Система посадки КУРС МП-70

Содержание

 

 

 

Введение……………………………………………………………………….......3

 

1. БОРТОВАЯ АППАРАТУРА"Курс МП-70"………………………….…..6
1. Общие сведения……………………………………………………..6

1.2 Состав и принцип действия аппаратуры "Курс МП-70"………….8

1.3 Основные тактико-техничекие характеристики

аппаратуры "Курс МП-70"…………………………………………….......13

 

2. МОДУЛЬНАЯ АВИОНИКА ЗАРУБЕЖНОЙ ТЕХНИКИ……………....16

2.1 Состав модульной авионики………………………………………..16

2.2 Структура модульной авионики……………………………………20

2.3 Программное обеспечение…………………………………………..23

 

Заключение………………………………………………………………………...25

 

Используемые источники………………………………………………………...26

 

Введение

 

За последние 50 лет  сменилось три поколения комплексов бортового оборудования. Комплексы первого поколения состояли из независимых систем, каждая из которых содержала свои собственные датчики, вычислители, индикаторы и пульты управления. Связи систем друг с другом были минимальны и представляли собой радиальные соединения источник-приемник. Второе поколение имело федеративную архитектуру. Для нее характерно использование разными системами общих ресурсов. Разделение информационных ресурсов достигается за счет объединения систем едиными мультиплексными каналами обмена или другими разветвленными системами связи. Информация, порождаемая одной системой, становится доступной для всех остальных и надобность в самостоятельном сборе информации, которая уже есть в другой системе, отпадает. Таким образом осуществляется интеграция датчиков – они становятся общедоступны, независимо от того, какая система ими владеет в действительности. Разделение аппаратных ресурсов производится за счет объединения индикаторов и пультов управления в единые информационные системы, которые созданы в интересах всего комплекса и индицируют на своих экранах информацию от всех его систем. Кроме того, в федеративной архитектуре появились специализированные БЦВМ, чьей задачей является только обработка информации. Это, например, вычислительная система самолетовождения пассажирского ЛА или тактический компьютер военного самолета. Такие БЦВМ получают информацию от сенсоров самолета, различных систем, обрабатывают ее и передают дальше - в системы индикации и управляющие системы. За счет объединения ресурсов комплексы второго поколения обеспечили значительный выигрыш в отношении массы, габаритов и надежности, объединение приборов в единые информационные системы позволило значительно улучшить интерфейс пилот-ЛА, а добавление специализированных БЦВМ позволило увеличить уровень автоматизации и значительно расширить возможности ЛА. До настоящего времени большинство комплексов БО имеет федеративную архитектуру.

Современное – третье – поколение бортовых комплексов представляет собой интегрированную модульную авионику. Внедрение их на борт началось в 1990-х годах. Новое поколение отличается гораздо более высокой степенью интеграции и обобщения ресурсов. Идея заключается в том, чтобы не разбивать комплекс на ряд автономных систем, а построить его на основе единой вычислительной платформы, функции систем комплекса в этом случае выполняют программные приложения, разделяющие общие вычислительные ресурсы.

Аппаратура комплекса  состоит из ограниченного набора функциональных модулей, по своим размерам они меньше привычных электронных блоков. Каждый модуль приспособлен для выполнения определенных функций – вычисления, хранения данных, электропитания и т.п.

Эти функции модуль выполняет  не в интересах какой-то отдельной  системы, а в интересах всех задач, решаемых в комплексе. Сам комплекс не имеет четко выделенных систем. Он организован в виде единой аппаратной среды, системы превратились в функции, реализуемые программно в этой среде. Отдельные БЦВМ и вычислители, присущие федеративным системам, заменены общими процессорными ресурсами, которые распределяют между собой и выполняют все прикладные программы. Такая организация позволяет оптимально использовать вычислительные ресурсы. Прикладное ПО не зависит от типов применяемых процессоров, их взаимодействие строится через промежуточные стандартные интерфейсы. Это позволяет совершенствовать аппаратную среду без необходимости переделывать программное обеспечение.

Структура комплекса сделана гибкой и масштабируемой, это позволяет легко адаптировать его под требования различных применений и для разных типов ЛА, а также облегчает расширение возможностей и улучшение характеристик комплекса в будущем. Эта гибкость достигается, во-первых, за счет модульного построения комплекса и, во-вторых, за счет соединения модулей в сеть. Функциональный модуль может быть размещен в любом месте ЛА и за счет быстродействующей сети передачи данных он связан с другими модулями так же тесно, как если бы они находились в одном электронном блоке. Комплекс функционирует как локальная сеть высокопроизводительных компьютеров. Все данные, формируемые какой-либо функцией в составе комплекса, глобально доступны для любой другой функции. Это позволяет включать новые задачи и модернизировать комплекс по принципу «plug-and-play»: не затрагивая уже работающие функции.

В настоящее время  уже разработано и используется несколько подобных комплексов. Интегрированный комплекс модульной авионики Pro Line 21 фирмы Rockwell Collins впервые был представлен в 1995г. Комплекс предназначен для самолетов бизнес-класса и местных воздушных линий, для вертолетов. Он устанавливается на административный реактивный самолет Premier I, на самолеты бизнес-класса Continental, Hawker 800XP, CitationJet CJ1, Boeing, Bombardier CRJ, конвертоплан BA 609 и др. Подобный комплекс фирмы Rockwell Collins для военных самолетов называется Flight2, он будет устанавливаться на модернизируемые самолеты ВВС и ВМФ США - заправщики KC-135, транспорты C-130 и самолеты радиолокационного дозора P-3 Orion, а также вертолеты Sikorsky S-92, S-70.

Цель курсовой работы изучить назначение, принцип действия, комплект и ТТХ аппаратуры Курс МП-70. Произвести сравнительный анализ с изделиями установленными на зарубежной технике и выполняющие аналогичные функции (Boeing, Bombardier CRJ).

 

 

1. БОРТОВАЯ АППАРАТУРА"Курс МП-70"

 

1. Общие сведения

 

Бортовая аппаратура "Курс МП-70" предназначена:

1. для ближней навигации по азимутальным радиомаякам метрового диапазона волн международной системы ближней навигации VOR/DME;
2. для посадки по радиомаякам метрового диапазона волн международной системы посадки ILS;
3. для посадки по радиомаякам метрового диапазона волн отечественной системы посадки СП-50.

Международная система VOR/DME является системой ближней навигации, т.е. обеспечивающей навигацию в  пределах прямой видимости - примерно 400 км. Система VOR/DME имеет территориально совмещённые маяки: азимутальный маяк VOR и дальномерный маяк DME. Маяки работают независимо и могут использоваться как самостоятельные средства.

Маяки VOR получили широкое  распространение за рубежом, их параметры  регламентированы документами ICAO (International Civil Aviation Organization - Международная организация гражданской авиации). Маяки VOR устанавливаются также в международных аэропортах и на воздушных трассах СССР, выделенных для полётов самолётов зарубежных авиакомпаний.

Существует несколько  разновидностей азимутальных маяков VOR. Аппаратура "Курс МП-70" предназначена для работы со стандартным VOR. В сложных условиях ошибка определения азимута не должна превышать 3,6 град.

Радиомаячные системы  посадки отличаются допустимым при  посадке минимумом погоды и используемым диапазоном радиоволн. В соответствии с метеоусловиями различают системы 1, 2 и 3 категорий (по нормам ICAO):

1. я категория - обеспечение посадки до высоты 60 м;
2. я категория - обеспечение посадки до высоты 15 м;
3. я категория - до нулевой высоты.

В настоящее время  на аэродромах гражданской авиации находятся в эксплуатации радиомаячные системы посадки трёх типов: СП-70, СП-75, СП-80. По принципу действия они относятся к типу ILS, при этом СП-70 удовлетворяет требованиям 3-й категории в аэропортах с благоприятными условиями местности и требованиям 1-й и 2-й категорий в аэропортах со сложным рельефом, СП-75 - требованиям 1-й и 2-й категорий, СП-80 - подобна СП-70 (более современная элементная база). В международных аэропортах устанавливают системы ILS категорий 1, 2, 3.

Ранее в СССР использовались системы посадки СП-50 (хуже 1-й категории), СП-50М (1-й категории) и СП-68 (2-й категории). Эти системы имеют одинаковый принцип действия и относятся к системам типа СП-50. В настоящее время системы типа СП-50 практически не используются.

 

1.2 Состав и принцип действия аппаратуры "Курс МП-70"

 

В составе принимаемого на самолёте сигнала от маяка VOR имеются  сигналы опорной фазы и переменной фазы. Фаза опорного сигнала не зависит  от положения самолёта относительно маяка, а фаза переменного сигнала зависит от направления приёма. Измеряя разность фаз между ними в точке приёма, можно определить направление на маяк.

Рассмотрим процесс  формирования сигнала VOR (рис. 1). Антенна  маяка VOR имеет диаграмму направленности (ДН) по напряжённости поля: 1+ mcosφ при m=0,3 (улитка Паскаля). По форме эта ДН близка к форме окружности со смещённым центром.

ДН антенны маяка  вращается со скоростью 30 об/сек(F_Ep= 30 Гц).

Эпюры этих напряжений изображены нарис.1в.

Пусть в момент t = 0 максимум ДН направлен на магнитный север, т.е. магнитный меридиан проходит через ось симметрии ДН. Отметим, что все маяки VOR ориентированы на магнитный север (северный магнитный полюс находится к северу от Канады, на острове Принца Уэлльского).

Положение наблюдателя (самолёта) относительно маяка VOR принято характеризовать магнитным азимутом (магнитным пеленгом), т.е. углом между магнитным меридианом, проходящим через маяк, и направлением от маяка на наблюдателя. Угол измеряется от магнитного меридиана по часовой стрелке от 0 до 360 град. В дальнейшем вместо термина "магнитный азимут" ("магнитный пеленг") будем употреблять термин "азимут". Таким образом, на рис.1 а азимут наблюдателя А равен 0 град, а азимут наблюдателя В равен α.

Пусть в момент t=0 напряжённость  поля излучения антенны в направлении 0W и 00stравна 1, в направлении 0N равна 1+m, а в направлении 0S равна 1-m. Предположим, что маяк излучает немодулированную несущую f₀. Тогда сигнал, принятый наблюдателем А, можно записать в виде

 

 

а сигнал, приятый наблюдателем В, в виде

 

бортовой аппаратура азимутный маяк

Эпюры этого напряжения изображены на рисунке1в.

 

Рисунок 1 - Эпюры напряжения

 

Таким образом, в точках А и В наблюдатели получили на входах приёмников амплитудно-модулированный сигнал. Коэффициент модуляции m для маяков VOR равен 30% (рисунок 1).

В т. А максимум модулирующего  напряжения достигается в момент t₀, а в т. В - в момент t₁.Если бы наблюдателю В был известен момент времени t₀, то измеряя t₁- t₀и зная частоту вращения ДН, можно было бы вычислить свой азимут а.

Для того, чтобы сообщить наблюдателю момент совпадения максимума  ДН с направлением на магнитный север (т.е. момент t₀), в маяке формируют сигнал "Опорной фазы" - гармонику частотой 30 Гц, максимум которой соответствует моменту (рисунок 2а) и сигнал поднесущей - гармонику частотой 9960 Гц. Поднесущую модулируют по частоте сигналом "Опорной фазы" с девиацией частоты ± 480 Гц таким образом, что в момент совпадения максимума ДН с направлением на север сигнал поднесущей имеет максимум частоты, равный 10440 Гц (рис. 2б).

 

Рисунок2 - Суммарный сигнал VORна выходе приемника

 

Далее частотно-модулированной поднесущей модулируют излучаемый маяком сигнал по амплитуде с коэффициентом  модуляции 30%.

На рисунке 2в показан ВЧ сигнал, принимаемый наблюдателем В. Его результирующая огибающая имеет сложный вид и содержит в себе информацию об "Опорной фазе" и о "Переменной фазе" (временные масштабы на рисунке 2 искажены). В приёмнике после амплитудного детектирования выделяют результирующую огибающую, а затем, после дальнейшей обработки, из неё выделяют сигнал "Опорной фазы" и "Переменной фазы". Измеряя разность фаз между ними, вычисляют азимут наблюдателя.

Следует отметить, что  в действительности сигнал VOR описанного выше вида может формироваться различными способами, например, с помощью двух антенн - одной неподвижной и одной подвижной, или за счёт электронного вращателя и т.д.

В системе VOR предусмотрена  возможность опознавания маяка. Для этого используют тональную  модуляцию несущих колебаний  частотой 1020 Гц, а сообщение передают кодом Морзе. Используют также модуляцию речевым сообщением.

 

1.3 Основные тактико-техничекие характеристики

аппаратуры "Курс МП-70"

 

Курсовой приемник VOR

 

Таблица 1 – Характеристика курсового приемника VOR

Диапазон частот, МГц	108,00 - 117,95 (160 каналов)
Чувствительность при токе отклонения  80 % от номинального значения стандартного Испытательного сигнала VOR, мкВ	не хуже 5
Погрешность индикации азимута:
по ручному каналу, градусы	≤ 1
по автоматическому каналу, градусы	≤ 1,5
Погрешность измерения курсовых углов, градусы	≤ 2