными радиотехническими средствами, и выполнение захода на посадку.

Одна из возможных функциональных схем ПНК, обеспечивающего решение перечисленных выше задач, приведена на рис. 2.

Какие датчики или системы подключены к НПП, зависит от выбранного летчиком режима работы ПНК и этапа полета.

Через блок связи на НПП подаются сигналы текущего ψ и за­данного ψ_З курсов, а также курсового угла радиостанции ψ_КУР.

От НПП сигнал подается на вычислитель – блок траекторного управления (БТУ).

Рис. 2. Функциональная схема ПНК

Сюда же поступают от гироинерциальной доплеровской навигационной системы (ГИДНС, см. ГЗ33) сигналы бокового отклонения Z самолета и его производной Ź.

В БТУ формируется сигнал , который:

- используется для управления командной стрелкой канала крена;

- подаётся через блок усилителей на рулевой агрегат РАУ-К управления элеронами;

-подаётся на блок автоматического триммирования БАТ для управления механизмом триммирования.

Если сигнал превышает определенное значение, то БАТ включает механизм триммирования МТ-Э в канале элеронов, обеспечивая интегральное слагаемое в законе управления элеронами.

_Э=_РАУ+_ТРИМ

_РАУ= k₁_x – k₂γ, где k₁, k₂ – коэффициенты пропорциональности, _x - угловая скорость с датчика угловых скоростей..

В канале стабилизатора управляющим сигналом на входе блока усилителей и для горизонтальной командной стрелки КПП является отклонение n_у перегрузки от заданного значения.

Значение n_у поступает с датчика линейного ускорения ДЛУ.

Значение n_уз формируется в блоке траекторного управления или в блоке управления высотой БУВ.

В первом случае входными сигналами являются угол тангажа  и отклонение ΔН от заданной высоты полета.

Во втором случае на вход БУВ поступают сигналы заданной Н_З и текущей H барометрических высот, чисел М₃ и М от задатчика высоты и скорости ЗВС, угла θ наклона траектории полета.

По этим сигналам ПНК осуществляет стабилизацию М₃ или Н₃ при ограничении величин углов тангажа или угла наклона траектории θ. При этом заданная высота может быть функцией расстояния самолета до определенного пункта маршрута.

Решение задачи автоматического полета по маршруту с помощью ПНК сводится к следующему.

Весь маршрут полета разбивается на несколько отрезков ортодромии (рис. 3).

Рис. 3. Ортодромический маршрут полёта

Координаты точки 0 (стоянки самолета), исходного пункта маршрута ИПМ и всех (например, четырех) промежуточных пунктов маршрута ППМ вводятся в ЦВМ при составлении программы полета.

После прохода ИПМ включается автоматический режим ПНК. Самолет летит по отрезку ортодромии ИПМ-ППМ. При этом в инерциально-доплеровской системе ГИДНС при коррекции от РСБН осуществляется счисление пути и сравнение вычисленных координат местоположения самолета с координатами ППМ1, записанными в памяти ЦВМ. Если самолет отклоняется от линии заданного пути, то в БТУ поступают сигналы Z, Ź и Δψ, что обеспечивает возвращение самолета на линию заданного пути.

При достижении самолетом точки a , от которой производится переход самолета на новую ортодромию ППМ1-ППМ2 с заданным радиусом R разворота, ЦВМ осуществляет переключение точки цели поле­та с ППМ1 на ППМ2. В результате самолет оказывается отклоненным от новой линии заданного пути на величину Z и имеет новый заданный курс ψ₃ на ППМ2 (рис. 3).

В БТУ формируется команда на выполнение разворота самолета на новую ортодромию ППМ1-ППМ2. При подходе к ППМ2 аналогично формируется команда управления для перевода самолета на участок ППМ2-ППМ3 и т.д.

Пилотажно-навигационные комплексы транспортных самолетов обеспечивают автоматический сброс грузов в заданной точке, а самолетов разведчиков – автоматическое фотографирование цели или заданного участка маршрута.

При полете самолета по отрезку ортодромии, на котором расположена цель, автоматически осуществляется подготовка системы сброса груза или фотографирования. В навигационной системе непрерывно контролируется расстояние самолета до цели путем определения координат самолета и сравнения их с координатами цели. В момент, когда разности координат станут равными нулю, выдается команда на сброс груза или выполнение фотографирования.

Вывод: ПНК является составной частью более общего бортового комплекса оборудования. Бортовые комплексы (БК) представляют собой функционально связанные бортовые системы и оборудование, устройства и вычислительно-программирующие средства, обеспечивающие автоматизированное решение задач боевого применения, пилотирования и навигации. Как правило, бортовой комплекс состоит из нескольких бортовых комплексных систем (БКС), объединенных в комплексы различного назначения: пилотажный комплекс (ПК), навигационный комплекс (НК), прицельный комплекс (ПрК) и др.