Учебное пособие Для студентов фаитоп, флэ и зф специализации олр, ортоп вс, ортор вс, профиля лэгвс санкт Петербург 2017 2
 Скачать 6.01 Mb.
|
|
Глава 3 Самолетные дальномеры Самолетные дальномеры являются частью дальномерных радионавигационных систем, которые обычно устанавливают в дополнение к угломерным РМ в тех местах, где из-за высокой интенсивности воздушного движения, близости маршрутов и по другим причинам, требуется более высокая точность, достигаемая с помощью радиомаяков VOR. Как правило, ретрансляторы дальности этих систем обычно совмещаются с точкой размещения ВРМ VOR. Система типа VOR/DME рекомендована ICAO в качестве системы ближней навигации гражданских ВС. Для работы с РМ DME на борту ВС ГА используются следующие виды радиодальномеров: СД- 75, KN-63, DME-85. Эксплуатационно-технические характеристики этих дальномеров близки. Согласно стандартам ИКАО для них выделяются следующие диапазоны частот: для запроса 1025…1150МГц, для ответа 962…1213МГц. В указанном диапазоне формируется 292 независимых каналов. В указанной аппаратуре используется временной (импульсный) метод измерения дальности с запросом с ВС. Структурная схема самолетного дальномера Самолетные радиодальномеры применяются для определения наклонной дальности до ретранслятора сигнала (радиомаяка). Принцип действия дальномерной системы типа DME основан на измерении временного интервала между моментом излучения запросного сигнала бортовым радиодальномером и моментом приема на борту ВС сигнала ответа от наземного радиомаяка. Наземный дальномерный радиомаяк устанавливается совместно с азимутальным и/или глиссадным радиомаяком. В этом случае на борту воздушного судна обеспечивается определение его местоположения относительно места установки РМД, что позволяет решать задачи самолетовождения на трассах и в зоне аэродрома при заходе на посадку, выполнении посадки, уходе на второй круг и взлете. Получение информации о наклонной дальности основано на измерении промежутка времени между моментами посылки запроса с борта воздушного судна и получения ответа от наземного радиомаяка, длительность которого с учетом постоянства скорости распространения электромагнитных волн оказывается однозначно связанной с расстоянием между воздушным судном и радиомаяком. Радиомаяк излучает кодированные пары радиоимпульсов в виде хаотической импульсной последовательности (ХИП), излучение которых прерывается через каждые 40 с на время передачи сигнала опознавания в виде посылки из двух или трех букв в коде Морзе. Как только воздушное судно оказывается в зоне действия радиомаяка, дальномер начинает принимать радиоимпульсы ХИП и автоматически переходит в режим передачи сигналов запроса дальности (ЗД), которые 35 представляют собой пары радиоимпульсов с установленным временным интервалом, излучаемые на определенной несущей частоте. Радиомаяк принимает эти сигналы ЗД и после декодирования их, задержки на фиксированное (начальное) время и последующего кодирования излучает сигналы ответа дальности (ОД) — пары радиоимпульсов с определенным интервалом, но уже на другой несущей частоте. При этом на время излучения сигнала ОД прекращается излучение радиоимпульсов ХИП. Самолетный дальномер принимает сигналы ОД, декодирует их, измеряет временной промежуток между моментами посылки сигнала ЗД и приема сигнала ОД и преобразует результат измерения временного промежутка в значение дальности. Вычисленное значение дальности выводится на индикатор и вводится в систему автоматического управления воздушного судна, а выделенный в приемнике дальномера звуковой сигнал опознавания радиомаяка — в самолетное переговорное устройство (СПУ). Рассмотрим подробнее принцип работы DME (рис. 25). На структурной схеме самолетного дальномера цифры соответствуют нумерации временных диаграмм сигналов. Рисунок 25 – Структурная схема и временные диаграммы работы DME В схеме самолетного дальномера, время соответствует временному интервалу между запросным импульсом дальности (ЗИД), формируемого в схеме измерения дальности СИД и ответным импульсом дальности (ОИД), являющегося результатом преобразования ответного сигнала от наземного радиомаяка. 36 Для исключения ложного запуска передатчика сигналами, отраженными от различного рода объектов, а также обеспечения высокой помехозащищенности, частота запросного сигнала отличается от частоты ответного. С этой же целью, работа системы осуществляется кодированными сигналами, состоящими из двух импульсов, причем временное расстояние τ между импульсами запросного сигнала дальности отличается от ответного сигнала радиомаяка, т.е. τ 1 ≠ τ 2 . Кроме того, использование нескольких запросных кодов на каждой несущей частоте дает возможность увеличить количество рабочих частотно-кодовых каналов. Кодирование и декодирование сигналов производится соответственно, в шифраторах Ш и дешифраторах ДШ схем дальномера и радиомаяка. Передача и прием высокочастотных импульсов производится приемо- передающими антеннами. Развязка передающих и приемных каналов осуществляется антенными переключателями АП. Импульсная мощность передатчика радиомаяка зависит от частоты следования ответных сигналов, которая, в свою очередь, определяется частотой поступления запросов. Поэтому, при таком способе работы передатчика, его выходная мощность будет изменяться, что недопустимо. В радиомаяке DME выходная мощность передатчика определена для частоты следования ответных сигналов 2700 пар импульсов в секунду, и эта частота поддерживается постоянной. При отсутствии в зоне радиомаяка самолетов, оборудованных дальномерами, антенна радиомаяка излучает парные радиоимпульсы в виде хаотической (случайной) последовательности со средней частотой повторения 2700 Гц. При малой частоте поступления запросных сигналов, частота ответов передатчика дополняется импульсами из этой последовательности. При частоте запроса большей, чем 2700 импульсов в секунду, частота ответов ограничивается этим значением, т.е. в этом случае, некоторые дальномеры не смогут получить ответы на свои запросные сигналы. Самолетный дальномер после настройки на частотно-кодовый канал, работает в режиме поиска хаотических сигналов радиомаяка. После их обнаружения, дальномер формирует запросные сигналы и при получении от радиомаяка синхронных с запросами ответных сигналов, переходит в режим слежения – режим измерения дальности. Важнейшей характеристикой радиомаяка DME является его пропускная способность, т.е. количество воздушных судов, обслуживаемых одновременно. Она характеризуется коэффициентом ответности К отв , который равен 37 отношению числа ответов к числу поступивших запросов. Для радиомаяка DME значение К отв устанавливается равным 0,9. Следовательно, при средней частоте запросов от дальномера равной 30 Гц, количество одновременно обслуживаемых радиомаяком самолетов составит 100. Если в зоне действия радиомаяка 100 самолетов, то общее количество запросов от 100 самолетных дальномеров составит 3000 пар импульсов в секунду. Количество ответов передатчика радиомаяка при К отв = 0,9 составит 3000·0,9 = 2700 импульсных пар в секунду. Измерение временного интервала производится в схеме СИД. Временной интервал состоит из собственно задержки сигнала, обусловленного распространением от дальномера до радиомаяка и обратно, и дополнительной задержки t З , включающей аппаратурную задержку в радиомаяке и задержку кодового интервала τ 2 (рис. 5.2). Дополнительная задержка t З учитывается путем установки начальных условий в схеме СИД. Сигналы опознавания радиомаяка имеют вид кодированных пар импульсов с временным интервалом τ (τ ≠ τ 1 ≠ τ 2 ) и частотой следования 1350 Гц. На время передачи сигналов опознавания излучение ответных сигналов дальности не производится. Летная эксплуатация типовых СД Дальномер - СД – 75 Наиболее распространенным самолетным дальномером является дальномер СД-75.Как правило, на ВС устанавливается два комплекта дальномера. Управление работой СД-75 осуществляется с пульта ПУР-СД-75, который является общим и для аппаратуры КУРС-МП-70, если таковая устанавливается на борту ВС (рис.26). Выбор рабочего канала СД-75 производится ручками 9 и 5 на пульте управления, первая из которых используется для установки чисел МГц, кГц, соответствующих требуемому каналу. Выбранные значения отображаются на табло 1. Соосно с ручками 9 и 5 установлены ручки 8 и 4. Первая из них позволяет регулировать яркость изображения цифр на указателе. Вторая обеспечивает включение радиодальномера и установку громкости сигналов опознавания ретранслятора. Порядок включения и проверки СД-75. При использовании СД-75 на ВС, имеющих в своем составе навигационно- пилотажные комплексы, управления СД-75 может быть автоматическим по сигналам НПК или ручным. Выбор режима управления осуществляется тумблером “АВТОМ-РУЧН” на ПУР-СД-75. 38 Рисунок 26 – Пульт управления радиодальномером СД-75 и индикатор дальности ИСД-1: 1— цифровое табло отображения номера канала; 2 — светосигнализатор; 3 — переключатель вида настройки; 4 — ручка регулировки громкости воспроизведения сигналов опознавания; 5 — ручка настройки кГц; 6 — переключатель выбора единиц измерения дальности; 7 — кнопки проверки работоспособности; 8 — ручка регулировки яркости подсвета цифрового табло; 9 — ручка настройки МГц; 10 — цифровое табло отображения дальности; 11 — транспаранты; 12 — регулятор яркости подсветки Проверка от системы встроенного контроля (ВСК). Все узлы СД-75 охвачены ВСК, обеспечивающей автоматическую проверку его работоспособности и допусковый контроль. Проверка осуществляется на следующих каналах настройки: 108; 108,05; 109,07; 109,75; 111,2; 112,2; 113,2; 113,25; 114,6; 115,15; 116,5; 117,25; 117,9. После установки проверяемого канала нажать кнопку “Контроль” на ПУР- СД-75. Кнопка "Контроль" позволяет осуществить допусковый контроль работоспособности бортового оборудования. При нажатии на эту кнопку в правильно работающем дальномере последовательно сменяются показания индикаторов: вначале экспонируются мигающие нули, затем черточки, после этого дальности (402,3 ± 0,4) или (401,3 ± 0,2) км и контрольные значения дальности (2,3±0,4) км или (1,3 + 0,2) м. мили. После окончания тест-контроля на индикаторах вместо контрольного значения дальности появляются черточки. Звуковой сигнал опознавания прослушивается только при нажатой кнопке «Контроль”. Если комплект неисправен, то на индикаторах ИСД мигают четыре нуля. Использование в полете. Признаком готовности аппаратуры к измерениям и свидетельством приема ответных сигналов является высвечивание на индикаторе дальности числа, соответствующего расстоянию до ретранслятора и периодическое воспроизведение в телефонах сигналов опознавания — позывных, передаваемых кодом Морзе, а в их отсутствие — звукового сигнала. Если прием ответных сигналов не производится, то на индикаторе дальности СД-75 экспонируются черточки. 39 Летная эксплуатация радиодальномеров проста. Его включают поворотом по часовой стрелке ручки 4 на пульте управления и установкой частоты рабочего канала ручками 9 и 5. Далее можно вести отсчет измеренной дальности. В случае необходимости ведется прослушивание сигналов опознавания ретранслятора, регулировка громкости этих сигналов и яркости свечения цифр на табло. Отказ радиодальномера отображается на индикаторах ИСД миганием цифр на табло. Если ВС находится вне зоны действия ретранслятора, на табло высвечиваются черточки. Бортовое оборудование DME-85 На ВС последнего поколения предусмотрено дальномерное оборудование DME-85, которое может использоваться автономно или совместно с оборудованием VOR-85, ILS-85 и MLS. Аппаратура DME-85 устанавливается обычно в качестве двух комплектов и обеспечивает прием и обработку информации от наземных РМ DME/N, DME/W,DME/P,TACAN,VOR/DME, VORTAC в диапазоне частот 960…..1215МГц, в котором обеспечивается работа на 292 частотно- кодовых каналах. Данные, получаемые от аппаратуры, используются для коррекции координат ВС, счисленных вычислительной системой самолетовождение (ВСС), а также для визуальной оценки на индикаторах КИНО, КПИ и РМИ-3. Управление аппаратурой может осуществляться автоматически от ВСС в соответствии с программой полета, или вручную с пульта КПРТС. Проверка работоспособности перед полетом. Осуществляется при выполнении автоматизированного тест - контроля НПК. При этом на индикаторах КПИ, КИНО и РМИ-3 должны отрабатываться контрольные значения: Азимут VOR- 180˚ Дальность DME - 0 км. На РМИ-3 в положении VOR1 и VOR2 Азимут- 180˚±2,5˚:Дальность DME 1 и DME 2 – 0 км. Контроль дальности до радиомаяков DME и частот настройки системы VOR/ DME 1) Нажать кнопку “РТС” на ПУИ-95 2) Нажать кнопку против строки VOR/ILS/DME. На пульте СЭИ (рис.) установить режим “РН”. Убедиться, что на индикаторе КИНО индицируется надпись DME и дальности до DME 1 и DME 2 (рис. 27). Нажать кнопку “Справка” на пульте СЭИ. Убедиться, что на индикаторе КИНО появилась частота, введенная в систему VOR, а над счетчиками дальности DME 1 и DME 2 частоты, введенные в системы DME 1 и DME 2. 40 Переключили АРК-VOR на РМИ -3 установить в положение VOR I и VOR II. Убедиться, что счетчики дальности индицируют дальности до маяков DME 1 и DME 2, а стрелки 1 и 2 – азимуты на маяки VOR I и VOR II (рис. 27). Рисунок 27 – Изображение на экранах КИНО И РМИ-3 параметров аппаратуры VOR/DME 1- указатель заданного азимута; 2 - азимут на РМ VOR2; 3 - азимут на VOR1; 4 - частота настройки ДМЕ2; 5 - дальность до РМ ДМЕ2; 6 - частота настройки VOR2; 7- символ неготовности аппаратуры VOR; 8 - дальность до РМ ДМЕ1; 9 - частота настройки ДМЕ1; 10 - режим ДМЕ/VOR/ Основные технические характеристики самолетных дальномеров, применяемых в гражданской авиации, приведены в табл.4. Таблица – 4 Параметр СД-75М (DME/P-85) ВНД-94 DME-2010 (пультовой индикатор) Число рабочих каналов 252 Частотный диапазон, МГц - по каналу запроса - по каналу ответа 1025–1150 962–1213 Диапазон измеряемых дальностей, км 0–550 0–400 0–400 Погрешность измерения, м 200 200 200 Среднее время наработки на отказ, ч 5000 8000 н. д. Масса, кг 8,5 3,9 1,5 41 Глава 4 Бортовое оборудование угломерно-дальномерных систем Угломерно-дальномерные системы (УДС) относятся к средствам ближней навигации. Они обеспечивают непосредственное определение на борту ВС азимута относительно РНТ, в которой устанавливаются наземные радиомаяки и наклонной дальности до этой точки. Поэтому такие системы часто называют азимутально-дальномерными. Новейшее поколение бортового оборудования этих систем, позволяет измерить не только азимут и дальность до одного маяка, но и дальности до двух РМ. Измерение двух дальностей при определенных условиях позволяет достигнуть более высокой точности места ВС. В гражданской авиации находят применение системы типа VOR/DME и отечественные системы РСБН. В настоящее время эксплуатируется несколько разновидностей наземных РМ и бортового оборудования. Оборудование УДС позволяет решать следующие задачи: - осуществлять непрерывное, автоматическое измерение и индикацию полярных координат ВС (азимут, дальность относительно РМ); - коррекцию текущих координат ВС, счисленных в навигационных вычислительных устройствах. Исходя из перечня решаемых задач, в УДС можно выделить следующие функциональные каналы: - дальномерный, обеспечивающий измерение дальности на борту ВС импульсным методом путем запроса с борта ВС; - азимутальный, обеспечивающий измерение азимута (радиала). В настоящее время в аэропортах ГА системы РСБН не применяются, на современных ВС российского производства РСБН не установлены. Основные эксплуатационно-технические характеристики бортового оборудования РСБН предоставлены в табл. 5. Информация от бортовых угломерно-дальномерных системах выводится на индикаторы, внешний вид которых представлен на рис. 28 Таблица 5 ЭТХ РСБН-85В А-312 А-380 Число частотно-кодовых каналов: - в реж. «Навигация» - в реж. «Посадка» 176 40 176 40 176 40 Погрешность измерения: - азимута (2 ), град - дальности (2 ), м 0,17 60+0,03%D 0,25 200+0,03%D 0,25 200+0,03%D Среднее время наработки на отказ, ч 10000 5000 15000 Масса, кг 10,5 35 35 42 Рисунок 28 – Индикаторы системы VOR/DME Бортовое оборудование А-312 «Радикал» Относится к третьему поколению аппаратуры РСБН и позволяет решать следующие задачи: -определение истинного положения ВС путем измерения полярных координат А и Д н относительно наземного РМ. - определение углового отклонения ВС от равносигнальных зон К и Г относительно наземных посадочных КРМ и ГРМ и измерение дальности до посадочного РД. - опознавание и определение МС на земле по ВИКО. - прием позывных сигналов наземных РМ. При взаимодействии с ПНК (ЦВМ, САУ, КУРС-МП-70, автономными датчиками скорости, курса и т.д.): - коррекцию счисленных координат - выдачу значений А, Д, ∆К и ∆Г в САУ для управления полетом ВС и индикации на приборах ИСА, ИСД, ИНО, ПНП. - выдачу позывных сигналов наземных РМ в СПУ. Состав аппаратуры зависит от комплектации и включает в себя: два приемника АДП, передатчик СЗД блок измерения (БИ), блок управления (БУ), усилитель мощности (УМ), блок преобразования (БП), пульт управления навигацией (ПУН), антенно-фидерная система (АФС). Управление аппаратурой может быть автоматическим, по сигналам ЦВМ навигационного комплекса или ручным с ПУН (рис.29). На передней панели ПУН размещены тумблеры установки режима управления аппаратурой: “АВТ. - РУЧ.” – 4, кнопка включение системы встроенного контроля работоспособности – 5, индикаторные лампы режимы ручного управления – 3, режима посадки – 7, исправного состояния аппаратуры в режиме “Контроль” – 5, тумблер установки типа РМ и каналов навигации и посадки – 2, четырех разрядное световое табло индикации типа маяка и его частотного канала – 1. 43 Рисунок 29 – Пульт управления аппаратурой А-312 Тумблер установки типа РМ и номера канала имеет основное фиксированное положение, по три промежуточных положение вправо и влево и одно положение при отклонении вниз. При отклонении вправо номер канала изменяется в сторону увеличения дискретно. Скорость изменения можно изменить. При отклонении тумблера в первое положение единицы номера меняются с частотой 2 Гц; во второе положение – 8 Гц; в третье (до упора) – 30 Гц. Для уменьшения номера канала тумблер следует отклонить влево, при этом также имеется три положения для изменения скорости изменения показаний. Для установки типа маяка тумблер следует нажать вниз. При каждом нажатии номер типа маяка меняется на единицу в сторону увеличения. Информация на световом табло может быть следующая: типа маяка (левый разряд) 0:1:2:3. № Канала 001……..176 – режим “Навигация” № Канала 001……...040 – режим “Посадка” Кроме указанной информации в случае отказа аппаратура на ПУН срабатывает логика бленкера, которая гасит информацию во всех разрядах табло и зажигает горизонтальную линию (бленкер). При включенном автоматическом режиме управления, в случае отсутствия автоматических данных, следует перейти на ручной режим управления. Проверка аппаратуры от системы встроенного контроля. Система встроенного контроля запускается сигналом “Контроль” и позволяет провести проверку работоспособности аппаратуры в целом и выявлении неисправностей с точностью до блока. Сигнал “Контроль” может выдаваться по командам ЦВМ навигационного комплекса или от кнопки “Контроль” на пульте управления навигацией ПУН. Исправность аппаратуры индицируется: горением лампы “Контроль” на ПУН; на индикаторных приборах - срабатыванием бленкерной сигнализации и отработкой тестовых значений азимута и дальности, которое формируется в блоке измерения (БИ). Сигнал исправности является суммой сигналов исправности отдельных блоков, каждый из которых имеет свою собственную систему ВСК. 44 Порядок проверки А-312 от ВСК. 1. На ПУН тумблер “РУЧ. – АВТ.” – в положении “РУЧ”. 2. Включить питание, через 2…3 мин. установить на ПУН любой номер канала. При этом на цифровом табло должно загореться значение наборного номера. 3. На ПУН нажать кнопку “Контроль”. В случае исправного состояния аппаратуры должна загореться лампа “Контроль” и в течении примерно 0,5 с на табло ПУН загореться тестовое значение 115 – номер канала; тип маяка – “0”. После чего восстанавливается исходное значение номера канала на индикаторах должно отработаться тестовое значение азимута – 180 ± 2,5˚ и дальность – 250 ± 5 км. Проверка в режиме “Посадка” 1. На селекторе режимов (СР.) выбрать тип системы посадки “Катет”; 2. Там же тумблер “РСБН - ДМЕ” в положение “РСБН”; 3. Установить на ПУН номер канала от 0 до 40 . 4. На ПУН нажать кнопку “Контроль”. 5. На ПУН должна загореться лампа “Контроль” и в течении 0,5 с на табло высвечивается номер 0027. После чего восстанавливается исходный номер канала. На приборах ПНП должны сработать бленкеры “К” и “Г”. Планки прибора должны занять положение курса – вправо (1-2 точки) глиссады – вверх (1..2 точки). Примечание 1) В режиме “Контроль” лампа “Контроль” на ПУН должна мигать с периодом 0,6 с.2) Допускается загорание бленкера (горизонтальные черточки) на приборе ИСА в такт с миганием лампы “Контроль” на ПУН. Бортовое оборудование РСБН – 85 Это оборудование нового поколения (Ту-204, Ту-214), которое отличается реализацией автоматизированного и автоматического режимов управления от вычислительной системы самолетовождения (ВСС), причем в режиме автоматического управления осуществляется не прерывная коррекция счисленных координат ВС. При автоматизированном управлении предусмотрена возможность отображение результатов измерения азимута и дальности, ручная установка камера канала маяка и коррекция координат. В состав аппаратуры входят: - приемо-передающий измерительный блок, включающий приемник, передатчик и специализированный цифровой вычислитель; блок питания; устройство защиты; антенно-фидерное устройство АФУ “Астра”. Аппаратура имеет следующие режимы работы: - “Навигация” – определение и выдача в ВСС полярных координат ВС относительно наземного радиомаяка и прослушивание позывных сигналов; 45 - “Посадка” – определение и выдачи ВСУП отклонений от осей равносигнальных зон курсового и глиссадного радиомаяков и определение дальности до точки приземления Д п ; - “Контроль” – для осуществления тестовых проверок. Прослушивание позывных обеспечивается всем членам экипажа ВС. Управление аппаратурой (выбор режима, установка частотно-кодового канала (ЧКК) и заданного курса ВПП) осуществляется в автоматическом режиме от ВСС; в ручном режиме - с комплексного пульта РТС или ПУИ – 95. Информация о текущих значений азимута и дальности представляется на комплексном индикаторе навигационной обстановки (КИНО) в режиме “РН” (рис. 30), а место положения радиомаяка в режимах “Север” и “Курс” (рис 31.). Рисунок 30 –. КИНО в режиме ”РН” Рисунок 31 – КПИ в режиме “Курс” 1 – дальность; 2 - азимут; 3 - №ЧКК 1 - Символ РСБН, или VOR/DME 9) Поверка работоспособности пред полетом Осуществляется при выполнении автоматического тест – контроля всего НПК. Контрольные значения: D = 250 ± 27 км; А = 180,1 0 10) Перед взлетом ввести в ВСС номер ЧКК курсового радиомаяка и курс ВПП аэродрома взлета. 11) Подключение сигналов РСБН и КИНО Режим “Навигация”. а) проделать операции n. 1. б) нажать кнопку на ПУИ против строки “РСБН”. в) выбрать режим “Навиг.” г) на пульте СЭИ установить режим “РН”. Убедиться, что на КИНО индицируется азимут и дальность РСБН. д) нажать кнопку “Справка” на пульте СЭИ. Под обозначением азимута должен индицироваться ЧКК РСБН. 1 |