CC BY
13Стг(рсш) по величине соизмеримо с СКО, обусловленным остальными компонентами системы стабилизации.
Использование аппаратуры потребителей СРНС вместо РСБН в качестве позиционного корректора при местоопределении по СРНС GPS даже по коду стандартной точности С/А СКО при определении плановых координат составляет а^СРНС) = 50 м [1], что существенно меньше аг(РСБН).
При этом при исходном значении K3S = 2, соответствующем Рб.з = 0,95, за счет снижения результирующей СКО sz в -v/2 раза за счет практически полного исключения ошибки позиционного корректора K3S
может быть увеличен до 2 -\/2, что с учетом (3) соответствует Рбз=0,995, то есть вероятность выхода ВС за границы эшелона Рв = 2Ф(Рб.з) - 1 может быть снижена на порядок - с 5 • 10-2 до 5 • 10-3. При исходном значении ^.з = 3 (Рб.з = 0,997 4) снижение Рв еще более существенно - с 2,6 • 10-3 до 2,4 • 10-5, т. е. примерно на два порядка.
Библиографическая ссылка
1. Соловьев Ю. А. Системы спутниковой навигации. М. : Радио и связь, 2000.
V. A. Borsoev Institute of Air Navigation, Russia, Moscow
V. I. Vdovichenko
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
REDUCING THE LIKELIHOOD OF A DANGEROUS APPROACH AIRCRAFT BY EXCEED THE BOUNDS OF THE AIR PASSAGES BY CORRECTING STABILIZATION
OF THE HORIZONTAL WITH SRNS
This paper presents one of the ways to reduce the likelihood of dangerous approaches to aircraft caused by the release of the boundaries of the air passages, by correcting the system of stabilization of aircraft in the horizontal plane using navigation data SRNS.
© EopcoeB B. A., BgoBHHemo B. H., 2012
УДК 656.7.022
И. А. Волик, В. П. Патриев, В. С. Сеславин
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ОБУЧАЮЩЕЙ ПРОГРАММЫ ПО РАДИОМАЯЧНЫМ СИСТЕМАМ ПОСАДКИ
Рассмотрены возможные пути создания обучающей программы по радиомаячным системам посадки. Про-граммапредназначена для наглядного разъяснения принципов работы радиомаячных систем посадки, в частности канала курса.
Радиомаячная система посадки (РМСП) самолетов представляет собой единый комплекс наземных и бортовых радиотехнических устройств, предназначенных для осуществления захода самолета на посадку и собственно посадки. РМСП обеспечивает экипаж и систему управления полетом воздушного судна (ВС) непрерывной информацией о его положении относительно заданных курсового направления (канал курса) и глиссады (канал глиссады) и периодической информацией (в двух или трех точках) о расстоянии до начала взлетно-посадочной полосы (маркерный канал).
Информационный канал для измерения одного параметра состоит из наземного и бортового оборудования и среды распространения между ними. Тип и характеристики используемого на земле и на борту ВС оборудования рассматривать не будем, а остановимся на принципе работы канала курса.
Канал курса работает на частоте около 110 МГц. Курсовой радиомаяк относят к категории радиомаяков с опорным напряжением, принцип действия которых основан на методе минимума глубины амплитудной модуляции. Антенная система маяка одновременно формирует в пространстве две диаграммы направленности. Одна диаграмма (рис. 1) создается на несущей частоте, промодулированной по амплитуде колебаниями поднесущей частоты 10 кГц. Поднесущая частота в свою очередь имеет частотную модуляцию низкочастотным напряжением частоты 60 Гц (сигнал постоянной фазы). Другая диаграмма создается на боковых частотах спектра высокочастотного колеба-ния, балансно-модулированного напряжением с частотой 60 Гц, и имеет в горизонтальной плоскости два главных лепестка с нулевым излучением вдоль линии курса и сдвигом фазы поля в одном лепестке на 180° относительно фазы в другом.
Решетневскце чтения
Сравнение амплитуд и фаз сигналов постоянной фазы и переменной фазы на частоте 60 Гц обеспечивает указание стороны и значения отклонения от линии курса на борту самолета.
Е
Тх^иц!ф}
/К V // fet4>) А 70.5 \\ / ^да \\ Ж25']..................\
В Линия \ Г курса 1
15 -10 0 10 15
Рис. 1. Диаграммы направленности антенн курсового радиомаяка с опорным напряжением (в горизонтальной плоскости)
Диаграммы напряжений сигналов в канале курса, представленные на рис. 2, показывают, что положение линии курса совпадает с направлением минимума диаграммы направленности боковых облучателей Уб(ф). На входе приемника (при сложении полей центрального и боковых облучателей) образуются ампли-тудно-модулированные колебания, глубина модуляции которых зависит от значения бокового отклонения точки приема от линии курса, а фаза огибающей -от знака этого отклонения.
В результате детектирования амплитудно-модулированных колебаний в приемном устройстве выделяется сигнал переменной фазы, представляющий собой колебания с частотой 60 Гц, амплитуда и фаза которых зависит от значения и направления углового отклонения.
Сигнал переменной фазы после усиления подается на фазовый детектор, нагруженный на стрелочный индикатор положения линии курса относительно точки приема. Опорным сигналом при фазовом детектировании служит сигнал постоянной фазы.
Эти теоретические сведения необходимо сделать наглядными и понятными для студентов. Существует множество различных оболочек пригодных для создания обучающей программы по РМСП, наиболее подходящими среди которых являются Adobe Flash и MATLAB.
Adobe Flash позволяет работать с векторной, растровой и ограниченно с трехмерной графикой, а также поддерживает двунаправленную потоковую трансляцию аудио и видео. Эти возможности позволят сделать обучающую программу красочной и понятной на интуитивном уровне.
MATLAB - пакет прикладных программ для технических вычислений и язык программирования, используемый в этом пакете. Программирование в этой среде позволит непосредственно показать работу канала курса. Имеется возможность представить весь путь сигнала, его трансформацию и изменения, а также совместную работу наземной и бортовой частей оборудования радиомаячных систем посадки и их отдельных блоков.
Рис. 2. Диаграммы напряжений сигналов в канале курса: 1 - сигналы, излучаемые боковыми лепестками диаграммы направленности; 2 - сигнал, излучаемый центральным лепестком; 3 - суммарный сигнал на входе самолетного приемника при различных направлениях захода на посадку; 4 - продетектированный сигнал на выходе самолетного приемника (сигнал переменной фазы); 5 - опорный сигнал (сигнал постоянной фазы); 6 - выходное напряжение фазового детектора самолетного приемника; 7 - показания индикатора положения
I. A. Volik, V. P. Patriev, V. S. Seslavin Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
RESEARCH AND DEVELOPMENT TRAINING PROGRAMME ILS LANDING
This article discusses ways to create and necessity creates training programs for ILS landing. The program will be developed for students and would serve to explain and show the principles of work with ILS landing systems, in particular yaw channel.
© Волик И. А., Патриев В. П., Сеславин В. С., 2012
УДК 629.733
И. В. Герасёв, Е. С. Золкина
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
ПРОБЛЕМА СТРАТОПЛАНА
Развитие авиации никогда не стояло на месте. Однако даже в наше время технологии не позволяют совершать полеты в стратосфере, хотя полеты в этом слое атмосферы могут осуществляться с большей скоростью при меньшей мощности силовой установки.
Наиболее актуальной проблемой современной авиации является проблема скорости полета. К увеличению скорости можно идти различными путями: за счет улучшения аэродинамических форм самолета, повышения мощности моторной установки, уменьшения веса самолета и мотора и, наконец, уменьшения лобового сопротивления. Но все эти пути дают очень малую отдачу по сравнению с возможностями, открываемыми перспективой увеличения скорости полета за счет уменьшения плотности воздуха и, соответственно, его сопротивления. А поскольку уменьшение плотности воздуха достигается с увеличением высоты, то мы приходим к выводу о необходимости летать возможно выше. Отсюда возникает проблема создания сверхвысотного самолета - стратоплана, который бы летал в стратосфере, как обыкновенный самолет, подчиняясь направляющей воле пилота.
Для иллюстрации особых выгод полета в стратосфере достаточно указать, что на высоте, например, в 20 км, где плотность воздуха равна 0,007 8, т. е. в 16 раз меньше плотности воздуха над землей, для самолета весом до 1 000 кг для создания скорости в 200 м/с нужен мотор в 400 л. с., тогда как для создания этой же скорости на небольшой высоте над землей нужна мощность в 6 400 л. с., т. е. нужно увеличить мощность мотора в 16 раз по сравнию с мощностью, необходимой для полета на высоте 20 км. Но моторы такой большой мощности из-за большого веса самолетов применять невозможно. Отсюда и начинаются трудности со сверхвысотными полетами.
Одна из главных трудностей в достижении больших высот заключается в том, что мощность обыкновенного двигателя с увеличением высоты уменьшается с уменьшением плотности воздуха. Обычный невысотный мотор может сберечь свою мощность в среднем до высоты 6.. .8 км. Применение сжимающих
воздух нагнетателей (компрессоров) отодвигает границу высоты до 9. 10 км, усовершенствованных нагнетателей (турбокомпрессоров) - до 12.13 км. Новейшие работы в этой области, проводимые за рубежом, предполагают сохранение мощности мотора до высоты 15.16 км. Все это сравнительно небольшие высоты, но наша цель - подняться гораздо выше.
Что же ставит предел повышению мощности мотора? Применяя нагнетатели, мы усиливаем мощность мотора, но вместе с тем увеличиваем и мощность нагнетателя, а значит, и его вес. На некоторой высоте мощность всех трех агрегатов мотора: мотора, нагнетателя и двигателя, приводящего в движение нагнетатель, - будет одинаковой. Следовательно, общий вес моторной группы увеличится втрое и станет недопустимо высоким для самолета. Помимо веса, большим дефектом нагнетателей (турбокомпрессоров) является их небольшой коэффициент полезного действия -0,5.0,6. При этом расходуемая на движение нагнетателя мощность увеличивается быстрее, чем получаемая от нагнетателя полезная мощность. Это приводит к постепенной нейтрализации полезного действия нагнетателя и сводит на нет мощность основного мотора, работающего на винт. Все эти препятствия в работе нормального мотора с нагнетателем внутренне непреодолимы, и поэтому авиатехническая мысль обратилась к применению на самолетах других видов двигателей, в частности паровых турбин. Это дает возможность увеличить высоту полета, так как турбина приводится в движение паром, работающим по замкнутому циклу без выхода в атмосферу. Воздух же используется только для горения топлива в котле, что не потребует увеличения веса установки, как это имеет место с бензиновыми двигателями. Чтобы сохранить мощность паровых турбин на больших высотах, нужно только увеличить скорость подачи воздуха
