Оглавление

Введение. 2

1. Этапы проектирования ПНС. 5

2. Описание классификации воздушных средств, выбор класса и применяемость. 7

2.1. Классификация воздушных средств [1]: 7

2.2. Определение термина “Малая авиация ” в России [1]: 9

2.3. Выбора класса летательного аппарата. 9

2. Описание Российской и зарубежной навигационно-пилотажной системы. 10

2.1. Описание зарубежной навигационной системы. 10

2.2. Описание Российской системы. 14

2.2.1. Автономное пилотажно-навигационное средство. 14

2.2.2. Решаемые задачи ПНС-А [2]. 15

2.3. Вывод. 17

3. Область применения и функции пилотажно-навигационной системы. 18

3.1. Задачи, решаемые пилотажно-навигационной системой в составе комплекса. 20

4. Требование к программной части ПНС [3]. 23

4.1. Описание программного обеспечения для ПНС. 27

5. Требования к аппаратной части системы. 29

5.1. Общие требования [4]. 30

5.2. Требования ВВФ к комплексу и системам, входящих в комплекс [4],[5]. 31

6. Принципы построения систем. 36

6.1. Комплексы 1-го поколения. 36

6.2. Комплексы 2-го поколения. Федеративная структура. 36

6.3. Комплексы 3-го поколения. Интегрированная модульная авионика (ИМА). 37

6.4. Сравнение структур построения комплекса. 38

6.5. Выбор построения системы. 39

7. Выбор плат для пилотажно-навигационной системы. 41

7.1. ПНС с использованием плат на форм-факторе PC/104+. 41

7.2. ПНС с использованием плат MicroPC. 43

7.3. Сравнение плат MicroPC и PC-104+. Выбор платы. 45

8. Комплексирование пилотажно-навигационной системы. 48

9. Состав пилотажно-навигационной системы. 52

9.1. Выбор интерфейсов. 52

9.2. Состав базовой ПНС. 53

9.3. ПНС с микромеханической БИНС. 55

9.4. ПНС с использованием ВОГ. 57

10. Выбор плат для базовой ПНС. 58

11. Описание режимов работы комплекса. 69

11.1. Режим Подготовка («ПДГ»). 69

11.1.1. Описание подрежимов режима «Подготовка». 70

11.1.2. Описание задач режима «Подготовка». 71

11.2. Режим «Навигация» («НВГ»). 72

11.2.1. Описание подрежимов режима «Навигация». 72

11.2.2. Описание задач режима «Навигация». 73

12. Описание переходов между режимами. 73

12.1. Переход между «ПДГ» и «НВГ». 73

12.2. Переход между подрежимами в режиме «Подготовка». 74

12.3. Переходы между подрежимами в режиме «Навигация». 75

12.3.1. Переходы между подрежимами. 75

12.3.2. Условия перерехода между подрежимами. 75

13. Возможности модернизация и унификация пилотажно-навигационной системы. 81

13.1. Возможности унификации. 81

13.2. Возможности модернизации. 82

14. Экономическая часть. 83

14.1. Состав и стоимость. 83

14.2. Способы увеличить прибыль. 85

15. Обеспечение функционирования пилотажно-навигационной системы для самолётов малой гражданской авиации. 88

15.1. Расчёт надежности комплекса с пилотажно-навигационной системой[9]. 88

15.1.1. Критерии отказов и повреждений комплекса 89

15.1.2. Методика расчета показателя комплекса 91

15.1.3. Результаты расчета 92

15.1.4. Выводы 93

Заключение. 93

Список сокращений. 96

Список литературы. 97

Введение.

Малая авиация давно используется для нужд людей, но уровень оснащения отечественным бортовым радиоэлектронным оборудованием летательного аппарата в России сильно отстаёт от зарубежных аналогов. В России в большинстве случаев используется или механические приборы или зарубежные системы. Только в последнее время наметилось улучшение в направлении разработки пилотажно-навигационных систем для малой гражданской авиации. В России одними из фирм разработчиков являются ТекНол, Wise Technology . Данные фирмы разработали пилотажно-навигационные системы, которые занимаются пилотажно-навигационными вычислениями, обеспечением взаимодействия оборудования и помощи пилоту летательного аппарата. Данные системы строятся на основе интегрированной модульной авионики (за исключением нескольких пунктов, которые будут описаны в последующих пунктах дипломной работы) и являются часть федеративно-интегрированной архитектуры комплекса (вычислительная система не моноблочная с индикаторами и сторонними приборами). За рубежом комплексы и отдельные системы для малой гражданской авиации широко представлены следующими фирмами Garmin, Daynon Avionics, Rockwell Colins. Зарубежные производители пошли другим путем и на основе интегрированной модульной авионики начали разрабатывать моноблочные комплексы (моноблоком является только многофункциональный индикатор с пилотажно-навигационной системой остальные системы опционально подключаются по выбору покупателя и являются тоже федеративно-интегрированной структурой).

В связи с этим можно выделить следующие приоритеты данного дипломного проекта:

1. Цель работы:

• Описать принципы разработки ПНС;

• Провести анализ российской и зарубежной ПНС;

• Провести анализ принципов построения ПНС;

• Обосновать сферы применяемости ПНС;

• Разработать список задач, решаемых ПНС;

• Предъявить аппаратные и программные требования к ПНС;

• Разработать состав ПНС;

• Описать работу ПНС в составе комплекса;

• Разработать типовые режимы работы ПНС в составе комплекса;

2. Актуальность работы:

В связи с отставанием России в разработках ПНС актуально будет провести разработку пилотажно-навигационной системы, отвечающей современным тенденциям приборостроения.

3. Личный вклад в разработку пилотажно-навигационной системы:

• Анализ российской и зарубежной ПНС;

• Выбор областей применения и функций ПНС;

• Составление задач, решаемых ПНС;

• Анализ принципов построения ПНС;

• Анализ элементов, входящих в состав ПНС;

• Выбор интерфейсов взаимодействия ПНС со сторонним оборудованием;

• Разработка состава ПНС;

• Разработка структурных схем ПНС;

• Разработка типовых режимов работы ПНС в составе комплекса;

• Анализ возможностей дальнейшей модернизации и унификации ПНС.

1. Этапы проектирования пнс.

1. Выбор класса летательного аппарата.

На данном этапе рассматривается, для какого летательного аппарата будет разрабатываться ПНС, что бы разработчик мог определиться с требованиями к ПНС.

Итогом данного этапа является формулирование общих требований к ПНС.

2. Обзор рынка ПНС для выбранного класса летательных аппаратов.

Этап обзора рынка ПНС требуется для более детального уточнения задач, решаемых системой в составе комплекса, а также для определения ориентировочной стоимости разработанной системы.

Пройдя данный этап, получаем предварительный перечень задач, решаемых ПНС в составе комплекса и ориентировочную цену на готовое изделие.

3. Область применения и функции ПНС.

Рассматривается возможное использование ПНС в составе комплексов для различных областей авиации.

На данном этапе узнаем, в каких областях авиации будет возможно использование разрабатываемой ПНС, и какие функции он будет выполнять в той или иной области авиации.

4. Задачи, решаемые ПНС.

На данном этапе мы обобщаем все изложенные ранее требования и выводим, какие задачи будут решаться ПНС в составе комплекса.

5. Дополнительные требования: к программной и аппаратной частям системы, общие требования к ПНС, требования к комплексу и системам, входящих в комплекс.

Этап разработки ПНС, на котором обобщаются требования исходя от областей применения ПНС и класса летательного аппарата на борту, которого будет установлена ПНС.

Итогом данного этапа будет получение требований к программной и аппаратной частям ПНС, а также комплексу в составе, которого будет использоваться ПНС.

6. Обзор принципов построения ПНС.

На данном этапе будут рассмотрены различные принципы, на которых строились системы раньше и сейчас. Будет произведено сравнение данных принципов и выбран оптимальный принцип построения ПНС.

Итогом данного этапа будет выбрана оптимальная архитектура построения системы, исходя из которой, будут выбраны платы, на основе которых будет строиться ПНС.

7. Обзор и сравнение плат для ПНС.

На данном этапе происходит обзор рынка плат, подходящих для ПНС и отвечающих принципу построения системы. Итогом данного обзора становится сравнение подходящих плат и выбор оптимальных плат для разрабатываемой системы.

8. Комплексирование ПНС.

Этап, на котором происходит приведение различных примеров использования ПНС в комплексах. Так же на данном этапе будут рассмотрены различные составы ПНС.

Цель данного этапа показать на примере как ПНС работает в составе комплекса, каким составом может обладать.

9. Режимы работы ПНС в составе комплекса.

Описание типовых режимов для работы ПНС в составе комплекса.