Бортовые вычислительные комплексы / курсач / Пособие / 6. Авионика. Краткий конспект

1. Приведите классификацию летательных аппаратов с точки зрения решаемых задач БКНС и расскажите об основных особенностях каждого класса.

Гражданские самолеты делятся на: дальние магистральные самолеты (ДМС); средние магистральные самолеты (СМС); ближние магистральные самолеты (БМС); самолеты местных воздушных линий (МВЛ); самолеты сельхозавиации (СХА); самолеты-амфибии и лесопожарные самолеты; самолеты службы спасения МЧС; полярные самолеты;

в) самолеты ДОСААФ, к которым можно отнести: спортивные самолеты в основном одноместные; дельтапланы;

Классификация гражданских самолетов

ГРАЖДАНСКИЕ САМОЛЕТЫ

Дальние магистральные самолеты гражданской авиации с дальностью полета до 8 - 12 тыс. км. Эти самолеты, как правило, 4-х двигательные, большой пассажировместимости и должны иметь пилотажнонавигационные комплексы (ПНК), обеспечивающие полеты по необорудованным и мало оборудованным трассам над безориентирной местностью и водными поверхностями большой протяженности в заданных коридорах горизонтального, вертикального и продольного эшелонирования, должны иметь средства дальней радиосвязи и все возможные системы развлечения пассажиров. Системы энергоснабжения этих самолетов должны быть сертифицированы по нормам ETOPS т.е. при любом сочетании отказов в системе энергоснабжения,

1

включая двигатели, обеспечивать электропитание потребителей 1-й категории в течении 4-х - 6-ти часов полета.

Средние магистральные самолеты с дальностью полета 3 - 5 тыс. км. Это обычно 3-х и 2-х двигательные самолеты, с числом пассажиров 150 - 250 человек. Они должны иметь ПНК, обеспечивающие полеты в зонах с плотным воздушным движением, включать в свой состав системы предупреждения столкновений самолетов в воздухе, должны быть построены с учетом обеспечения малой погрешности времени прибытия в заданный пункт маршрута и также иметь полный набор средств развлечения пассажиров.

Ближние магистральные самолеты с дальностью полета 1 - 3 тыс. км, 2-х двигательные, с числом пассажиров до 150 человек, летающие, как правило, по оборудованным трассам, могут не иметь средств дальней навигации и радиосвязи.

Самолеты местных воздушных линий с дальностью полета до 1000 км, 2-х двигательные, с числом пассажиров 50 - 70 человек, летающие по оборудованным трассам, должны иметь минимальный состав оборудования, обеспечивающий полеты в этих условиях, здесь курсовертикали заменяют дорогостоящие инерциальные навигационные системы и устанавливается минимальный состав аппаратуры развлечения пассажиров. Такие самолеты при регулярном использовании на дальностях до 300 км, могут не иметь автопилотов или систем автоматического управления полетом.

Сельскохозяйственные самолеты должны иметь оборудование для точной привязки к кромке поля и последующего выполнения галсов, позволяющее правильно выполнять распыление ядохимикатов и заменяющее сигнальщика.

Спортивные самолеты должны иметь базовые приборы, показывающие пространственное положение, высотно-скоростные параметры и параметры работы двигателей, обеспечивающие самолетовождение по правилам визуальных полетов.

Административные сам. – до 10 чел, оборуд соотв. БМС.

Вертолеты: Тяж(10-12 т; 20-25 т – МИ-26,МИ-40); Сред (2-2,5т – КА-42 ;4-5т – Ми-8МТ, МИ-38, КА-32); Легк.(до 300кг; 400-600 кг; 1-1,3т – КА-126, КА-226; МИ-54)

Вертолеты имеют базовый состав оборудования, примерно такой же, как и на самолетах МВЛ и специальный состав, зависящий от назначения и функциональных задач, выполняемых вертолетами. На вертолетах устанавливается некоторое оборудование, отличное от самолетного, например, СВС со специальными приемниками воздушных давлений (ПВД), доплеровский измеритель скорости и угла сноса (ДИСС), САУ или автопилот и др.

2

2. Наземное оборудование используется для радиотехнических систем ближней навигации (назначение, состав, выполняемые функции, тип, характеристики).

Радиотехнические системы ближней навигации (РСБН)

На аэродромах гражданской авиации в районе ближней и дальней приводной радиостанции устанавливаются различные типы приводных радиостанций, представляющих собой наземные передающие радиостанции, предназначенные для обеспечения навигации и привода самолетов на аэродромы посадки или на промежуточные аэродромы к месту их установки с помощью радиокомпасов. Иногда такие радиостанции используются для связи с самолетами в диапазоне средних и длинных волн. Наиболее распространенными приводными радиостанциями являются ПАР-7,ПАР-8, ПАР-7С и ПАР-8С. Каждая из них имеет по 10 поддиапазонов и излучаемую мощность (300 – 110) Вт для ПАР7С и (250 – 400) Вт для ПАР-8С. Они работают в телефонном и телеграфном режимах с излучением незатухающих и тональномодулированных колебаний. Такие радиостанции имеют дублированную аппаратуру и стойку автоматики, которая обеспечивает переход работающего на резервный комплект, в случае нарушения режима его работы.

На аэродромах в районе командно-диспетчерских пунктов (КДП) часто устанавливаются наземные радиопеленгаторы, работающие в УКВ диапазоне и использующие для пеленгования самолета по сигналу, излучаемому самолетной командной УКВ радиостанцией. Наиболее распространенным типом наземного радиопеленгатора УКВ диапазона является АРП-6, который состоит из двух взаимно-перпендикулярных (С-Ю и З-В) Н-образных направленных антенн и одной центральной ненаправленной антенны. Приемники двух резервирующих друг друга каналов принимают через антенные усилители сигнал пропорциональный углу между направлением на самолет и северным направлением меридиана, и после преобразования отображают его на индикатор, выполненный на ЭЛТ. Индикатор может быть выполнен выносным и тогда они устанавливаются на КДП.

Согласно рекомендации Международной организации гражданской авиации (ИКАО) в районах и на маршрутах, где условная плотность воздушного движения или ограничения видимости создают необходимость в наземном средстве ближней радионавигации. Стандартным средством должен быть всенаправленный УКВ радиомаяк, дополненный радиодальномером. Такое сочетание составляет основу большинства отечественных и зарубежных радиотехнических систем ближней навигации. Наземную часть отечественной системы РСБН составляют

3

радиомаяки РСБН-2Н, РСБН-4Н, РСБН-7Н, использующие временной метод определения азимута и дальности линии самолет-маяк. Наземный радиомаяк состоит из 3-х передатчиков:

-П-200- для передачи азимутального сигнала (работает на всенаправленную вращающуюся с частотой 100 об/мин антенну, формирующую диаграмму направленности из двух узких и рядом расположенных лепестков);

-П-20А - для передачи опорных сигналов ―35‖ и ―36‖ (работает на ненаправленную антенну);

-П-20Д - для передачи импульсов ответа в режиме ретранслятора или импульсов запроса в режиме обзора воздушной обстановки (работает на ненаправленную антенну).

Кроме того в состав маяка входит наземное приемное устройство НПУ, которое используется в режиме наблюдения воздушной обстановки и УКВ радиостанция для связи с самолетами.

Наземная часть системы VOR/DME, которую начали внедрять в нашей стране, как международную систему, состоит из ответчика дальномерного канала DME и радиомаяка VOR с фазовым методом измерения азимута. Радиомаяк VOR и ответчик DME могут быть объединены в единую систему, подобную РСБН, а также устанавливаться

иработать раздельно. Ответчик дальномерного канала, состоящий из передатчика и приемника, работает на общую ненаправленную антенну, и контрольного устройства с отдельной антенной, устанавливаемой вблизи ответчика.

В состав наземной аппаратуры всенаправленного радиомаяка входит возбудитель, работающий на вращающуюся дипольную антенну или неподвижную антенну, излучающую вращающуюся с частотой 30 Гц диаграмму направленности в форме кардиоиды, которую формирует гониометр, и на передатчик, связанный с ненаправленной антенной. Передатчик, при этом, может быть использован для связи с самолетами. Кроме того, как и в ответчике дальномера имеется контрольное устройство с отдельной антенной. В обоих вариантах контрольное устройство служит для постоянного контроля излучаемых сигналов и включения в случае необходимости аварийного комплекта аппаратуры.

4

3. Наземное оборудование радиотехнических систем посадки (назначение, состав, выполняемые функции, тип, характеристики).

Наземное оборудование отечест. системы посадки СП-50/СП-68 состоит из маркерных маяков (МРМ), с помощью которых дискретно определяют дальность до торца ВПП в момент их пролета. Маркерные маяки располагаются в непосредственной близости от приводных радиостанций и часто входят в состав ПАР-7С и ПАР-8С. Расстояние до МРМ БПРС равно 1км, а до МРМ, установленного на дальней приводной радиостанции БПРС равно 4 км. МРМ состоит из основного и резервного комплекта, работающих на передающую антенну и включены в общую с приводной радиостанцией систему автоматики, управляющую основным и резервным комплектами. Рабочая частота маркерного маяка 75 МГц. Антенна излучает узкий вертикально направленный лепесток диаграммы направленности (ДН).В состав СП-50/СП-68 также входит курсовой радиомаяк (КРМ-2М), который устанавливается на расстоянии 425 - 1200 м от ближнего торца ВПП со стороны противоположной направлению захода на посадку. Передатчик радиомаяка излучает в антенну, имеющую три облучателя с общим параболическим зеркалом модулиров. сигналы несущей частоты 110 МГц. Антенна формирует центр. и боковые лепестки ДН, обозн. направл. курсовой линии захода на посадку. КРМ-2М относится к категории радиом. с “опорным напряжением”. В комплект маяка входит кон- трольно-измерительный прибор КПК-3, который обеспечивает контроль параметров курсового маяка, транслируя сигналы постоянной и переменной фазы на блок управления и контроля и на пульт дистанц. управ. и контроля. КПК-3 имеет выносную часть, состоящую из двух антенн, расположенных на расстоянии 114 м от антенной системы радиомаяка.

Глиссадный радиомаяк ГРМ-2М устанав. слева от ВПП на расстоянии 120 - 180 м от еѐ оси и 200 - 450 м от торца ВПП со стороны захода на посадку и по принципу формирования зоны относится к равносигнальным маякам с излучением балансно-модулированных колеб. Антенная система маяка формирует в пространстве одновременно две диаграммы направл. - верхнюю, с частотой модуляции 45 Гц и нижнюю, с частотой модуляции 75 Гц. Перекрытие диаграмм обеспечивает получение линии глиссады. В комплект ГРМ-2М входит контрольно-измерительный прибор типа КИП-3Г-4, предназначенный для выходных характеристик и параметров радиомаяка. КИП-3Г-4 также имеет 2 антенны, одна из которых (“в зоне”) устанавливается по линии глиссады, а вторая - на границе полу-сектора глиссады (“вне зоны”).

Для международной системы инструментальной посадки ILS (отечественная система посадки СП-70) маркерные маяки располагаются: дальний МРМ у дальней приводной радиостанции на расстоянии 7400 м от торца ВПП, средний МРМ у средней приводной радиостанции на расстоянии 1050 м и ближ-

5

ний МРМ у ближней приводной радиостанции на расстоянии 75 м от торца ВПП. Расположение курсового и глиссадного радиомаяков такое же, как и в системе СП-50. Основное отличие ILS от СП-50 в том, что в системе посадки ILS курсовой и глиссадный маяки представляют собой равносигнальные радиомаяки с излучением колебаний модулированных частотами 90 и 150 Гц. Причем лепесток с модуляцией 90 Гц находится слева от линии курса и выше глиссады, а лепесток с модуляцией 150 Гц - справа от линии курса и под глиссадой. Кроме того, маяки МРМ, КРМ и ГРМ системы ILS (CП-70) имеют 100% резерв и обеспечивают посадку по I, II, и III кат ICAO.

Из радиомаячных систем дециметрового диапазона известна система ПРМГ- 4, состоящая из малогабаритных курсового и глиссадного радиомаяков, не входящих в систему РСБН, но, использующие ее бортовую часть, и работающие по равносигнальному методу. Дальность до точки приземления измеряют по ретранслятору дальномера, который территориально совмещают с глиссадным радиомаяком. Наземные маяки системы ПРМГ-4 (“Катет”) с переключающимися диаграммами направлен. обеспеч. посадку самолетов в сложных метеоусловиях. Две пары вибраторов облучателя курсовой и глиссадной антенн радиомаяков формируют диаграмму направленности в виде двух пересекающ. лепестков, излуч. поочерѐдно, с помощью бесконтактного антенного коммутатора, с частотой 12,5 Гц. Пересекаясь, лепестки ДН образуют равносигнальную зону, которая и определяет курсовую линию и глиссаду планирования захода на посадку. Курсовой маяк устанавливается на расстоянии 400 - 1000 м от конца ВПП таким образом, чтобы ось ВПП, будучи продолжена, пересекала ось центра антенны КРМ. Контрольно-выносной пункт (КВП) и его антенная система устанавливаются на расстоянии 80 м от антенной системы КРМ, таким образом, чтобы направление оси ВПП проходило через центр антенны КВП. Антенна системы глиссадного радиомаяка устанавл. слева или справа от оси ВПП на расстоянии 120 - 180 м. Для связи с самолетами в наземном оборудовании предусмотрена наземная УКВ радиостанция.Наземная часть перспективной системы посадки с международным статусом СП МLS состоит из: азимутального радиомаяка захода на посадку АРМ- 1; угломестного радиом. захода на посадку УРМ-1; дальномерного радиомая- ка-ответчика ДРМ. При расшир. комплек-ции к указанному оборуд. добавляются азимутальный маяк обратного курса АРМ-2 и угломестный радиомаяк выравнивания УРМ-2. Сканирующий луч с карандашной диаграммой направл. антенн АРМ и УРМ при проходе “туда” и “обратно” обеспечивает определение углового положения самолета относительно линии курса и глиссады при заходе на посадку. АРМ-1 и АРМ-2 располагаются на расстоянии 200 - 1100 м по обе стороны от торца ВПП соответственно. УРМ-1 и УРМ-2 располагаются слева со стороны захода на посадку и на расстоянии 200 - 400 м от торца ВПП и 90 - 150 м от оси ВПП. Дальномерный радиомаяк прецизионной системы ДМЕ-Р располагается рядом с УРМ-1.

6

4. Наземное оборудование радиотехнических систем УВД (назначение, состав, выполняемые функции, тип, характеристики)

Наземный комплекс радиотехнических средств УВД состоит из:

1.Командно-диспетчерского пункта (КДП) с диспетчерским оборудованием, представляющим собой специальный пульт, на котором установлены радиолокационные и телевизионные индикаторы. Индикаторы служат для отображения воздушной обстановки в круговом или секторном режимах работы и для отображения графической информации в виде схем захода на посадку, карт местности и текстовой информации о ситуации в зоне аэродрома. На пульте размещены органы управления диспетчера. Пульт управления оснащается современным автоматизированным рабочим местом (АРМ) на базе ПЭВМ и 3-мя комплектами радиостанции у каждого диспетчера для переговоров с экипажами самолетов.

2.Диспетчерских вторичных радиолокаторов типа ДРЛ-7 или/и RF-3F фирмы ―Тесла‖, которые работают в диапазоне частот 9250-9450 МГц, являются РЛС ближнего действия (дальность действия до 100 км.), имеет большую точность на малых расстояниях и режим селекции движущихся целей (СДЦ) для увеличения помехозащищенности. ДРЛ выполняют функцию запросчика в системе активной радиолокации с активным ответом. По сигналу ответа ДРЛ определяет наклонную дальность и азимут самолета, а также выделяет из кодированного сигнала ответа информацию о бортовом номере, высоте полета, остатке топлива и другие данные. Располагается ДРЛ в аэродромной зоне возможно ближе к КДП на открытой местности. Локаторы имеют круговой и секторный режим работы

3.Посадочного радиолокатора ПРЛ-7, работающего в 3-х сантиметровом диапазоне волн. При работе с этим локатором диспетчер определяет по индикатору курса и глиссады с расстояния 20 км смещение самолета по курсу в секторе ± 30 град. в м. и отклонение от глиссады в вертикальной плоскости в секторе ± 10 град. в метрах и по радиолинии передает эти данные экипажу контролируемого самолета. Такие радиолокаторы имеют 100% резерв. Основной режим работы - секторный.

4.Маршрутных радиолокаторов типа‖Утес‖,‖Корень‖или П-35, устанавливаемых в аэропортах или на маршрутах, где проходят основные трассы полетов. Дальность действия таких РЛС составляет до 400 км и они практически не связаны с оборудованием самолета. Азимут и наклонная дальность до пролетаемых самолетов определяется по отметке цели на экране индикатора на ЭЛТ. РЛС работает в режиме кругового обзора.

7

5. Приемных и передающих центров, на которых устанавливаются наземные радиостанции дальней радиосвязи ―Молния‖, ―Циклон‖, ―Вяз2М, Р-830 и др. и р/ст. ближней связи Р-824М, Р-822, Р-809, Р-619 и др. или наземный узел связи (НУС), включающий оба диапазона. ПРД и ПРМ радиоцентров (РЦ) радиорелейными линиями (РРЛ) связаны с КДП, кроме того КДП имеет РРЛ аэропорт-город и с РЛС дальнего обнаружения ―Утес‖ и ―Корень-АС‖.

Зарубежная наземная аппаратура системы УВД состоит из:

-аэродромного командно диспетчерского пункта АТСТ;

-аэродромная радиолокационная служба зоны подхода TRAC ON

-аэродромная радиолокационная служба зоны отхода ТRAC AB Основные отличия зарубежной службы УВД от отечественной состоят:

-в режимах А и АС и RBS УВД работает в международном диапазоне на частоте запроса - 1030 МГц, ответа - 1090 МГц в отличие от отечественной УВД, работающей на частоте запроса - 835; 837,5; 840 МГц и ответа - 730, 740, 750 МГц;

-в системах используются различные коды сигналов запроса и ответа;

-отсчет высоты полета ведется с разных точек отсчета: в зарубежной системе отсчет ведется от уровня моря или точнее от уровня давления, равного 760 мм рт. ст., а в отечественной - от уровня давления на аэродроме взлета/посадки.

8

5. Наземное оборудование радиотехнических систем дальней и глобальной навигации (назначение, состав, выполняемые функции, тип, характеристики).

Наземное оборудование РСДН типа отечественной системы “Тро-

пик”или зарубежной системы “Loran” состоит из троек опорных радиостанций - одной ведущей и двух ведомых, формирующих и излучающих навигац сигналы на частоте 100 кГц. На территории бывшего Советского Союза было размещено 5 троек: север, юж, зап, восточ и центр. Борт аппар - приемники РСДН, учитывая открытость кодов системы‖ Loran‖, работают как по отечест., так и по зарубежным станциям. Дальность действия системы ―Loran-C составляет 2,2-2,6 тыс. км днем и 1,8-1,9 тыс. км ночью. Наземные станции системы сверх длин-

новолновой радиотехнической навигации “Маршрут”, аналога зару-

бежной системы ―Омеga‖ работают на частоте 10 - 14 кГц. У нас построено несколько опорных станций. Всего таких станций 8. Дальность действия каждой из ОС около 10 000 км.

Спутниковые навигационные системы - отечественная глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС), и американская Navctar GPS, состоящая из 24 искусств. спутников земли (ИСЗ), расположенных на 6 круговых околоземных орбитах с периодом обращения 12 часов. Такая система позволяет в любой точке земли в любое время суток видеть одновременно 4 спутника. Навигац система имеет два кода: грубый открытый С/А код с СКО около 100 м и точный защищенный Y код для военных. Для повышения точности при использ. открытого кода используется дифференциальный режим, позволяющий получить СКО порядка 2 – 5 м. Спутник. навигационные системы имеют наземный командно-измерительный комплекс (КИК). В состав КИК входит координационно-вычисл центр (КВЦ), командно-измерительная станция (КИС), станция управления (СУ), несколько станций слежения за спутниками (СС) и станция закладки служебной информации (СЗСИ). КИК предназн для: проведения траекторных измерений с целью определения орбит ИСЗ; временных измерений с целью определения расхождений бортовых шкал времени ИСЗ с системным временем; предсказания будущих эфемерид каждого ИСЗ и уход бортового времени; формирование массива служебной информации и закладки его в память соответствующего спутника; телеметрического контроля работы системы спутников и диагностики их состояний, а также для управления работой бортовых систем спутников. Для дифференциального режима использ опорные станции типа ОС БТ-6, обеспечивающие выдачу потребителям дифференциальные поправки в стандарте

RTCM SC-104.

9

6. Классы аэродромов (технические характеристики).

1. Аэродромы класса (А) имеют полосы размером 3200 м длиной и 60 м шириной (3200 х 60). Количество полос - от двух до трех. Полосы оборудованы полным набором светотехнического оборудования и имеют подсвет контуров полос и осевых линий, а также рулежных дорожек. На таких аэродромах устанавливается максимальное количество наземного радиотехнического оборудования систем навигации, посадки и УВД. Обычно такие аэродромы в гражданской авиации имеют статус международных аэродромов и оборудуются дополнительно международными системами VOR, DME, ILS или MLS и ВРЛ с режимами (А, АС и RBS). Аэродромы класса (А) могут обслуживать все типы самолетов, но в основном это дальние магистральные самолеты с посадочным минимумом по IIIA, IIIB и IIIС категориям по классифика-

ции ICAO.

2. Аэродромы класса (Б) с размером полосы 2600 х 45. Эти аэродромы имеют аэропорты крупных городов и оборудованы всеми необходимыми для посадочного минимума по III категории IKAO светотехническим оборудованием и радиотехническим оборудованием навигации, посадки и УВД. На такие аэродромы могут садиться все типы самолетов, кроме отдельных, например, ТУ-144, М-3 и др. В ряде случаев такие аэродромы могут быть пригодны для международных аэропортов. Они имеют от 1 до 3 полос.

3. Аэродромы класса (В) имеют размеры полосы 1800 х 42 м. Они оборудованы необходимым светотехническим оборудованием и имеют радиотехническое оборудование навигации, посадки и УВД не ниже посадочного минимума по II категории ICAO. На этих аэродромах маркируется осевая линия ВПП.

Большинство аэродромов класса (В) имеют одну полосу, но могут иметь и более одной полосы, на них эксплуатируются самолеты БМС, МВЛ, и в ряде случаев СМС. Таких аэродромов большое количество. Их имеют аэропорты областных центров и другие, близкие по значимости города.

4.Аэродромы класса (Г) с полосой размерами 1300 х 35 используются в аэропортах, где базируются самолеты местных воздушных линий и ближние магистральные самолеты. ВПП маркируется светотехническим оборудованием, включая осевую линию. На таких аэродромах устанавливается радиотехническое оборудование навигации посадки и УВД с посадочным минимумом не ниже I категории ICAO. В большинстве случаев имеют одну ВПП.

5.Аэродромы класса (Д) с размером полосы 1000 х 28 м. Это аэродромы районных центров и небольших городов. На них базируют-

10