12.4. Структура и типы цифровых систем измерения

высотно-скоростных параметров

Обобщенную схему цифрового комплекса СВС можно представить в следующем виде (рис.12.5).

В состав системы воздушных сигналов входят частотные датчики статического и полного давления ИДР, термометр сопротивления ИДТ, измерительные датчики углов атаки и скольжения ИДα и ИДβ и вычислительное устройство.

Рис.12.5. Обобщенная схема цифровой СВС

Развернутая структурная схема представлена на рис.12.6.

Система представляет собой специализированную цифровую вычислительную систему, выполненную на базе микропроцессора, состоящую из датчиков статистического и полного давлений, и блока индикации. Основным устройством вычислителя в системе является микропроцессор, который совместно с постоянным запоминающим устройством программы выполняет циклически последовательность команд, обеспечивающую функционирование системы. Микропроцессор управляет работой всех внешних устройств, производит вычисление значений параметров и выполняет подпрограмму контроля. Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) предназначен для преобразования входной аналоговой информации первичных датчиков в десятиразрядный двоичный код.

Рис.12.6. Структура вычислителя: 1 – датчик статического давления, 2 – датчик полного давления, 3 – датчик температуры заторможенного потока, 4 – датчик угла атаки, 5 – датчик угла скольжения, 6,7 – частотные преобразователи, 8,9,10 – вторичные преобразователи, 11 – мультиплексор, 12- коммутатор, 13 – АЦП, 14- микропроцессорная система, 15- блок индикации, , 16 – внешнее ОЗУ, 17 – внешнее ПЗУ,18- блок питания

Внешнее запоминающее устройство включает в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и предназначено для хранения программы вычислений, констант и промежуточных результатов при вычислениях. Блок индикации предназначен для преобразования кодовой информации в визуальную информацию. Также имеется устройство звуковой сигнализации (УЗС), которое предназначено для преобразования кодовой информации в электрический сигнал на переговорное устройство самолета. В качестве вторичных преобразователей в зависимости от типа датчиков могут быть использованы аналогово-цифровые устройства.

Взаимодействие системы воздушных сигналов цифрового типа с другими пилотажно-навигационными системами (рис.12.7) летательного аппарата реализуется за счет применения интерфейсных связей согласно ARINC.

Рис.12.7. Взаимодействие СВС по выходным каналам с другими системами:

СПЗ – сигнализация положения закрылков; БИНС – бесплатформенная инерциальная навигационная система; СЭИ – система электронной индикации; ЦСКД – цифровая система команд по давлению; МСРП – магнитная система регистрации параметров; РСДН – радиотехническая система дальней навигации; СИРП – система индикации разбега и пробега; СПС – система предупреждения столкновения в воздухе; ВСС – вычислительная система самолетовождения; ВСУП – вычислительная система управления полетом; ВСУТ – вычислительная система управления тягой; СПКР – система предупреждения критических режимов; АСШУ – автоматическая система штурвального управления; СППЗ – система предупреждения приближения Земли; ,– высота абсолютная и относительная;,,,– скорость приборная, истинная, вертикальная, максимально допустимая;,– давление полное и динамическое;,– температура заторможенного потока, наружного воздуха;– число махов;,– угол атаки текущий и истинный.

Цифровая система воздушных сигналов должна обеспечивать вычисление и выдачу потребителям по четырем независимым каналам связи последовательным кодом значений следующих параметров: абсолютной барометрической высоты ; относительной барометрической высоты; индикаторной (приборной) скорости; истинной воздушной скорости; числа; максимально допустимой приборной скорости; температуры наружного воздуха; температуры заторможенного потока; динамического давления; полного давления; местного угла атаки; истинного угла атаки; значения давления на аэродроме. Потребителями такой информации являются как сам пилот, так и другие пилотажно-навигационные системы и вычислительные устройства.

Система воздушных сигналов СВС-ВБЭ

Система воздушных сигналов с указателем высоты ВБЭ-СВЭ предназначена для измерения, вычисления и выдачи в бортовые системы информации о высотно-скоростных параметрах, индикации барометрической высоты и высоты эшелона, задания высоты эшелона, а также выдачи визуальных и электрических сигналов об отклонении от заданной высоты эшелона.

Система обеспечивает:

- измерение, вычисление и выдачу информации в виде последовательного двоичного кода об аэродинамических параметрах;

- индикацию в метрах и футах относительной барометрической высоты Н_отн, откорректированной с учетом аэродинамических поправок по высоте и скорости для типа самолета;

- ручную установку, индикацию в метрах и футах, выдачу электрического сигнала заданной высоты эшелона Н_э;

- ручную установку и индикацию в кПа атмосферного давления у земли;

- ручную установку и сигнализацию о выставке атмосферного давления у земли равного 1013,25 кПа;

- сигнализацию о полете на высоте менее 1000 м;

- сигнализацию при прохождении в диапазоне отклонения от заданной высоты эшелона на 60-150 м;

- сигнализацию и выдачу электрического сигнала при отклонении от заданной высоты эшелона более чем на 150 м;

- подавление визуальной сигнализации при отклонении от заданной высоты эшелона более чем на 150 м;

- выдачу электрического сигнала для звуковой сигнализации при входе самолета в зону, ограниченную отклонением на 150 м от заданной высоты эшелона и при выходе самолета из зоны, ограниченной отклонением на 60 м от заданной высоты эшелона.

В табл. 12.2 сведены технические характеристики СВС-ВБЭ.

Таблица 12.2

Основные технические характеристики СВС-ВБЭ

Наименование и обозначение параметра	Диапазон измерения	Предел допускаемой погрешности	Диапазон действия погрешности
Высота абсолютная (Набс), м	-503-15240	±4.6 ±6.1 ±12.2 ±24.4	- 503 3048 9144 15240
Высота относительная (Нотн), м	0 - 15240	±6.1 ±12.2 ±24.4	3048 9144 15240
Вертикальная скорость (Vh), м/с	±102	5% 0.15	±102 0
Приборная скорость (Vпр.), км/ч	55,5…832	±9.3 ±3.7 ±1.85	111 185 832
Истинная скорость (Vиct.), км/ч	185…1108	±7.4	185…1108
Температура наружного воздуха (Тн.), оС	- 99…+60	±1	- 99…+60
Температура торможения (Тт.), оС	- 60…+99	±0.5	- 60…+99

Продолжение таблицы 12.2

Наименование и обозначение параметра	Диапазон измерения	Предел допускаемой погрешности	Диапазон действия погрешности
Полное давление (рп), кПа	115.5…1150	±1.7	115.5…1150
Статическое давление (рст.), кПа	115.5…1074	±1.7	115.5…1074
Число М	0,1-1,0	±0,015 ±0,005 ±0,004 ±0,003 ±0,003 ±0,004 ±0,01	М=0,1 М=0,6 М=0,7 6100<H<12200 М=0,8 7625<H<13725 М=0,9 7625<H<13725 М=0,95 7625<H<13725 М=1,0
Высота эшелона (Нэ), м	0…15000	-	-

Внешний вид системы показан на рис.12.8.

Конструктивно система состоит из следующих узлов: узла датчиков статистического и полного давлений (1); узла вычислителя (6);узла индикации (15). Указанные узлы размещены на корпусе (16) и закрыты кожухом (7). На узле датчиков (1) размещены штуцеры статистического (2) и полного давлений (3), а также электрические соединители (4) и (5) для подключения к электрическим цепям объекта.

Индикация параметров в системе производится на жидкокристаллическом индикаторе. Индикация параметров Н_отн, Н_э, Р_з, обозначения и стрелка выполнены черным цветом на светлом фоне, при этом при измерении в метрах фон – светло-зеленый, а при измерении в футах фон – желтый. Деления и цифры круговой шкалы черного цвета совпадают с цветом светлого фона.

Рис.12.8. Указатель высоты ВБЭ-СВС

Индикатор имеет: круговую шкалу (10) с диапазоном 1000 м (футов) с дискретностью 10 м (футов); подвижную стрелку (8), перемещающуюся с шагом 10 м (футов); пятиразрядный счетчик относительной барометрической высоты (13) с дискретностью 5 м (футов); пятиразрядный счетчик заданной высоты эшелона (14) с дискретностью 100 м (1000 футов); четырехразрядный счетчик атмосферного давления у земли (12) с дискретностью 1 кПа. На узле индикации (15) имеются две кремальеры (9) и (11) и кнопка (17), которые после работы с ними при отпускании устанавливаются в нейтральное положение. Кремальера (9), расположенная в правом нижнем углу и имеющая маркировку "Р_з", служит для установки на счетчике Р_з (12) значения атмосферного давления у земли при повороте ее до упора влево или вправо от нейтрального положения.

Структурная схема системы СВС-ВБЭ представлена на рис.12.9.

Система представляет собой специализированную цифровую вычислительную машину, выполненную на базе микропроцессорного комплекта, состоящую из датчиков статистического и полного давлений (ДД), цифрового вычислителя (В) и блока индикации (УИ) с органами управления (ОУ).

Рис.12.9. Структурная схема системы воздушных сигналов СВС-ВБЭ

Основным устройством вычислителя в системе является центральный процессор (ЦП), который совместно с постоянным запоминающим устройством программы выполняет циклически последовательность команд, обеспечивающую функционирование системы. При этом ЦП управляет работой всех внешних устройств, производит вычисление значений параметров и выполняет подпрограмму контроля.

Частотный преобразователь (ЧП) предназначен для преобразования частотных сигналов датчиков в двоичный код. ЧП преобразует информацию по двум каналам от датчиков Р_ст и Р_п и одному каналу контрольной частоты.

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) предназначен для преобразования входной аналоговой информации первичных датчиков в десятиразрядный двоичный код. Сигналы первичных датчиков во входных устройствах узла АЦП преобразуются в один вид постоянное напряжение, меняющееся в диапазоне от 0.1 до 9.9 В.

Запоминающее устройство (ЗУ) включает в себя постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) и оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и предназначено для хранения программы вычислений, констант и промежуточных результатов при вычислениях. Приемное устройство (ПУ) предназначено для приема разовых команд. Выходное устройство (ВУ) предназначено для выдачи потребителям информации в виде последовательного двуполярного кода (БПК), кодовых сигналов на устройство индикации системы (УИ) и электрических сигналов на устройство звуковой сигнализации системы (УЗС). Обмен информацией ЦП с устройством ВУ осуществляется в программном режиме.

Устройство индикации (УИ) предназначено для преобразования кодовой информации в визуальную информацию. Устройство звуковой сигнализации (УЗС) предназначено для преобразования кодовой информации в электрический сигнал на переговорное устройство самолета. Датчики давления предназначены для восприятия полного и статистического давлений, поступающих по пневмотракту на вход системы, и преобразования их в частотные сигналы. Источник питания (ИП) предназначен для выработки вторичных напряжений питания.