книги из ГПНТБ / Василинин В.Н. Автоматизированное вождение тяжелых самолетов

В качестве примеров ДТС, оборудованных ПНК-1, можно привести самолеты Ил-62 и С-141А.

На самолете Ил-62 полностью дублирован ПК. Для контроля дополнительно придана третья ГВ. Так как само­ лет Ил-62 предназначен для полетов по международным трассам, то на нем имеется спаренная аппаратура, даю­ щая возможность произвести заход на посадку с помощью

[_

Рис. 28. Блок-схема ПНК-1 с дублированными ПК

системы TACAN или всенаправленного маяка VOR и дальномера DME, а также осуществить посадку по систе­ ме ILS.

Центральный навигационный вычислитель имеет два • канала счисления пути: импульсный и аналоговый, что равносильно дублиронанию вычислителей.

.Самолет С-141А имеет пилотажно-навигационный комп­ лекс, обеспечивающий длительный автономный полет, по­ лет по трассам и ограниченным коридорам, а также ма­ неврирование в зоне ПВО с последующим выходом в рай­ он десантирования.

Особенностью ПНК-1 самолета С-141А является то, что в навигационном комплексе применено косвенное дублиро­

70

вание ЦНВ. Основной вычислитель типа AN/ASN-24(V) способен решать полный перечень автоматизированных задач, а на случай его отказа предусмотрен упрощенный вычислитель типа AN/ASN-35. Сигналы на командные приборы вырабатываются от специального вычислителя, получающего информацию от ЦНВ, ДИСС, TACAN, VOR и ILS. В блоке памяти ЦНВ могут храниться: координаты шести ППМ, шести маяков TACAN, двадцати цепочек (триад) станций «Лоран-С» с задержками кодирования в каждой станции, координаты 57 светил, значения магнит­ ных склонений в полосе предстоящего полета и коорди­ наты нескольких радиолокационных ориентиров для кор­ рекции.

В ЦНВ AN/ASN-24(V) осуществляется контроль за количеством топлива, поэтому он получает еще информа­ цию о расходе и оставшемся топливе от датчиков топлив­ ной системы.

§ 3. СТРУКТУРА ПНК ВТОРОЙ ГРУППЫ

Ко второй группе относятся ПНК, предназначенные для оборудования современных СТС и дозвуковых сверхтяже­ лых самолетов (ДТС-С).

К ПНК-2 предъявляются более высокие требования по точности и надежности: расширяется перечень автомати­ зируемых задач, повышается степень автоматизации вож­ дения и сокращается состав экипажа до трех-четырех че­ ловек. Это, естественно, приводит к усложнению структу­ ры комплекса и изменению состава оборудования. Точ­ ность и надежность повышаются как за счет совершенст­ вования самих элементов ПНК-2, так и путем резервиро­ вания и оптимальной обработки избыточной информации.

На структуру пилотажно-посадочной части комплекса существенно влияет требование повышения степени авто­ матизации посадки. Каналы управления и стабилизации по опорным направлениям (крен, тангаж и рыскание) не только дублируются, но иногда даже триплируются. В ка­ честве датчиков опорных направлений используются инер­ циальные и астро-инерциальные системы. Вводятся прин­ ципиально новые системы взвешивания и автоматической балансировки. Совершенствуются системы автоматического контроля исправности отдельных узлов и каналов управ­ ления, автоматизируется локализация отказавших эле­ ментов.

71

ВПНК-2 применяется более, совершенная система ин­ тегральной индикации. Устанавливаются- пилотажно-поса­ дочные индикаторы на лобовом стекле, планшеты заменя­ ются картографическими индикаторами проекционного типа.

ВПНК-2, предназначенных для оборудования СТС, вводятся системы повышения устойчивости и управляе­ мости самолета. Автоматизируется непрерывный контроль за обеспеченностью полета топливом, осуществляется оп­ тимизация режима и профиля полета по минимуму расхо­ да топлива.

Вкачестве примера ПНК-2 можно привести оборудо­ вание СТС Ту-144 и «Конкорд» [30]. Пилотажный ком­

плекс СТС «Конкорд» состоит из пяти систем:

. — автоматической стабилизации по трем осям;

—электрической балансировки по тангажу;

—автоматического управления полетом;

—автоматического управления тягой двигателя;

—полуавтоматического управления в полете и при взлете с помощью командных приборов.

'ПНК-2 почти полностью дублирован. В пилотажно-по­ садочной части комплекса помимо вычислителей первич­

ной информации насчитывается семнадцать вычислителей, шесть из которых дублированы (табл. 6).

72

Посадочная система имеет следующие дублированные радиоэлектронные датчики: приемники системы VOR/ILS, маркерные приемники и запросчики-ответчики систем DME и TACAN.

Основными датчиками пилотажно-навигационной ин­ формации являются две или даже три инерциальные си­ стемы. Выставка этих систем до широты 70° производится автоматически. Для коррекции инерциальных системпредполагается использовать систему «Лоран-С». Датчиками пилотажно-навигационной информации служат также дуб­ лированные СВС. Метеорологический радиолокатор, ДИСС и магнитные индукционные датчики рассматриваются как вспомогательные средства коррекции.

В состав ПИК самолета «Конкорд» входят два цифро­ вых навигационных вычислителя со встроенной системой автоконтроля, каждый из которых осуществляет:

—счисление пути и расчет корректирующих инерци­ альные системы сигналов;

—расчет основных параметров полета и преобразова­ ние их в сигналы управления и индикации;

—оценку абсолютного и относительного положения самолета;

—определение времени прибытия в любой пункт мар­ шрута и расчет топлива;

—оптимизацию режима и профиля полета.

ного или проекционного типа). Картографические индика­ торы по желанию летчиков могут управляться и непосред­ ственно от радиоэлектронных датчиков.

Ко второй группе ПНК молено отнести и проект обору­ дования СТС В-2707. По предварительным данным, ПНК этого самолета будет почти полностью триплирован и в его состав войдут:

—три автопилота;

—три инерциальные системы;

—три QBC;

73

—три комплекта курсо-глиссадных приемников и один маркерный приемник;

—Два метеорологических радиолокатора;

—два радиовысотомера.

Рис. 29. Блок-схема дублированных навигационных вычислителей, использующих три ИНС

Всего в состав ПНК-2 войдут 24 вычислителя, их пере­ чень приводится в табл. 7.

Т а б л и ц а 7

Перечень вычислителей СТС В-2707

По приведенному перечню вычислителей можно судить о сложности ПНК и важности автоматизации контроля.

74

Упрощенная блок-схема соединения трех автопилотов показана на рис. 30 (иногда она называется одноотказной или нормально функционирующей при появлении отказа). Интересно отметить, что при строенной системе автомати­ зированного управления сложность ПК по сравнению с одноканальным увеличивается примерно на порядок за счет системы оценки, контроля и локализации отказов.

Ң рулям

Рис. 30. Блик-схема триплированного АП

Предполагается, что система интегральной индикации на СТС В-2707 будет электронной. Кроме индикаторов вертикальной и горизонтальной обстановки предусматри­ вается многофункциональный индикатор (проект прибор-, ной доски левого летчика СТС В-2707 приведен на рис. 10).

§ 4. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ СООБРАЖЕНИЯ ПО СТРУКТУРЕ ПНК ТРЕТЬЕЙ ГРУППЫ

По принятой в настоящей книге классификации ПНК-3 должен обеспечивать выполнение полета на тяжелом само­ лете с экипажем из двух-трех человек. Это требование

75

распространяется в- первую очередь на СТС, так как со­ кращение числа членов экипажа на ДТС менее критично. Возможна некоторая дифференциация в требованиях к автоматизации посадки (для гражданских самолетов они более жесткие, а по автономности навигации — более жесткие требования для военных самолетов).

Наиболее вероятная этапность создания ПНК-3 и пере­ распределение обязанностей экипажа СТС показаны в табл. 8. Функции внешней связи во всех вариантах возла­ гаются на летчиков.

Таблица 8

Изменение состава экипажа и его обязанностей по этапам создания ПНК-3

В обозримом будущем предполагается, что экипаж тя­ желого самолета (или часть экипажа, занимающаяся не­ посредственно вождением самолета) будет состоять из двух человек, взаимозаменяющих друг друга, имеющих универсальную подготовку и условно называемых летчи­ ками-операторами. По мнению специалистов, дальнейшее сокращение состава экипажа нецелесообразно главным образом из-за сохранения принципа стажирования — по­

76

степенного освоения самолета одним из членов экипажа. Любой полет, особенно на СТС, должен использоваться для обучения стажера.

Желательно, чтобы при проектировании ПНК-3, рас­ считанного на двух взаимозаменяемых членов экипажа, учитывалась возможность выполнения всего полета одним человеком (любым из двух членов экипажа).

При подобной постановке задачи выделение НК теряет всякий смысл, так как функции управления и навигации полностью сливаются как по аппаратуре, так и по обслу­ живанию. Естественно, что система индикации и управле­ ние системами, входящими в состав ПНК-3, вследствие этого изменятся.

Полагают, что интегральная индикация будет вытес­ нять индикацию первичных параметров, за исключением аварийного минимума приборов. Вполне возможно, что индикация на стекле из вспомогательной станет основной. Тогда на приборной доске центральные места займут мно­ гофункциональные индикаторы и совмещенные индикато­ ры навигационной обстановки.

Есть основания предполагать, что на тяжелых самоле­ тах раньше, чем на других, будет применена объемная интегральная индикация, позволяющая свести к минимуму время восприятия пилотажной и особенно навигационной обстановки полета.

Даже из самой общей постановки задачи создания ПНК-3 следует необходимость повышения степени авто­ матизации вождения и совершенствования бортовых вы­ числителей. При этом неизбежно увеличится объем памя­ ти вычислителей и, как это ни парадоксально, время для подготовки исходных данных на заблаговременной и пред­ варительной стадии подготовки к полетам. Для сокраще­ ния этого времени, возможно, потребуются специализиро­ ванные наземные вычислительные машины.

Можно также предполагать, что бортовые вычислители будут централизованы, а это позволит в процессе полета оптимальным образом менять структуру ПНК-3. Более полно будет использоваться избыточная информация, по­ лучаемая от различных датчиков, которые тоже претерпят количественные и качественные изменения.

Вполне возможно применение принципиально новых дат­ чиков, таких, как лазерные дальномеры и гироскопы, безгироскопные инерциальные системы, корректоры от нави­ гационных спутников, РСДН типа «Омега» и др.

77