CC BY
112
УДК 629.73.07
П. А. Росинский, В. П. Патриев Научный руководитель - М. В. Тюпкин Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА КОНТРОЛЬНО-ПРОВЕРОЧНОЙ АППАРАТУРЫ
СИСТЕМЫ ТСЛ8
Рассматривается аппаратура, спроектированная воздушных судов в полете.
Система предупреждения столкновений ТСЛ8 используется для предотвращения столкновения воздушных судов и обеспечивает безопасность полётов [1]. Анализируя сигналы транспондеров, находящихся вблизи самолетов, ТСЛ8 может определить степень опасности каждого из них и формирует визуальный и звуковой сигнал-рекомендацию, помогая экипажу в принятии мер, предотвращающих столкновение. Проектируемая контрольно-проверочная аппаратура позволяет имитировать до 5 статических самолётов, находящихся в зелёной, желтой и красной зонах. Оператор КПА может запрограммировать скорость, высоту и удаление по каждому самолёту или воспользоваться одним из готовых тестовых сценариев, сохраненных в ПЗУ устройства. Тестовый сигнал на борт воздушного судна передается по радиоканалу на частоте 1030 МГц [2]. По реакции бортового оборудования на тестовый сигнал принимается решение о работоспособности ТСЛ8.
В результате проделанной работы была разработана и спроектирована контрольно-проверочная аппаратура, которая который позволяет формировать запросные сигналы частотой 1030 МГц бортовым системам ТСЛ8, ответные сигналы в режиме 8 частотой 1090 Мгц. Аппаратура позволяет проверять работоспособность системы ТСЛ8 в сжатые сроки и без применения какой-либо специализированной аппаратуры. Был разработан алгоритм проверки системы предупреж-
ля проверки системы предотвращения столкновения
дения столкновений в воздухе, а также проведены расчёты некоторых функциональных элементов схемы
Библиографические ссылки
1. Липин А. В., Олянюк П. В. Бортовые системы предотвращения столкновений воздушных судов : учеб. пособие. СПб. : Академия ГА, 1999.
2. Сосновский А. А., Хаймович И. А. Радиоэлектронное оборудование летательных аппаратов : справочник. М. : Транспорт, 1987.
© Росинский П. А., Патриев В. П., 2013
УДК 351.814.2; 656.7.08
М. Г. Савина, Н. В. Карлов Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ И ОТКАЗОВ РАДИОВЫСОТОМЕРА
Представлен анализ структурной схемы и отказов радиовысотомеров на примере частотных РВ. Обозначена модель объектов диагностирования.
Радиовысотомеры (РВ) предназначены для измерения истинной высоты полета летательного аппарата. Они относятся к классу автономных радионавигационных установок, так как для образования канала измерения не требуется дополнительного наземного оборудования.
Для измерения высоты используются частотный и импульсный методы. В зависимости от максимальной
измеряемой высоты различают РВ малых и больших высот.
Частотный метод определения высоты основан на частотной модуляции (ЧМ) излучаемых колебаний. Радиовысотомеры, в основе которых лежит данный метод, требуют применения отдельной передающей и приемной антенны и обладают ограниченной высотностью.
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
Сбои в работе частотных РВ приводят к непоправимым, трагичным последствиям:
- 25 февраля 2009 года самолёт Боинг-737 авиакомпании «Turkish Airlines», при небольшом тумане потерпел крушение при заходе на посадку в амстердамском аэропорту Скипхол. На борту находилось 127 пассажиров и 7 членов экипажа.
- 22 марта 2010 года при заходе на посадку в аэропорту Домодедово, произошло авиационное происшествие с самолетом Ту-204 RA-64011 авиакомпании «Авиастар-Ту». Воздушное судно разрушено, находившиеся на борту 8 членов экипажа получили травмы различной степени тяжести. Пассажиров на борту не было.
- 25 декабря 2012 года под Чимкентом потерпел крушение военно-транспортный самолет АН-72 пограничной службы, все 27 человек, среди которых члены экипажа и пассажиры погибли.
Приведенные авиационные происшествия и катастрофы, являются следствием сочетания многих неблагоприятных факторов, но в каждом примере были отмечены нестабильная работа и отказ радиовысотомеров.
Для решения диагностической задачи радиовысотомера применяют логическую модель, так как она отличается наглядностью и простотой построения.
Исходной информацией, на основе которой строится модель, могут служить:
- причинно-следственные связи между параметрами объекта и выходными реакциями;
- структурные, функциональные и принципиальные схемы;
- алгебраические и дифференциальные уравнения, связывающие входные и выходные координаты объекта [1].
Рассмотрим структурную схему радиовысотомера (рис. 1).
Генератор ГНЧ вырабатывает низкочастотное напряжение (частота Бм порядка сотен Гц). Это напряжение управляет частотой сигнала, формируемого генератором ЧМГ и излучаемого антенной А-1 (рис. 1). Отраженный сигнал с антенны А-2 поступает на балансный смеситель БС, куда также подается часть излучаемого сигнала.
Использование БС позволяет подавить паразитную АМ опорного сигнала, поступающего от передатчика РВ. Запаздывание отраженного сигнала на время ^ приводит к отличию мгновенных частот Л и /2, -разностная частота [2].
Структурная схема частотного РВ является базой для логической модели. Анализируя каждый блок схемы с его внешними воздействиями и выходными реакциями, на основе функциональной схемы РВ строим логическую модель объекта диагностирования (рис. 2). Для параметров входов и выходов всех блоков схемы устанавливаем области их допустимых значений.
По совокупности проверок получают таблицы состояния. В каждой строке стоит единица или нуль.
Итак, данная модель позволяет решить следующие задачи диагностирования:
- определение работоспособности РВ,
- поиск возникшего дефекта.
Недостаток логической модели заключается в том, что данный метод не позволяет различать дефекты блоков, охваченных обратной связью, так как появление недопустимой реакции на выходе любого блока контура обратной связи приводит к появлению недопустимых реакций на выходах всех остальных блоков, входящих в этот контур. Решение такого рода задач диагностирования требует привлечение более сложных аналитических моделей для отдельных частей и блоков, описывающих объект более точно, чем модели логического типа.
а-1
а-2
fi
-1 м
Пб
Рис. 1 Структурная схема частотного РВ
Рис. 2 Логическая модель частотного РВ
У
Библиографические ссылки Максимов ; под ред. А. А. Сосновского. М. : Транс-
1. Воробьев В. Г., Константинов В. Д. Надеж- порт, 1990. 264 с. ность и техническая диагностика авиационного оборудования : учебник. М. : МГТУГА, 2010. 448 с. © Савина М. Г., Карлов Н. В., 2013
2. Авиационная радионавигация : справочник / А. А. Сосновский, И. А. Хаймович, Э. А. Лутин, И. Б.
УДК 351.814.2; 656.7.08
И. В. Сазыкин, В. Н. Гейман Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА НАДЕЖНОСТИ МЕТЕОНАВИГАЦИОННОЙ РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СТАНЦИИ «БУРАН»
Рассмотрены вопросы технической диагностики метеонавигационного радиолокатора 1-го класса «Буран-85». Показаны основные направления повышения надежности на этапе проектирования, производства и эксплуатации.
Метеонавигационный радиолокатор «Буран-85» -МНР 1-го класса с цифровой обработкой сигналов служит датчиком информации для многофункциональной системы электронной индикации (СЭИ), основанной на многоцветных индикаторах телевизионного типа. В состав МНР входят антенные блоки БА РЛ и БА РМО, предназначенные соответственно для работы с сигналами МНР и ответными сигналами радиомаяков-ответчиков (РМО), приемопередатчик ПП и пульт управления ПУ. Для управления МНР служит узел УУ, который через устройство ввода/вывода УВВ связан со специализированной вычислительной машиной СЦВМ, устройством преобразования сигналов УПС и пультом управления ПУ [1].
Основные режимы МНР: «Земля», «Метео», «РМО», «РМО—Земля», «РМО-Метео», «Снос» и «Контроль».
Режим «Земля» предназначен для получения радиолокационной карты местности при разрешающей способности до 150 м с использованием подрежимов «Сектор», «Программный обзор», «Автомат», «Микроплан» и «Стабилизация».
Режим «Метео» осуществляется в одном из подрежимов «Сектор» с обязательной стабилизацией плоскости сканирования антенны (подрежим «Стабилизация»).
Режим «РМО» предназначен для определения координат радиомаяков-ответчиков при работе МНР с горизонтально поляризованным сигналом в одном из подрежимов, используемых в режиме «Земля».
Режимы «РМО-Земля» и «РМО-Метео» - совмещенные. В первом из них чередуются режимы «Земля» и «РМО», а во втором - «Метео» и «РМО». Режим «Снос» отличается тем, что управление положением ДН по азимуту при определении угла сноса осуществляется по командам, которые содержат данные о курсовом угле.
Надежность - это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значения всех параметров, характеризующих способность выпол-
нять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, ремонтов, хранения и транспортирования [2].
Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения и условий применения объекта состоит из сочетания свойств безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемо -сти.
Основные методы повышения надежности на этапе проектирования и производства включают следующее:
1. Применение высоконадежных комплектующих элементов. Для выполнения этого проводят либо выборочную, либо полную предварительную проверку и испытание элементов в условиях, приближенных к условиям эксплуатации АТ.
2. Проектирование возможно более простой аппаратуры, применение известных ранее и хорошо себя зарекомендовавших блоков, узлов и схемных решений.
3. Снижение возможных перегрузок в работе аппаратуры от изменения температуры, вибраций, повышенных питающих напряжений, электромагнитных полей.
4. Автоматизацию проектирования, при которой оптимизируется конструкция объекта с учетом требований стандартов и исключаются конструкционные ошибки при переносе информации на технологическую и производственную базу.
5. Резервирование особо ответственных узлов, блоков, операций в программном обеспечении.
Методы повышения надежности на этапе эксплуатации включают следующее:
1. Доработку аппаратуры на основе опыта эксплуатации и связи эксплуатанта с разработчиком и производителем.
2. Снижение нагрузок действующих на аппаратуру, улучшение условий работы и хранения.
3. Совершенствование технологических процессов работы и обслуживания.
