CC BY
99
Секция
«ТЕХНИЧЕСКАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ЭЛЕКТРОСИСТЕМ И АВИОНИКА»
УДК 621.396.932.1
А. В. Вишнев, А. Тихомирова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
КАЧЕСТВЕННОЕ УЛУЧШЕНИЕ В ОБЛАСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ДАННЫХ УЧЕТА НАЛЕТА
АВИАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ
Рассматривается возможность автоматического контроля и учета налета авиационного оборудования.
В авиации самым важным показателем является безопасность, для обеспечения которой проводят различного рода ТО. От правильного и своевременного ТО зависит работоспособность оборудования. На данный момент счетчиков, ведущих учет наработки по всем отдельным изделиям, работающим периодически, нет. Прибор способный регистрировать первичные данные непосредственно с АТ поможет снизить материальные затраты, уменьшить трудоемкость работников и обеспечить инженерский состав достоверной информацией.
Работы по учету наработки необходимы и прописаны в документе НТЭРАТ ГА. Проводиться они должны согласно пункту 12.2.4, в котором говорится что, для отдельных изделий, работающих периодически, - их наработка (срок службы) в полете и на земле засчитывается в ресурс; и пункту 12.2.5 в котором говорится, что учет наработки обязателен для АТ с ограниченным ресурсом. Данный учет ведется в карточках учета ресурса и формулярах изделий, т. е. вручную. Метод весьма прост: при включении прибора необходимо заносить данные в карточки, отслеживать по ним количество часов работы и проводить необходимый вид ТО. За правильность и своевременностью занесения данных следит механик.
На современных самолетах уже есть оборудование учитывающее налет и наработку АТ. Так же применяются различные счетчики для отдельных агрегатов
(двигателей). В связи с этим предлагаю установить подобную аппаратура на аналоговые приборы самолетов типа АН и вертолетов МИ, способную охватить весь перечень аппаратуры, для которой необходимо вести учет наработки.
Оборудование, которое я предлагаю, будет представлять из себя блок с преобразователем аналогового сигнала в цифровой по средствам АЦП. Связь с оборудованием возможно осуществить по электрическим проводам. Размещение самого блока возможно в первом тех отсеке, а непосредственно сам счетчик в кабине экипажа в легкодоступном месте. Принцип действия блок: от аналогового прибора поступает сигнал при его включении и блок начинает отсчитывать время работы.
С помощью предложенного прибора учет наработки приобретет совершенно новую форму. Уменьшится время на получение и обработку данных. Повысится качество предоставляемых данных. Применение ручной записи станет не нужным, что позволит не учитывать субъективную ошибку. Так же данный прибор будет способствовать поиску и устранению отказов. В результате мы получим исправную работу авиационных систем и самолета в целом при наименьших затратах различного рода.
© Вишнев А. В., Тихомирова А., 2012
УДК 621.396.932.1
М. Л. Кайданович Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск
НЕКОТОРЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ПОГРЕШНОСТИ РАДИОВЫСОТОМЕРОВ МАЛЫХ ВЫСОТ
Приводится оценка погрешностей частотных радиовысотомеров малых высот, обусловленных состоянием подстилающей поверхности.
При полетах на сверхмалых высотах (около 5 метров над земной поверхностью, при выполнении авиа-химработ), при полетах в Арктике, на заключительном этапе захода на посадку ВС экипажу, а так же бортовому компьютеру БМС при заходе в автоматическом режиме (при плохих метеоусловиях аэродрома
посадки) требуется располагать данными об истинной высоте полета с точностью порядка 1 м. Барометрический высотомер не позволяет получить такую точность измерений истинной высоты полета, так как его минимальные приборные погрешности составляют 10 метров, а это недопустимо большая величина.
Секция « Техническая эксплуатация электросистем и авионика »
Поэтому в состав пилотажно-навигационных комплексов ВС включаются радиовысотомеры малых высот (РВ МВ), обеспечивающие требуемую точность измерения истинной высоты на этапе взлета и посадки [1]. Информация, полученная от РВ, используется для формирования светового и звукового сигнала о прохождении заданного уровня высоты, сигнализации об опасной скорости сближения с Землей. При заходе на посадку, начиная с высоты 500 м, сигналы РВ, поступающие в систему траекторного управления, изменяют коэффициент передачи по каналу глиссады от максимального значения до нуля на высоте начала выравнивания на высоте 15... 20 м [2]. Определение высоты при помощи частотных РВ производится путем измерения разностной частоты между прямым сигналом и отраженным от поверхности Земли. Разность частот между прямым и отраженным частотно-модулированными сигналами оказывается пропорциональна высоте Н полета ВС
(1)
где с - скорость распространения радиоволн в вакууме; Д/д - девиация частоты; Тм - период повторения частотно-модулированного сигнала; е0 - относительная диэлектрическая проницательность среды распространения.
Сигнал, отраженный от поверхности, имеет сплошной спектр, ширина которого зависит от характера отражающей поверхности «пашня»-«море». Коэффициент обратного рассеяния Кор поверхности типа «пашня» имеет примерно постоянное значение в пределах ширины диаграммы направленности антенны РВ. В этом случае ширина спектра преобразованного сигнала - О.&ЛУ) (), где - ми-
нимальная разностная частота, соответствующая истинной высоте полета, а Д9 - ширина диаграммы направленности РВ на уровне половинной мощности. При полете над водной поверхностью коэффициент обратного рассеяния имеет характерный максимум в направлении максимума излучения. При изменении типа подстилающей поверхности меняется значение погрешности смещения. Кроме того погрешность
смещения ¿Й£Г1 ЯЗ&Р^К/Р^г. зависит от ширины диаграммы направленности [2]. Выбор ширины диаграммы направленности сказывается на показаниях РВ при крене ВС. Влияние крена будет более заметно при узкой ДН антенны РВ.
Методическая флюктуационная погрешность связана с шумами передающего устройства, обусловленными просачиванием на вход приемника прямого сигнала передатчика, сигнала, отраженного от элементов ВС, и шумами приемного устройства.
Влияние шумовых составляющих ограничивает максимальную измеряемую высоту полета.
Характер подстилающей поверхности типа «суша» отличается большим разнообразием. Соответственно меняется и характер отражений радиоволн. Это следует учитывать при полетах на малых высотах и при заходе на посадку. Важно иметь в виду, что при полетах над снежной и ледовой поверхностью электромагнитные колебания проходят слоистые среды снега или льда и отражаются от нижней поверхности суши или воды. Если относительная диэлектрическая проницаемость (1) воздушной среды близка к единице, и в обычных условиях ее можно не учитывать, то для льда еол = 73... 95, а для снега е0с = 3... 9 и более.
Диэлектрическая проницаемость снега зависит от его плотности. Плотность влажного снега -100.300 кг/м3. В горах, например, Алтай, Саяны, Забайкалье и другие регионы, снег выпадает в сентябре, периодически подтаивает сверху, намокает и вновь промерзает. Уплотненный (лежалый) снег частично утрачивает свою первичную структуру в основном за счет оседания под влиянием собственного веса, температуры и ветра. Плотность лежалого снега достигает значений - 200.600 кг/м3, толщина может достигать 2. 3 м и более. Весной, особенно в горах, скапливается старый снег, который полностью утратил первоначальную структуру и форму кристаллов, перекристаллизовался в более или менее крупные зерна под влиянием возгонки и сублимации, таяния и повторного замерзания. Плотность такого снега может достигать 300.700 кг/м3. Сухой снежный покров является диэлектриком и достаточно хорошо пропускает радиоволны.
Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки
На приведенных графиках дана оценка зависимости ошибки в определении высоты АН от толщины льда (а) и от толщины снежного покрова (б) различной плотности: 1 - 200 кг/м3, 2 - 400 кг/м3, 3 - 600 кг/м3.
В равнинных районах снежный покров может достигать 1,0... 1,5 и более м. Весной за счет периодического подтаивания и промерзания возрастает плотность, а значит и диэлектрическая проницаемость снежного покрова, завышая показания радиовысотомера по сравнению с истинной высотой, что следует учитывать при считывании высоты.
При полетах над сильно пересеченной местностью, покрытой деревьями и кустарниками, радиовысотомер выдает усредненное значение высоты, которое может отличаться от истинного.
При всех возможных «ложных» показаниях РВ и срабатывании сигнализации «ОПАСНО ЗЕМЛЯ» в зоне аэродрома, эта информация включается в специальные сборники для захода на посадку на конкретном аэродроме.
Библиографические ссылки
1. Олянюк П. В., Астафьев Г. П., Грачев В. В. Радионавигационные устройства и системы гражданской авиации. М. : Транспорт, 1983. 320 с.
2. Авиационная радионавигация : справочник / А. А. Сосновский, И. А. Хаймович, Э. А. Лутин, И. Б. Максимов ; под ред. А. А. Сосновского. М. : Транспорт. 1990. 264 с.
© Кайданович М. Л., 2012
УДК 621.396.932.1
Н. В. Карлов Научный руководитель - В. М. Мусонов Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнёва, Красноярск
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ СПУТНИКОВЫЕ НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
Рассмотрены глобальные и региональные спутниковые навигационные системы, эксплуатируемые и разрабатываемые в мире на сегодняшний день, а также методы и системы, позволяющие повышать точность определения координат.
В настоящее время в мире происходит интенсивное совершенствование спутниковых систем навигации и посадки. Наиболее известными из них в настоящее время являются дифференциальные системы, в которых используются дифференциальные поправки, формируемые наземными станциями. В настоящем докладе рассматриваются наиболее распространенные варианты дифференциальных систем.
Система WAAS представляет собой функциональное дополнение (SBAS по терминологии Стандартов и Рекомендованной практики ИКАО по GNSS) к глобальной навигационной системе GPS, которая, должна быть основой GNSS и применяется с широкозонными дифференциальными дополнениями SBAS и локальными дифференциальными дополнениями (GBAS по терминологии Стандартов и Рекомендованной практики ИКАО по GNSS) [1-3].
Основные функции WAAS заключаются в формировании и передаче потребителям посредством геостационарных спутников широкозонных дифференциальных поправок и информации о целостности GPS. Помимо этого, для передачи сигналов WAAS используются геостационарные спутники, которые выступают в качестве источников дальномерных сигналов, т. е. увеличивают количество доступных потребителям навигационных спутников. Планируется, что при использовании сигналов WAAS будут обеспечены контроль и обмен информацией во время полетов над океанами, а в зоне аэропортов - точные заходы на посадку первой категории метеоминимума.
Система LAAS (система наведения для местного региона) является наземной системой, непрерывно
сравнивающей отраженный сигнал DGPS с посланным ею, определяющей рассогласование и передающей его на борт ВС, выполняющего заход на посадку. Ошибка наведения системы не превышает 7 м. Несколько первых систем этого типа, известных как SCAT-1 (система посадки специальная категории I), находятся в эксплуатации, как приватно финансируемые системы не для общего пользования [4-6]. FAA разрабатывает спецификацию и требования к системе LAAS для общего пользования, которая вступила в эксплуатацию с 2005 г. Не дожидаясь утверждения стандарта на систему, несколько фирм производят вариант системы SCAT-1. Среди них фирма Honey well, система SCAT-1 которой сертифицирована и установлена в аэропортах Миннеаполис и Ньюарк (в последнем - для авиакомпании Continental Airlines). Системы SCAT-1 сертифицируются в Канаде, Индонезии и Австралии.
В Российской Федерации система SCAT-1 фирмы Honeywell устанавливается на самолеты гражданской авиации с помощью Научно-производственного предприятия АВИТЕКС (Москва).
Система SCAT-1 производится рядом других фирм (Raytheon, Wilcox, DASA-NFS, Interstate Electronics), устанавливается и сертифицируется в аэропортах США, Евросоюза и других стран.
Наряду со спутниковой навигационной аппаратурой на борту самолетов гражданской авиации используется традиционная радиомаячная аппаратура ILS и MLS. Потребность оборудования ВС для работы с четырьмя различными системами автоматической посадки привела к созданию авиационными фирмами
