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

На экранах КПИ и КИНО или на дополнительных приборах, кроме перечисленной в п.п. 1 и 2 должна индицироваться следующая параметрическая и сигнальная информация:

-текущий угол атаки с индикацией допустимого угла атаки и сигнализацией его достижения на самолете, не имеющих естественных или искусственных признаков, предупреждающих о приближении к сваливанию;

-нормальная перегрузка с индикацией максимальной эксплуатационной перегрузки и сигнализации ее достижения на самолете, имеющем ограничения по нормальной перегрузке;

-текущее число М с индикацией максимального эксплуатационного числа М и сигнализацией его достижения на самолете, имеющем ограничения по числу М;

-барометрическая высота в футах при полете самолета по трассам с футовым измерением высот эшелонов.

Примечание. Допускается индицировать ограничения максимальной эксплуатационной приборной скорости и максимального эксплуатационного числа М посредством указателя (индекса) максимальной эксплуатационной скорости.

3. На самолетах должны устанавливаться средства автоматического управления (САУ). В состав средств входят автопилот (АП) и при необходимости системы траекторного управления (СТУ) и автомат тяги двигателей (АТД), для самолетов, имеющих максимальную крейсерскую высоту полета не более 4200 м, требования данного пункта являются рекомендательными.

Примечание. Под средствами автоматического управления понимаются как отдельно взятые автопилот, СТУ и АТД, и их совокупность,

атакже системы (устройства, выполняющие их функции. Параметрическая и сигнальная информация перечисленная в 1 -

2 должна индицироваться на протяжении всего полета и вне зависимости от режима работы КПИ и КИНО. Допускается не индицировать число М на взлете, при заходе на посадку и при посадке.

4. На самолетах, вмещающих более 30 пассажиров и предназначенных для полетов в условиях ППП, должны быть установлены средства, обеспечивающие выдачу пилотам сигналов предупреждающих сближение с землей.

5. В условиях полета по ППП на самолете должны устанавливаться следующие резервные приборы: авиагоризонт резервный, механический указатель приборной скорости, механический барометрический высотомер, вариометр, прибор или индикатор магнитного курса (стабилизированного или вычисленного).

21

6.Для обеспечения самолетовождения с требуемой точностью на самолете должно быть установлено радиотехническое оборудование навигации, посадки и управления воздушным движением, включающее: радиотехническое оборудование измерения малых высот; радиотехническое оборудование посадки; радиокомпас; радиолокационный ответчик УВД; радиолокационное метеонавигационное оборудование.

Примечания: 1. Радиолокационное метеонавигационное оборудование может не устанавливаться на самолетах, если они предназначены для полетов по ПВП или для полетов по ППП на трассах и маршрутах, на которых отсутствуют прогнозируемые гидрометеообразования.

2.Допускается, чтобы радиотехническое оборудование посадки состояло только из маркерного приемника, если ожидаемыми условиями эксплуатации не предусматривается заход на посадку по маякам СП, ILS, MLS, и ДМВ диапазона.

3.Допускается, чтобы радиотехническое оборудование посадки состояло только из угломерного оборудования при наличии маркерного приемника, если, ожидаемыми условиями эксплуатации не предусматривается использование дальномерной функции MLS.

7.Если указанного в п.6 оборудованию по составу и характеристикам недостаточно для выполнения требований к обеспечению необходимой точности навигации и посадки и/или допустимой загрузки экипажа то состав дополнительного оборудования определяется исходя из ОУЭ.

Этим оборудованием могут быть:

- радиотехническое оборудование ближней навигации, (угломерно-дальномерное) дециметрового диапазона;

- радиотехническое оборудование угломерной системы VOR;

- радиотехническое оборудование дальномерной системы DME;

- доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (ДИСС); - радиотехническое оборудование дальней навигации; - радиотехническое оборудование спутниковой навигации;

- радиотехническое оборудование предупреждения и предотвращения столкновений (БСПС).

22

12. Общая характеристика документов серии ARINC-700 (классификация, требования к конструктивному исполнению, к распределению входных и выходных электрических сигналов).

Техническая обоснованность и целесообразность перехода бортового оборудования на исполнение с применением цифровой вычислительной техники: встраиваемых микро ЭВМ, микропроцессоров, центральных процессоров и вычислительных систем, привела к необходимости разработки соответствующих нормативных и рекомендательных документов. Международная корпорация авиационных радиоинженеров разработала серию документов на цифровые системы ARINC-700, которые имеют рекомендательный характер и охватывают практически все бортовое оборудование. Главной целью этих документов была стандартизация габаритных и присоединительных размеров, входных и выходных электрических сигналов и расписание их по соответствующим контактам штепсельных разъемов, реализуемых той или иной системой функций и условий их применения. Такая стандартизация позволила применять или заменять при отказе одноименные системы любой фирмы и в любом аэропорту. Перечень таких документов постоянно пополняется, а сами документы совершенствуются.

Перечень систем соответствующих ARINC-700 приведен в таблице

Вычислительная система управления полетом (ВСУП) Вычислительная система самолетовождения (ВСС) Вычислительная система управления тягой (ВСУТ) Бесплатформенная инерциальная система (БИНС) Бесплатформенная курсовертикаль (БКВ)

Система воздушных сигналов (СВС) Радиовысотомер (РВ)

Бортовой метеолокатор (МНРЛС)

Бортовое оборудование измерения дальности (СД) Бортовой приемник инструментальной системы посадки

(СП)

Бортовой приемник VOR Автоматический радиокомпас (АРК) Система селективного вызова Усилитель связи с пассажирами

Приемопередатчик высокочастотной радиосвязи (УКВ) Бортовая система сбора данных Ответчик УВД, тип 3 (радиомаячной системы УВД режим

S)

КВ приемопередатчик, работающий на одной боковой полосе Система цифрового выбора частоты и режимов работы

Мультиплексная система развлечения пассажиров Система проекционного видения

23

Система предупреждения близости земли (СППЗ) Система связной адресации и передачи сообщений

ARINC (CПЦИ)

Электронные пилотажные приборы (ЭСИ) Вычислительная система предупр. опасных режимов (СПКР)

Система микроволновой посадки (МСП)

Бортовая система рефрижераторного охлаждения Система преобразования аналоговых и дискретных данных Бортовая система гарантированного разведения самолетов

Электронный хронометр (ХАЭ)

Магнитофон воспроизведения записи системы развлечения пассажиров Мультиплексирование данных двигательной установки

Система обнаружения и изоляции ошибок (ССЛО) Система тревожной сигнализации предотвращения столкновений Система управления радио средствами

Система веса и балансировки Совмещенная система воздушных сигналов и инерциальная система (СВС-БИНС)

Многоцелевой блок управления и индикации (КПУИ) Стандартное печатающее устройство (АЦПУ) Система авиационной спутниковой связи (ССС) Система сдвига ветра Система глобальной навигации

Автоматическое зависимое наблюдение Салонная система связи

Следует также упомянуть ряд документов ARINC других серий непосредственно связанных с серией 700:

База данных навигационной системы - ARINC-424; Система передачи цифровой информации - ARINC-429; Сопряжения авиационного электронного оборудования - ARINC-600; Сопряжения пультов и индикаторов ARINC-601; Руководство по проектированию и использованию ВСК - ARINC-604; Высокоскоростной загрузчик данных для вычислителя - ARINC-615; Руководство для конструирования по бортовой системе технического обслуживания - ARINC-624; Оборудование кабины - ARINC-628; Многопередатчиковая шина данных ARINC-629; Авиационная ОВЧ, пакетная связь (AVPAC) - ARINC-631; Бортовой процессор приемоответчика в режиме S, линия передачи данных, протоколы интерфейса - ARINC-633; Система электронной библиотеки - ARINC649;Руководство по конструированию интегральной модульной авиационной электроники - ARINC-651.

24

13. Факторы, определяющие выбор конкретного состава оборудования и критерии его оптимизации.

Факторы, определяющие состав бортового оборудования изображены на рис.

Рассмотрим более подробно степень влияния различных факторов на состав бортового оборудования.

Тип и класс ЛА обычно влияют на состав оборудования в сочетании с другими факторами, однако очевидно, что на маленьких одноместных самолетах, летающих по правилам визуальных полетов, и дальних магистральных самолетах будет различный. Состав бортовой электроники будет различный и для других типов ЛА: военных, космических, беспилотных и др. Основные отличия были рассмотрены в разделе классификация ЛА.

Пассажировместимость и экипаж. На самолетах с числом пассажиров более 30 требуется установка системы предупреждения приближения земли, на самолетах с большим числом пассажиров рекомендуется установка система определения веса и балансировки самолета, устанавливается система спасения и эвакуации пассажиров при авариях и дополнительные средства связи, например спутниковая связь и др. Особую роль играет количество членов экипажа. На наших авиалиниях эксплуатируются самолеты, включая самолеты МВЛ, с минимальным составом экипажа в количестве 4 человек:

левый и правый летчик, бортинженер и штурман. На многих самолетах различных типов в состав экипажа также входит бортрадист.

25

Наличие штурмана на борту самолета: позволяет не требовать обязательности комплексирования бортовой авионики и установки интегральной системы электронной индикации и комплексных пультов управления; позволяет понизить степень резервирования навигационных датчиков информации навигационных вычислителей, позволяет применять не комплексированные системы со своими пультами управления. При этом считается, что штурман сможет обеспечить непрерывность представления информации о местоположении самолета. Бортинженер может обеспечивать непрерывный контроль работы самолетных систем и двигателей по отдельным приборам, цифровым индикаторам и мнемоническим пультам управления. Степень автоматизации работы оборудования может быть компенсирована дополнительными членами экипажа. На большинстве пассажирских самолетов зарубежных авиакомпаний летают два члена экипажа: левый и правый летчик. Считается это экономически выгодным, так как уже несколько месяцев эксплуатации дополнительного оборудования, требуемого для компенсации функций штурмана, бортинженера и бортрадиста на самолете с двухчленным экипажем компенсирует его стоимость.

Стоимость самолета за жизненный цикл его эксплуатации играет значительную роль в выборе бортового оборудования. До настоящего времени считалось в России, что стоимость аналоговой электроники дешевле цифровой. При таком подходе давалось предпочтение электромеханической системе индикации, аналоговым автопилотам, аналоговым схемам автоматики самолетных систем и управления двигателями и т.д. Естественное желание разработчиков самолетов и их подразделений, определяющих выбор состава бортового оборудования, ориентироваться на оборудование, находящееся в серийном производстве и в эксплуатации, чтобы не тратить деньги на переучивание персонала, эксплуатирующего авиационную технику.

Затраты на переоборудование бортового оборудования на цифровые системы, соответствующие ARINC-700, окупаются также быстро как и переход на двучленный экипаж, за счет простоты обнаружения и соответствующей обработки неисправностей с помощью встроенных систем контроля различных уровней, реализуемых цифровой техникой.

Ожидаемые условия эксплуатации существенным образом влияет на состав оборудования. Самолеты, которые эксплуатируются на воздушных трассах, пролегающих через районы с безориентирной местностью и через океаны требуют обязательной установки инерциальных систем, радиотехнических систем дальней навигации и/или спутниковых систем навигации. Самолеты предназначенные для полетов в высоких широтах требуют гекта-метровой связи в СВ диапазоне волн. Полеты в условиях плотного воздушного движения требуют более точ-

26

ной зональной навигации по двум и более дальностям и аппаратуры предупреждения столкновения самолетов в воздухе. Полеты в условиях интенсивной грозовой деятельности приводят к необходимости аппаратуры сдвига ветра и метеорадиолокаторов с режимом определения интенсивной грозовой деятельности и вертикальным разрезом турбулентности атмосферы.

Категории метеоминимума посадки определяют установку прецизионного оборудования определения дальности оборудования видимости ВПП и РД и требуемой степени резервирования систем, определяющих посадку. Конкретный состав определен в разделе "Категории посадки".

27

14. Авиагоризонты и гировертикали, основные и резервные (назначение, состав, выполняемые функции, типы, характеристики).

Авиагоризонты. В настоящее время применяются авиагоризонты типа АГК-47Б, АГБ-2, АГБ-3, АГР-72, АГР-144 и дистанционные авиагоризонты типа АГД-1. Авиагоризонт АГД-1 является наиболее распространенным.

Благодаря тому, что система индикации авиагоризонта АГД-1 связана с гироскопом электрически, индикация продольных углов самолета получается естественной: верхняя часть шкалы углов тангажа указателя окрашена в голубой цвет, а нижняя — в коричневый. Пилот видит на авиагоризонте взаимное расположение самолета, земли и неба таким, каким оно является в действительности.

Расположение гироагрегата авиагоризонта АГД-1 вблизи центра масс летательного аппарата обеспечивает хорошую устойчивость и точность гировертикали.

При включении авиагоризонта АГД-1 загорается сигнальная лампа на лицевой стороне прибора, которая должна погаснуть не позже чем через 15 с. Через 1—1,5 мин после включения авиагоризонт должен правильно показывать стояночные углы тангажа и крена самолета.

Следует помнить, что при взлете гировертикаль авиагоризонта АГД-1 накапливает погрешность выдачи сигналов тангажа со скоростью до 1° за кажую минуту взлета. После разворота летательного аппарата на 90° эта погрешность по углу тангажа переходит в погрешность по углу крена.

Гирополукомпасы (ГПК). В отличие от авиагоризонтов у гирополукомпасов ось собственного вращения гироскопа расположена в горизонтальной плоскости. Гироскоп гирополукомпаса не корректируется в горизонтальной плоскости. Поэтому при измерении курса возникают погрешности, обусловленные вращением Земли и перемещением летательного аппарата относительно Земли.

Для уменьшения погрешностей в показаниях курса производится коррекция кажущегося ухода гирополукомпаса и коррекция горизонтального положения оси ротора гироскопа. Гирополукомпасам свойственна карданная погрешность, представляющая собой разность между углом курса, измеряемым в горизонтальной плоскости, и показаниями гирополукомпаса при наклоне (по крену или тангажу) оси наружной рамки от вертикального положения. Наиболее распространенным в настоящее время является гирополукомпас ГПК-52.

28

Вварианте ГПК-52Ю гирополукомпас может применяться в южном полушарии. В варианте ГПК-52АП гирополукомпас используется датчиком курса в автопилотах типа АП-6Е.

Гирополукомпасы обладают рядом методических и инструментальных погрешностей. К методическим относятся карданная, и виражная погрешности.

Карданная погрешность гирополукомасов возникает при появлении углов крена и тангажа летательного аппарата, когда ось внешней рамки отклоняется от вертикального положения. Причиной этой погрешности служат геометрические особенности конструкции карданного подвеса.

Виражная погрешность в гирополу компасах появляется при виражах и возникает в связи с работой коррекционного устройства, обеспечивающего перпендикулярность положения ротора гироскопа к плоскости внешней рамки гироузла. В отличие от карданной погрешности виражная погрешность непрерывно накапливается в процессе выполнения виража и не исчезает после его окончания. Для уменьшения виражных погрешностей часто выключают горизонтальную коррекцию гироскопа ГПК при виражах.

Вместе с тем следует помнить, что с течением времени полета будет накапливаться разница между показанием гирополукомпаса и магнитным (истинным) курсом летательного аппарата. Объясняется это тем, что при полете по ортодромии магнитный курс будет непрерывно изменяться и тем более, чем на большей широте осуществляется полет. Так, при полете по всей окружности ортодромии курс изменится на

360°.

Вполете при изменении широты места следует периодически устанавливать ручку широтного потенциометра в соответствие с широтой пролетаемой местности. Это делается для компенсации погрешности в показаниях курса за счет вращения Земли.

Центральные гировертикали (ЦГВ). Для обеспечения сигналами уг-

лов крена и тангажа бортовых потребителей используются единые гироскопические датчики или система таких датчиков центральных гировертикалей. На измерительных осях датчиков устанавливается по нескольку потенциометров или сельсинов.

Для повышения точности показаний углов крена и тангажа в центральной гировертикали применена силовая гироскопическая стабилизация. Наличие силовой компенсации внешних моментов не устраняет кажущегося ухода гировертикали в результате вращения Земли. Устранение влияния вращения Земли обеспечивается системой коррекции, состоящей из жидкостного маятника и коррекционных двигателей.

При запуске ЦГВ платформа с гироскопами может находиться в любом положении. Для быстрого установления ее в положение вертикали

29

служат механические маятники, цепи которых замыкаются через контакты кнопки, расположенной на приборной доске. Если платформа будет наклонена на угол более 1,5—2°, то маятники, расположенные на карданной раме, замыкают свои комплекты, подавая полное напряжение на электродвигатели. Эти электродвигатели устанавливают платформу вертикально с точностью 1,5—3°, после чего размыкают свои контакты. Более точное установление платформы по вертикали осуществляется с помощью жидкостного маятника и коррекционных электродвигателей.

Если ось (стрелка на корпусе) ЦГВ установлена точно параллельно продольной оси летательного аппарата, то карданные погрешности гироузла отсутствуют.

Погрешности, вызываемые ускорениями летательного аппарата, уменьшаются выключением продольной коррекции на виражах и продольной коррекции — при наличии продольных ускорений.

Погрешности в гировертикалях бывают: статические (от небаланса гироскопа, вращения Земли и т. п.), виражные, трения и погрешности от продольных ускорений самолета (в приборах АГД-1 имеется отключение коррекции при продольных ускорениях).

Авиагоризонт РЕЗЕРВНЫЙ АГР-96Р предназначен для индикации пространственного положения самолетов и вертолетов по крену и тангажу. Технические данные АГР-96 соответствуют стандарту ЕНЛГ, п. 8.1.2. Данный тип авиагоризонта применим для гражданских самолетов, так как указатель – силуэт самолета – неподвижен, а движется

Габаритные размеры, мм Масса, кг не более

В комплект индикатора включен РМИ-5.

30