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

67. Системы экстремальной навигации с использование физических полей земли и рельефа местности.

Это такие системы, работающие по следующим режимам:

Режим экстремальной навигации по характерным точкам или полям Земли. Оптимальным в этом случае является навигация по рельефу местности. Для этого необходим картографический индикатор с картографической (наверное имелось в виду географической ;) базой местности с привязкой к базовой координате рельефа местности.

Режим экстремальной навигации по гравитационным полям Режим экстремальной навигации по магнитным аномалиям

Земли. Для этого необходим магнитометр, карта составляющих магнитного поля земли, в которую должны быть занесены координаты магнитных аномалий нашей планеты.

Как правило, такие системы устанавливаются на самолетах, вынужденных в полете (согласно заданию) пролетать низко над землѐй и вообще иметь экстремальные маневры и полеты, т.е. на военных самолетах.

151

68. Навигационные вычислительные системы (НВС) (назначение, требования ЕНЛГС, типы, выполняемые функции).

Требования авиационных правил к НВС

8.1.3.5. Бортовое оборудование должно быть сконструировано, изготовлено и установлено на самолет таким образом, чтобы при выполнении полетов в ОУЭ обеспечивались действующие требования по эшелонированию и точности самолетовождения и пилотирования.

8.1.3.8. При отказах в системе электроснабжения, за исключением практически невероятных, приводящих к потере питания приемников шины или канала, возникающая ситуация должна быть не тяжелее сложной.

8.1.3.13. Бортовое оборудование должно быть сконструировано, изготовлено и установлено на самолет таким образом, чтобы при пользовании его органами управления при всех возможных положениях, а также при нарушении необходимой последовательности рабочих операций не могли возникнуть повреждения, как данного оборудования, так и другого оборудования, каким либо образом с ним связанного. Органы управления и регулировки, которые не используются в полете, должны быть недоступны экипажу.

8.2.6.3.На протяжении всего полета должна осуществляться индикация координат текущего места самолета и выдача необходимой (согласованной) информации потребителям и/или с систему экранной индикации.

8.2.6.4.Должна обеспечиваться возможность коррекции счисленных координат.

8.2.6.5.Если существует устройство ввода плана полета в средства определения координат, то перед полетом должна обеспечиваться возможность контроля правильности ввода.

Типовые задачи, решаемые НВС:

- ввод с пульта управления и хранение в энергонезависимой памяти текущего маршрута полета в географической системе координат, содержащего до 20 поворотных пунктов маршрута (ППМ), до 10 точек расположения маяков РСБН, до 3-х схем аэродромов для захода на посадку и других полетных данных;

- расчет заданной траектории движения самолета по координатам введенного маршрута;

- непрерывного счисления текущих координат места положения самолета (ТКМС): по данным доплеровского измерителя скорости и угла сноса (ДИСС), СВС и курсовой системы (КС, ТКС или ИКВ) – курсодоплеровское счисление, по данным тех же датчиков информации при

152

отказе ДИСС - аэрометрическое счисление, по данным ИКВ , СВС и ДИСС - инерциально-доплеровское счисление и др.

-коррекции ТКМС по данным РСБН и РСДН;

-коррекция курса по данным РСБН на базе;

-начальная выставка курса при разбеге по полосе;

-оперативного изменения маршрута полета типа перенацеливания на любой выбранный ППМ или ориентир с заранее введенными координатами, пропуск ППМ, обход с отклонением от заданного маршрута и последующим возвратом на него, полет по обратному маршруту;

-заход на посадку по стандартным схемам захода.

153

69. Нестандартные цифровые навигационные системы НВС-74 (назначение, состав, решаемые задачи, технические характеристики).

Навигационная вычислительная система НВС-74, предназначена для установки на самолет АН-74 и состоит из:

- навигационная ЦВМ-20-19 с встроенным УВВ - 1 или 2 шт.;

- блоки коммутации БК-33, БК-34 и БК-М4.

Конструктивно ЦВМ состоит из вычислительного цифрового блока БЦВ, блока питания БП-3П и блока оперативной памяти БОП, размещенных на одной раме. В состав БВЦ входят функциональноконструктивные модули: ФКМ устройства арифметики и управления (УАУ), ФКМ ОЗУ и ПЗУ, ФКМ формирователя импульсов и ФКМ УВВ. ЗУ содержит 256 16-разрядных слов памяти, устойчивой к перерывам в питании продолжительностью до 10 суток.

Структурная схема НВС-74 показана на рис. 11.3.

БК-М4

Рис. 1. Структурная схема НВС ―Мальва-4‖

154

На этом рисунке приведен один из множества типов НВС, построенных на базе БЦВМ ―Орбита-20‖. На самолетах ЯК-42 и АН-72, например, установлены НВС комплекса ―Ольха-1‖с ЦВМ 20-1, на самолетах АН-74 - НВС ―Мальва‖ на базе ЦВМ 20-19, а на АН-72П и АН-71 установлены НВС ―Черника― и ―Черешня‖ с ЦВМ20-12 и выносным УВВ20-12. Различные НВС отличаются количеством и типом блоков коммутации, наличием или отсутствием выносного УВВ в виде отдельного блока на раме, количеством и типом пультов управления.

Типовые задачи, решаемые НВС:

-ввод с пульта управления и хранение в энергонезависимой памяти текущего маршрута полета в географической системе координат, содержащего до 20 поворотных пунктов маршрута (ППМ), до 10 точек расположения маяков РСБН, до 3-х схем аэродромов для захода на посадку и других полетных данных;

-расчет заданной траектории движения самолета по координатам введенного маршрута;

-непрерывного счисления текущих координат места положения самолета (ТКМС): по данным доплеровского измерителя скорости и угла сноса (ДИСС), СВС и курсовой системы (КС, ТКС или ИКВ) – курсодоплеровское счисление, по данным тех же датчиков информации при отказе ДИСС - аэрометрическое счисление, по данным ИКВ , СВС и ДИСС - инерциально-доплеровское счисление и др.

-коррекции ТКМС по данным РСБН и РСДН;

-коррекция курса по данным РСБН на базе;

-начальная выставка курса при разбеге по полосе;

-оперативного изменения маршрута полета типа перенацеливания на любой выбранный ППМ или ориентир с заранее введенными координатами, пропуск ППМ, обход с отклонением от заданного маршрута и последующим возвратом на него, полет по обратному маршруту;

-заход на посадку по стандартным схемам захода.

Для решения перечисленных задач в НВС-74 реализованы следующие алгоритмы:

1. Общий алгоритм в который входит:

-проверка ЦВМ в автономном режиме с использованием КПА;

-проверка ЦВМ в режиме встроенного тест-контроля на этапе предполетной проверки и в полете;

-ввод доплеровских частот;

-имитация полета по запрограммированным трассам в автоматическом и в оперативном режимах;

-управление пультами НВС-74;

155

-восстановление работоспособности алгоритмов комплекса при сбоях и при перерывах электропитания от бортовой сети;

-формирование передач управления в соответствии с временной диаграммой работы алгоритмов, реализуемых в НВС-74;

-счета текущего времени;

-ввода и вывода битовой информации.

2. Общий алгоритм быстрого цикла включает:

-управление авиационным планшетом ПА-4-42;

-выдача информации на планово-навигационный прибор (ПНП);

-выдача сигнала «Разворот»;

-контроль пультов и системы аварийной сигнализации (САС);

-контроль заданных путевых углов (ЗПУ);

-алгоритм счисления;

Длительность цикла 0,3072 с.

2. Общий алгоритм медленного цикла, содержит:

-Определение географических координат;

-определение параметров радиомаяков;

-коррекция счисленных координат по данным наземных радиомаяков;

-комплексная обработка информации при позиционной коррекции по данным РСБН;

-определение магнитного склонения;

-определение времени прибытия в заданный ПМ;

-вычисление параметров очередной ортодромии на маршруте и в зоне аэродрома.

Длительность медленного цикла переменная и зависит от набора задач, решаемых в данный момент времени.

Все задачи решаются с выдачей текущей и расчетной информа-

ции необходимой экипажу для осуществления полета. Решаются и другие задачи для разных типов самолетов, не оговоренные в данном разделе.

НВС обеспечивает точность счисления пути соответствующую 2% от пройденного пути при дискретной коррекции координат через каждый час полета.

156

70. УВС А-821(назначение, состав, выполняемые функции, технические характеристики).

Управляющая вычислительная система для самолета АН-124

А-821 по функциональным возможностям значительно шире, чем навигационные вычислители и состоит из следующих составных частей:

1. Контейнер с мультипроцессорной вычислительной системой в

-устройство преобразования последовательного кода (УППК) по 2 шт. в каждом УВВ:

-устройство преобразования дискретных сигналов (УПДС)-2шт;

3.Блок связи с системой аварийной сигнализации (БС САС).

4.Блок питания (БП).

5.Пульт подготовки и контроля (ППК).

6.Пульт управления и индикации пилотов (ПУИП).

7.Пульт управления и индикации штурмана основной (ПУИШ)

8.Пульт управления и индикации штурмана резервный.

БЦВМ Ц-018 построена на микропроцессорном наборе ―Интегра- ция-1‖ на основе процессора НЦ-04Т, имеющего разрядность 16 бит и быстродействие 250000 оп. р-р/с, 100000 оп. р-п/с и умн./с и 10000 оп. дел./с, объем ПЗУ - 32Кх16, ОЗУ - 0,5 + 4Кх16. В последствии МПК ―Интеграция-1‖ была заменена на МПК ―Интеграция-2‖ с быстродействием и объемом ПЗУ и ОЗУ в 4 раза превышающим ―Интеграцию-1‖

УВС, как видно из структурной схемы значительно отличается от рассмотренных выше НВС как по архитектуру построения, так и по решаемым задачам. Во-первых, распределение задач между вычислителями было намечено выполнять по отказоустойчивой схеме. При этом в первом вычислителе должен решаться полный объем навигационоприцельных задач с использованием РСБН, как основного средства

157

Структурная схема УВС А-821 показана на рис.11.4.

Рис. 2. Структурная схема УВС А-821

коррекции координат, второй вычислитель призван решать задачи обработки информации и управления прицельно-обзорной радиолокационной системой, а в третьем вычислителе задачи контроля комплекса и сокращенный объем навигационно-прицельных задач при отказах в первых двух вычислителях. Во-вторых, в связи с тем, что в состав УВС входит дублированное ВЗУ объем программируемой на земле информации о маршрутах полета и других изменяемых данных значительно увеличен. В ВЗУ может быть занесено 32 маршрута по 20 ППМ каждый, более 20 маяков РСБН, более 20 радиолокационных ориентиров, все координаты станций РСДН, до 5 аэродромов посадки, альманах основных звезд для коррекции по астрономической системе, альманах навигационных спутников земли и др. данные. Навигационные задачи расширены за счет коррекции координат и курса по радиолокационным ориентирам, коррекции курса и определения координат по астросистеме по звездам и по солнцу. Введена комплексная обработка информации при определении координат и скорости по различным источникам информации. Введено инерциальное счисление координат по троированной инерциальной системе (ТИС) на базе И-21 и т.д. Точностные характеристики существенно увеличены и достигают 0,5% от пройденного пути в режиме комплексной обработки информации (КОИ). Значительно шире реализована задача контроля комплекса.

158

71. Стандартные навигационные вычислительные системы ВСС85 (назначение, состав, выполняемые функции, технические характеристики).

Система ВСС-85-01 предназначена для:

-формирования информационных и управляющих сигналов, необходимых для обеспечения задач четырехмерного самолетовождения с оптимизацией режимов полета по внутренним и зарубежным трассам гражданской авиации самолетов Ил-96 и Ту-204 с выполнением международных норм бокового, вертикального и продольного эшелонирования по данным автономных и неавтономных средств навигации;

-выдачи данных в радиотехнические средства в автоматическом

иручном режимах управления;

-выполнения тест - контроля РТС в автоматическом и ручном режимах управления;

-обработки и хранения поступающей информации;

-программного управления функциями KП РТС,

В состав ВСС-85-01 входят цифровой вычислитель самолетовождения (ЦВС) ЦВМ-НО-40001 к пульт управления и индикации ПУИ-85М.

Система ВСС-85-01 совместно с информационно - измерительными системами и потребителями информации обеспечивает

-формирование управляющих сигналов в ВСУП и ВСУТ;

-автоматизированный наземный предполетный контроль собственной работоспособности, работоспособности сопряженных с ней систем БРЭО и линий связи с индикацией результатов на экране пульта ПУИ-85М;

-автоматический полетный контроль BCC-85-01 и сопряженных с ней систем БРЭО с выдачей на экраны ПУИ-85М необходимой экипажу информации;

-автоматизированную и ручную загрузку и I коррекцию начальных

иоперативно изменяемых исходных данных для выполнения полета с контролем результатов ввода;

-автоматическое и директорное самолетовождение в горизонтальной плоскости на всех этапах полета по запрограммированному маршруту полета до перехода на управление от радиотехнических систем посадки с возможностью оперативного изменения экипажем плана полета;

-предпосадочное маневрирование в зоне аэродрома в соответствии со схемами захода на посадку для данного аэродрома с возможностью оперативного изменения схемы захода, а также с возможно-

159

стью выполнения автоматизированных повторных заходов после ухода на второй круг,

-формирование и индикацию управляющих сигналов для выдерживания в автоматических режимах самолетовождения оптимальных по стоимости рейса или расходу топлива параметров на этапах набора высоты, крейсерского полета, маневрирования в зоне ожидания и при снижении;

-непрерывное автоматическое определение и индикацию текущих координат местоположения самолета в географической и частноортодромической системах координат по данным автономных и радиотехнических средств навигации;

-комплексную обработку информации (КОИ) от автономных и неавтономных позиционных и скоростных средств;

-автоматизированную коррекцию счисленных: координат местоположения самолета с использованием информации от СНС, РСДН и от РСБН (в том числе и радиомаяков VOR/DME) по азимуту и дальности (режим A/D) и но двум дальностям (режим 2D);

-вычисление и индикацию времени и расстояния до любого выбранного пункта маршрута или аэродрома по заданной траектории или по кратчайшему расстоянию;

-оптимизацию режимов полета (автоматический выбор радиомаяков и переключение частотно-кодовых каналов радиотехнического. обеспечения навигации и посадки согласно плану полета, обеспечение приоритета на режим ручного и полуавтоматического управления с индикацией текущих значений частот;

-режимов работы, формирование разовых сигналов (подсказок) о смене режимов полета и выдача их на индикацию);

-перерасчет времени в гринвичское и выдача его потребителям. Система находится в серийном производстве.

160