37. Система воздушных сигналов (свс). Задачи решаемых свс. Функциональная схема. Принципы построения датчиков первичных сигналов и основных решающих блоков.

Информация о параметрах на современных на современных ЛА необходима не только для визуализации, но и для управления ЛА. Число датчиков может дублироваться. Число приборов, их минимальные габариты привели к интеграции различных аэрометрических датчиков с разными элементами пилотирования, что привело к созданию СВС. СВС необходима для ПНК.

Первые СВС в своем составе имели электромеханические и аналоговые вычислительные устройства, которые осуществляли преобразование параметров. Эти аналоговые вычислительные устройства, к которым можно отнести CВC-72 с различными модификациями.

Данные системы позволяют измерить ряд параметров. Последние модели СВС применяют цифровую обработку и получают информацию от БЦВМ.

Более современная цифровая система ВБ-СВ – это система воздушных сигналов с указанием высоты. Она предназначена для измерения, вычисления и выдачи информации в бортовую систему, индицирует барометрическую высоту, высоту эшелонирования, выдает электрические сигналы по выходе ЛА за предельные зоны заданного диапазона. Система индицирует относительную и барометрическую высоту с учетом поправок. Индикация осуществляется в метрах и футах. Система позволяет вводить в ручную высоты эшелонирования, индицировать Р_атм, соответствующие стандартным, давление места взлета и посадки, сигнализирует о снижении высоты менее 1000 м, сигнализирует визуально и акустически при снижении высоты эшелонирования до 120 и 60 м, индицирует скорость до 1100 м/с, температуру окр. среды от – 60 до +60⁰С. Все данные выдаются с помощью 32-х разрядного двухполярного кода.

Структурную схему СВС можно представить в следующем виде:

ЦП – центральный процессор;

ЗУ – запоминающее устройство;

ДД – датчик давления – используют частотный датчик;

ЧП – частотный преобразователь;

R_X – датчик температуры окружающей среды – терморезистор, который подает сигнал, пропорциональный температуре и усиленный в АЦП.

С помощью ОУ – органов управления и определенных коммутирующих устройств происходит преобразование метрических измерений в футы.

Н_Э – высота эшелонирования;

Р_З – заданное давление;

ЗУ – выполнен в виде ОЗУ и ПЗУ. Из ПЗУ берутся графические характеристики.

ПУ – приемное устройство – предназначено для ввода разовых команд;

ВУ – выходное устройство – выводит информацию на УЗС - устройство звуковой сигнализации;

УИ – устройство индикации.

Конструктивно данная система СВС выполнена в виде моноблока, который состоит из 3-х узлов.

1) Задняя часть с разъемами для воздушных магистралей P_полн и P_статич, разъемы для воздушных каналов, электрических каналов. Внутри данного блока находятся частотные датчики давления, также имеется вычислитель, ЦП, АЦП и ЦАП, панель индикации.

2) Кремальера задания высоты эшелонирования Н_Э – ручка потенциометра – при помощи нее задают высоту перед полетом.

Панель индикации на основе ЖК индикаторов.

Кремальера заданного давления Р_З.

Фон индикатора темный. При переходе на футовую систему путем клавиши F_Т фон становится желтым. Датчик давления.

38 .Особенности конструкции, современных СВС их технические характеристики. Перспективные схемы реализации с применением контроллеров.

Оно через биметаллическую скобу 1 и тяги 5 преобразуется во вращательное движение якоря Ш-образного индукционного датчика ИД1 ( ось вращения ) и приводит к нарушению равенства зазоров и между якорем и сердечником магнитопровода. Вследствие этого возникает неравенство магнитных сопротивлений правой и левой части магнитопровода. Так как вторичные обмотки ИД, расположенные на крайних стержнях, включены встречно, на выходе индукционного датчика появляется напряжение, равное разности ЭДС, наводимых во вторичных обмотках. Обмотка возбуждения расположена на среднем стержне. Сигнал ИД через согласующую плату Пл1 подается на вход усилителя У1 в сумме с сигналом тахогенератора Г1, снимаемого с резистора R3 выхода У1 через блок согласования БС1, и поступает на управляющую обмотку двигателя М1 ( ДГ-0.5ТА ), который через понижающую передачу ПП1, корректор, червячную пару и кулачок К4 поворачивает качалку с укрепленным на ней статором ИД до восстановления равенства зазоров и .

Одновременно с приведением системы в равновесное состояние перемещаются щетки выходных потенциометров. Выходной сигнал r(p) выдается с функционального потенциометра П2, входящего в мостовую схему решения числа М. В равновесном состоянии следящей системы

(= ) функциональными потенциометрами П3-П5 выдаются сигналы r(На). Потенциометр П3 входит в схему моста решения H, потенциометры П4 и П5 выдают сигналы r(На) потребителям.

Применение кулачка К 4 обусловлено тем, что используемые многооборотные функциональные потенциометры типа ППМФ-М не позволяют реализовывать функцию На=f(p) вследствие значительной крутизны ее характеристики. Резисторы R7-R14 являются масштабными. Лекальный корректор используется при заводской юстировке датчика. Температурная погрешность чувствительного элемента АЧЭ компенсируется биметаллической скобой 1, один конец которой шарнирно связан с подвижным центром АЧЭ, другой- с тягой 5.

При изменении температуры окружающей среды биметаллическая скоба, разгибаясь, переместит точку крепления тяги 5 со скобой 1, осуществляя тем самым компенсацию 1-го рода. При изменении величины статического давления верхний центр АЧЭ, перемещаясь, повернет биметаллическую скобу вокруг точки , в результате чего смещение от температурного прогиба скобы изменится, осуществляя температурную компенсацию 2-го рода. Поворот биметаллической скобы вокруг точки при движении верхнего центра АЧЭ происходит благодаря применению планки 2, которая жестко скреплена с одним концом скобы, а пружиной 3 прижата к регулировочному винту 4, и при изменении давления меняется угол наклона скобы к осевой линии АЧЭ. Защита АЧЭ от перегрузки при резком изменении высоты, когда якорь ИД из-за запаздывания отработки может повернуться до упора, обеспечивается поворотом качалки 6 относительно оси 9 ( эта ось прижимается к качалке 8 пластинчатой пружиной, не показанной на рисунке ).

Винтом 10 регулируется начальное положение ИД1. При его вращении изменяется положение качалки 8 относительно планки 11 и ось 9 качалки 6 смещается вдоль планки 11, вызывая поворот якоря ИД1, который отрабатывается следящей системой датчика. Пружина 7 выбирает свободные ходы качалок 6 и 8. Разовый сигнал при =2000200 м формируется микро выключателем МВ3 и его кулачком К3. Профилировка кулачка К5 и потенциометров П9, П10 выдачи сигналов r(Vпр) потребителям осуществляется в соответствии с формулами (4) и (5). С функционального потенциометра П8 выдается сигнал (р) в мос числа М . Встроенный контроль работоспособности датчика p(pд) осуществляется подключением контактами реле Р1 ко входу усилителя У1 (У2) вместо ИД1 (ИД2) мостовой схемы формирования эталонного сигнала Pэт (Pдэт),состоящей из тарировочных резисторов R5, R6 (R19-R20) и функционального потенциометра П1(П7), закон профилировки которого одинаков с законом профилировки кулачка К4 (К5). Реле Р1 срабатывает при нажатии кнопки Кн1 КОНТРОЛЬ на БВП-7 или при подаче сигнала КОНТРОЛЬ СВС напряжением +27В на диод VD4. Переменное напряжение выпрямляется диодом VD1. Конденсатор C3 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения. Сигнал исправности СВС по электропитанию снимается при отсутствии любого из напряжений ( +27 или 115 В, f=400 Гц ). Конструктивно каждый датчик выполнен в отдельном легкосъемном корпусе, в котором смонтированы все элементы датчика, за исключением усилителя.

Усилитель типа УСС-2 включает предварительный усилитель напряжения на микросхеме УТ401А и транзисторе 2Т312Б и представляет собой двухканальный трехкаскадный усилитель мощности. Для увеличения коэффициента усиления используется положительная обратная связь по переменному току. Три трансформатора с двумя блоками выпрямителей, размещенные в блоке БВП-7, обеспечивают развязку по цепям питания постоянным и переменным током элементов вычислительной схемы системы.

В схеме предусмотрено изменение коэффициента скоростной обратной связи в зависимости от значения числа М механизмом переключения МП1-1. Согласование масштабов обеспечивается резисторами R1-23, R1-25 в цепи потенциометра П1-7.

Для решения V используется реостатный мост умножения переменного тока. Три плеча моста составляют постоянный резистор R1-5, функциональный потенциометр П1-1 обратной связи следящей системы и потенциометр П1-8, который профилируется в соответствии с функцией (M).

Четвертое плечо образуют резисторы R1-3, R1-4 и терморезистор R1-17 датчика П-69-2М, сопротивление которого зависит от температуры .

Мост питается напряжением переменного тока. Для стабилизации качества переходных процессов моста во всем рабочем диапазоне обмотка возбуждения генератора Г1-1 включена в цепь питания моста. Сигналы V выдаются линейными многооборотными потенциометрами П1-2 – П1-5 и вращающимся трансформатором ТрВ1-1. Значение V показывает узкая стрелка комбинированного указателя. При встроенном контроле СВС в указателе УМС-2.5 срабатывает реле Р1-1, контакты которого подключают вместо терморезистора R1-17 П-69-2М эталонный резистор R1-2 в плечо моста. Индицируемые значения M и V должны соответствовать их эталонным значениям с погрешностями, не превышающими установленных допусков: M=0.693 V=800 км/ч.

39. Радиотехнический метод измерения высоты полета. Функциональные схемы радиовысотомеров больших и малых высот. Особенности эксплуатации, погрешности. Технические характеристики и область применения современных радиовысотомеров и перспективы развития.

Радиовысотомеры (РВ) предназначены для измерения истинной высоты полета летательного аппарата. Они относятся к классу автономных радионавигационных установок, так как не требуют для образования канала измерения дополнительного наземного оборудования.

Для радиовысотомеров выделены определенные диапазоны частот вблизи 4300, 1600-1900 и 440 МГц. В радиовысотомерах применяется радиолокационный принцип определения расстояния (высоты) по отраженному сигналу. Передатчик радиовысотомера формирует колебания, которые с помощью передающей антенны А-1 направляются в сторону земной поверхности. Отраженный сигнал поступает на приемную антенну А-2 и приемник. Измеритель высоты ИВ вырабатывает напряжение, пропорциональное времени прохождения сигнала до земной поверхности и обратно, т.е. пропорциональное истинной высоте.

Для измерения высоты используются частотный и временной (импульсный) методы. Соответствующие РВ называют частотными и импульсными. В зависимости от максимальной измеряемой высоты различают РВ малых и больших высот.

Радиовысотомеры малых высот (до 1500 м) применяют главным образом для управления ЛА в вертикальной плоскости в системах захода на посадку и автоматической посадки. Используются, в основном, РВ с изучением непрерывных частотно-модулированных колебаний.

Упрощенное объяснение этого метода состоит в следующем, генератор УВЧ через передающую антенну излучает по направлению к земле высокочастотные колебания, модулированные по частоте специальным частотным модулятором. Кроме того, колебания генератора подаются непосредственно к балансному декодеру (так называемый прямой сигнал).

Отраженные от земли частотно-модулированные высокочастотные колебания принимаются приемной антенной радиовысотомера и поступают на вход балансного декодера с запаздыванием по отношению к прямому сигналу на время

t = 2H/C

где Н – высота полета, С – скорость света.

В результате смещения прямого и отраженного сигналов на входе балансного детектора образуется результирующий сигнал, представляющий собой высокочастотные колебания, модулированные не только по частоте, но и по амплитуде.

Большинство РВ малых высот дают информацию не только о текущей высоте полета, но и о достижении самолетом установленной заданной высоты полета (или опасной высоты), а также о своей работоспособности. Эта информация обычно в виде постоянных напряжений поступает на индикаторы РВ и в вычислитель системы управления ЛА.

Радиовысотомеры больших высот (до 30 км) применяют как вспомогательное навигационное средство при аэрофотосъемке местности и для других целей. Данные РВ используют излучение импульсных колебаний.

Передатчик генерирует высокочастотные импульсы длительностью. Т=0,5 мксек. Частота следования их задается синхронизатором. Зондирующие импульсы излучаются передающей антенной, достигают земной поверхности и, отражаясь от нее, принимаются приемной антенной. С выхода приемника усиленные и преобразованные сигналы поступают на индикатор. Индикатор высоты, в качестве которого используется электроннолучевая трубка, имеет кольцевую линию развертки, образованную в результате подачи на отклоняющие пластины синусоидальных напряжений, сдвинутых по фазе на 90 градусов.

Здесь С=299762 км/сек - скорость распространения радиоволн в атмосфере. Определяемая периодом синусоидальных колебаний частота следования зондирующих импульсов оказывается при этом равной F_И=1/T1=9,992 КГЦ.

С целью более точного определения высоты в радиовысотомере применяют второй масштаб с пределами измерения от 0 до 1500 м. при этом масштабе длительность развертки Т2-2Нмакс/С = 10,0079 мксек, а частота следования зондирующих импульсов F_И=1/Т2 =99,921 кгц.

Расстояние между передними фронтами зондирующего и отраженного импульсов по дуге окружности развертки в масштабе шкалы высот пропорционально измеряемой высоте полета. Для отсчета высоты применяется масштабная шкала в метрах, нанесенная на прозрачном органическом стекле и наложенная на экран электронно-лучевой трубки.

Функциональная схема радиовысотомера РВ-25

Погрешности радиовысотомеров больших и малых высот.

Первую группу образуют методические, связанные со случайным характером принятого сигнала, изменением рассеивающих свойств земной поверхности в процессе полета влиянием крена и тангажа ЛА, флуктуациями сигнала из-за процесса рассеяния ЭМ волн, шумами внешнего и внутреннего происхождения.

Вторая группа связана с динамическими ошибками. В радиовысотомерах они возникают из-за маневров ЛА: измерение высоты сильнопересеченного рельефа, использования РВ в системах управления самолета и других случаях.

Третью группу составляют инструментальные (аппаратурные) погрешности, связанные с прохождением сигналов через антенно-фидерные, приемно-передающие и измерительные тракты РВ, а также ошибки из-за схемных конструктивных и технологических решений конкретных блоков РВ.