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

47. Бортовая аппаратура управления воздушным движением (УВД)

Общие сведения о бортовой аппаратуре УВД

Управление воздушным движением представляет собой комплекс мероприятий по планированию, координированию, непосредственному управлению движением ВС и контролю за соблюдением установленного режима полета. Системы вторичной радиолокации (СВРЛ) предназначены для получения информации о ВС, находящимся в воздушном пространстве, контролируемым службой УВД. СВРЛ должны обеспечивать определение координат самолетов, оборудованных ответчиками. Они также обеспечивают получение информации о высоте полета, бортовом номере, запасе топлива, об аварийной ситуации, выпуске шасси и о векторе скорости. В состав СВРЛ входят вторичные радиолокатора и ответчики.

Вторичный радиолокатор (ВРЛ) выполняют функцию запросчика в системе активной радиолокации с активным ответом, реализующий принцип «запрос – ответ». По сигналу ответа ВРЛ определяет наклонную дальность и азимут самолета, а также выделяет из кодированного сигнала информацию о бортовом номере, высоте полета, остатке топлива и другие данные. Дальность действия ВРЛ составляет для трассовых ВРЛ – 400 км, а для аэродромных – 100 км.

Ответчик, устанавливаемый на самолете приемопередатчик, настраиваемый на рабочую частоту ВРЛ и генерирующий сигнал ответа, когда он принимает сигнал запроса от ВРЛ. Сигнал ответа отличается от сигнала запроса несущей частотой и видом кода, который определяется типом системы СВРЛ. В России о в ряда зарубежных стран, бывших союзниках СССР используется код УВД В основном же за рубежом используется международный код RBS.

Сигнал ответа в коде УВД содержит координатный код, по которому определяется азимут и дальность самолета, и информационный код (бортовой номер, высота полета, запас топлива, вектор скорости самолета). При этом координатные сигналы состоят из импульсов РК1, РК2 и РК3, кодовый интервал между которыми определяет координатные коды ОК1 … ОК6. С помощью импульса РК2 передается сигнал «Бедствие» с кодами ОК1 … ОК5 и сигнал «Шасси выпущено с кодом ОК5. Первые 4 кода служат для ответа на коды запроса ЗК1 … ЗК4. Информационные сигналы состоят из трех ключевых (РКИ) и 20 информационных импульсов (РИ). Причем предусмотрено три информационных кода: ОКИ1бортовой номер, передаваемый информационным словом ИС1; ОКИ2 – высота полета и остаток топлива (ИС2); ОКИ3 – вектор скорости (ИС3).

111

Сигнал ответа в коде RBS передаются следующим образом: Координатный сигнал в виде опорных импульсов F1, F2, с интервалом между ними 20,3 мкс.

Информационный сигнал состоит из 12 импульсов, размещаемых в интервале между опорными импульсами и разбитый на 4 декады A, B, C, D по 3 импульса A, A2, A3; B1, B2, B3 и т.д. При этом информация о номере рейса передается натуральным двоично-десятичным четырехдекадным трехразрядным кодом, информация о высоте полета самолета передается циклическим кодом Гиллхема, представляющего собой совокупность рефлексного 3-х декадного кода Грея и специального трехразрядного рефлексного кода, имеющего цифровую емкость 5 единиц, с градациями по 100 фунтов (39,48 м). Специальные сообщения передаются ответчиком при запросе кодами А и В. Кодовая комбинация сигнала ответа 7700 соответствует аварийному состоянию ВС, 7600 – отсутствию радиосвязи 7500 - незаконному вмешательству в действия экипажа.

Требования ЕНЛГС к радиолокационным ответчикам УВД

8.3.4.4.1.Радиолокационные ответчики УВД при работе со вторичными наземными радиолокаторами на трассах и в зонах аэродромов должны обеспечивать излучение по запросу наземных радиолокаторов кодированного сигнала, содержащего координатный код и информационный код, включающий, как минимум, следующую информацию: номер самолета, высоту полета, сигнал бедствия. Потребные режимы работы ответчика («УВД» и ―RBS‖) определяются в зависимости от ожидаемых условий эксплуатации самолета.

При установке на самолете адресного ответчика УВД, кроме вышеизложенного, при работе со вторичными запросными радиолокаторами должны обеспечиваться прием запросных сигналов в адресных форматах и выдача содержащейся в них информации бортовыми потребителями, а также соответствующие ответы адресным радиолокаторам с передачей информации от бортовых датчиков в адресных форматах сигналов.

8.3.4.4.2.Дальность действия радиолокационного ответчика УВД должна быть не менее:

D =0,75[ 4,12 (√±H1 + √±H2, где D- дальность в км; Н1высота установки антенны наземного радиолокатора в м; Н2 – высота полета самолета в м. 4,12 – масштабный коэффициент радиогоризонта в км/м при работе со вторичными радиолокаторами, регламентируемая зона которых обеспечивает эту дальность.

В зависимости от выполняемых функций различают три типа самолетных ответчиков. Ответчики первого типа предназначены для работы с

112

кодами запроса УВД. Ответчики второго типа реагируют на коды запроса, принятые ИКАО, т.е. могут применяться, в основном на зарубежных воздушных линиях. Ответчики третьего типа могут использовать как код УВД, так и международный и имеют соответствующие режимы работы «УВД» и ―RBS‖.

К первому типу относится ответчик УВД СО-69, ко второму – СО-77, к третьему – СО-72М. В последнее время разработан адресный ответчик «ОСА-С», полностью соответствующий рекомендациям ARINC-718 и который, кроме перечисленной выше информации, передает информацию о результатах тестового контроля бортового оборудования и самолетных систем, координат самолета и другой необходимой информации, обеспечивая при этом режим «независимого наблюдения».

113

48. Самолетный ответчик СО-72М

СО-72М предназначен для работы с ВРЛ систем УВД систем УВД па территории России и за рубежом.

Состав СО-72М:

1.Антенная система, состоящая из двух антенн АЗ-027 второго диапазона (10 см) Устанавливается, как правило, на киле с двух сторон и антенна АМ-001 первого диапазона (3 см). В антенную систему входят также направленный ответвитель с детекторной секцией.

2.Моноблок, на амортизированной раме которого размещается: основной ответчик, содержащий высокочастотное устройство, усилитель предварительной частоты с детектором, дешифратор и шифратор, передающее устройство и ферритовые вентили; блок преобразования информации о высоте (БПИ), переводящий значение высоты полета самолета в цифровой код; приставка бланкирования.

3.Пульт управления

Дополнительно в состав может включаться устройство набора номера, дублирующий набиратель номера основного блока.

Режимы СО-72 позволяют переключать ответчик на требуемый код СВРЛ, а также проверять работоспособность ответчика. В ответчике СО-72М имеется восемь режимов: «УВД», «РСП», «УВД-М», ―RSB‖, «Знак», «Авария», «Готовность» и «Контроль». Международный режим ―RSB‖ имеет подрежим А для передачи кода опознавания, установленный на пульте управления ответчиком и подрежим АС для передачи и высоты полета. В режиме «Знак» информация не передается. Режим «Готовность» включается перед вылетом во время руления самолета.

Основные параметры СО-72М:

1.Рабочие частоты при приеме в режиме «УВД» - 837,5 и 1030 МГц, в режимах: «УВД-М» и ―RSB‖ (А и АС) – 1030 МГц, при передаче в режимах: «УВД-М» - 740 МГц , «УВД-М» и ―RSB‖ (А и АС) – 1090 МГц.

2.Чувствительность приемника на частоте 837 МГц – 65 (+6 -3) дБ/Вт,

837в режиме РСП – 84 (+8 -4) дБ/Вт; на частоте 1030 – 104 (+8 -4) дБ/Вт.

3.Импульсная мощность передатчика – 300 …800 Вт.

4.Длительность импульса в режимах«УВД», «УВД-М» и РСП – 0,8±0,2 мкс; в режиме ―RSB‖ (А и АС) – 0,35 … 0,55 мкс.

5.Потребляемая мощность от сети 115 В 400 Гц – 40 ВА, от сети 27В –

100Вт.

6.Масса комплекта -17,9 кг.

Структурная схема ответчика СО-72М показана на рис

114

Высокочастотное устройство разделяет по частоте сигнала I и II диапазонов, преобразует выделенные сигналы в сигналы промежуточной частоты и подавляет сигналы внеполосных каналов приема и паразитного излучения на гармониках несущей частоты.

Усилитель промежуточной частоты, помимо усиления и частотной селекции, выполняет функции сужения динамического принимаемых сигналов и уменьшение чувствительности приемного тракта при сигнале «Ограничение нагрузки, поступающем с шифратора.

Дешифратор и шифратор декодируют сигналы запроса и формируют коды ответа в соответствии с режимом работы ответчика и смысловым содержанием кода запроса.

Передающее устройство вырабатывает высокочастотные сигналы ответа при выдаче модулирующих сигналов с шифратора и имеет два передающих канала на частоты 740 и 1090 МГц. Подмодулятор общий для обоих каналов.

Ферритовые вентили предназначены для уменьшения реакции ан- тенно-фидерной системы на высокочастотные генераторы в целях повышения стабильности частоты, генерируемых колебаний.

Преобразователь БПИ-2М-15 в режимах «УВД», «РСП» и «УВД-М» выдает значения высоты полета в параллельном 14-разрядном двоич- но-десятичном коде. В режиме RBS (АС) значение высоты полета преобразуется в параллельный 11-разрядный двоично-циклический код. Преобразователь БПИ-2М отличается от БПИ-2М-15 тем, он дополни-

115

тельно выдает в виде 4-разрядного параллельного кода значения запаса топлива, поступающего от топливомера. Устройство набора номера ВС кодирует набранный индивидуальный номер 20-разрядным двоично-десятичным кодом.

Приставка бланкирования формирует импульсы, запирающие другие бортовые устройства во время излучения сигналов передатчиком СО72М, а также преобразует, поступающие от других самолетных передающих устройств, бланкирующие импульсы в сигналы, запирающие приемник ответчика на время их действия, и обеспечивает электрическую связь с топливомером.

Пульт управления служит для включения ответчика, выбора комплекта и выбора режима работы, набора номера в режиме «RBS» (А и АС) и индикации результатов ВСК.

116

49. Самолетный ответчик ОСА-С (назначение, состав, выполняемые функции, технические характеристики).

Самолетный адресный ответчик второго уровня предназначен для работы с селективными (адресными) и неселективными (безадресными) радиолокаторами систем управления воздушным движением (УВД) в соответствии с требованиями отечественного стандарта ГОСТ 2180089 и стандарта IСАО (Приложение 10, часть 1, поправка 67). с бортовыми системами предупреждения столкновений (БСПС) при их размещении на ВС,. а также для взаимодействия с аппаратурой Госопознавания.

Ответчик работает в режимах УВД, УВД-С. А, АС, S, "Контроль". "Знак" и "Бедствие".

Врежиме S ведется работа форматами ВР = 0, 4, 5, 11, 16, 20, 21. Дополнительно передается информация о путевой скорости и путевом угле, скорости и направлении ветра, истинном курсе, географических координатах текущей контрольной точки. Помимо этого передается информация от бортовой системы предупреждения столкновений: сигнал конфликтной ситуации, команды бортовой СПС, набор высоты, снижение, разворот влево, разворот вправо, запрет набора высоты, запрет снижения, дальность и пеленг самолета, представляющего угрозу.

Информация принимается от датчиков в виде биполярного кода в соответствии с ГОСТ 18977-79 и РМТ 1495-75 изм. 3, ARINC-429.

Всостав ответчика входят блок отечественных режимов (БОР), блок международных ре жимов (БМР) рама амортизационная, антенны АЩ-

011 (АЩ-012) и АЗ-027.

чувствительность приемника на частоте 8375 МГц в режиме УВД, дБ, Вт минус (66±2) чувствительность приемника на частоте 8375 МГц в режиме УВД-С, дБ/Вт минус (84±4) чувствительность приемника на частоте 1030 МГц, дБ, Вт минус

117

географические координаты текущей контрольной точки (долгота и

118

50. Аппаратура системы предупреждения столкновения ВС (назначение, требования ЕНЛГС, выполняемые функции, основные связи с взаимодействующей аппаратурой).

Принцип построения СПС основан на получении параметра - критерия степени опасности воздушной обстановки, для чего используется информация, полученная от других ВС. Угроза столкновения оценивается раздельно в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Оценка угрозы столкновения в горизонтальной плоскости основана на предположении прямолинейного равномерного движения двух судов, следующих на одной высоте. В соответствии с рис 7.9 относительная скорость сближения в векторной форме Vo = V1 – V2. составляющая относительной скорости сближения Vc = dD/dt;

Расстояние между ВС в произвольный момент t, как следует на рис.

7.9,

D2 = D20 + (Vo·t)2 – 2DoVc·t, при условии dD/dt = 0 tc = DoVc/Vo2

Критериальным параметром будет tcmin = Do/Vc = Do/(dD/dt).

Для вычисления tcmin необходима только информация о расстоянии между ВС и скорость изменения этого расстояния.

Оценка угрозы столкновения в вертикальной плоскости решается если ВС будут обмениваться информацией о высоте полета при помощи системы воздушных сигналов или барометрического высотомера ВС

119

другими словами при оценке угрозы по высоте один самолет запрашивает высоту у другого, а затем сравниваются эти значения.

Требования ЕНЛГС к радиотехническому оборудованию предупреждения и предотвращения столкновений (БСПС).

8.3.4.12.1. Радиотехническое оборудование предупреждения и предотвращения столкновений должно совместно с другим оборудованием обеспечивать:

-с точностью, необходимой для предотвращения столкновений, определение дальности, скорости и разности высот между самолетами, пеленга на другой самолет, оставшегося времени до столкновения и степени опасности сближения;

-выдачу экипажу для визуальной индикации информации о дальности до другого самолета и разности высот между самолетами, его пеленге, степени опасности сближения, о воздушной обстановке в целом и отказах оборудования;

-выработку и выдачу экипажу для визуальной индикации рекомендаций на выполнение маневров увода самолета от возможного столкновения с приближающимся самолетом.

120