Системы первичной информации

Тема 1. Состав и структура бортового оборудования.

Цель лекции:Изучение состава и структуры бортового оборудования.

Вопросы лекции:

1.1. Системы первичной информации;

1.2. Радиосвязные системы;

1.3. Радионавигационные системы;

1.4. Системы автоматического пилотирования;

1.5. Бортовые информационные системы;

1.6. Прочие пилотажно-навигационные системы;

1.7. Состав и структура авионики пассажирского самолета;

1.8. Авионика военных самолетов;

Бортовое оборудование - совокупность технических средств (агрегатов, приборов, машин и т.п.), устанавливаемых на борту ЛА. По своему назначению бортовое оборудование делится на следующие группы:

а) для обеспечения управляемого полета

• пилотажно-навигационное оборудование;

• радиотехническое оборудование навигации, посадки и управления воздушным движением;

• радиосвязное оборудование;

• электротехническое оборудование;

• светотехническое оборудование;

• гидравлическое оборудование;

• системы охлаждения ЛА;

• средства контроля работы силовой установки;

• бортовые информационные системы - система отображения информации, система сигнализации и т.п.;

б) для обеспечения жизнедеятельности экипажа и пассажиров

• система кондиционирования воздуха;

• кислородное оборудование;

• система регулирования давления;

• аварийно-спасательное оборудование;

в) для обеспечения безопасности полетов

• противообледенительная система;

• противопожарная система;

г) для решения целевых задач в соответствии с назначением ЛА

• разведывательное оборудование;

• десантно-транспортное оборудование;

• санитарное оборудование и т.д.

В авиации принято разделять приборное оборудование на датчики, индикаторы, приборы и сигнализаторы.

Датчик - измерительное устройство для выработки сигнала о текущем значении измеряемого параметра.

Индикатор - средство отображения информации о количественном или качественном значении параметра.

Прибор - устройство, имеющее самостоятельное эксплуатационное значение и обеспечивающее измерение и индикацию параметра/параметров.

Сигнализатор - прибор, обеспечивающий отображение информации о соответствии или несоответствии параметра, системы или объекта требуемому значению или состоянию в виде визуальных, звуковых или тактильных сигналов.

Структурно аппаратура, машины и агрегаты на борту ЛА объединяются в системы, предназначенные для решения отдельных задач. Даже на небольшом ЛА их десятки. Отдельные системы могут объединяться в более крупные структурные образования - комплексы. Комплекс бортового оборудования - совокупность функционально-связанных систем, приборов, датчиков, вычислительных устройств. Примеры комплексов: пилотажно-навигационный, обзорно-прицельный, разведки.

Все радиоэлектронное оборудование ЛА, независимо от принадлежности к той или иной из перечисленных групп, часто называют авионикой. Бортовые информационные системы также относятся к этой группе оборудования.

Состав авионики различен для разных классов ЛА. Рассмотрим его на примере пассажирских магистральных самолетов, таких, как Ту-204, Airbus A-320, Boeing 737, где авионика представлена наиболее широко. Ее можно разделить на следующие группы:

- системы первичной информации,

- радионавигационные системы,

- радиосвязные системы,

- системы автоматического пилотирования,

- бортовые информационные системы,

- прочие пилотажно-навигационные системы.

Системы первичной информации

Задачей систем первичной информации является измерение различных сигналов и параметров, характеризующих полет и состояние самолета. Каждая из таких систем специализируется на измерении сигналов определенной физической формы и определенного назначения. В состав системы входит от 1 до 3 одинаковых вычислителей, каждый из которых способен решать все задачи. За счет такого резервирования обеспечивается высокая надежность. Вычислитель представляет собой электронный блок, содержащий внутри все необходимые измерительные устройства, процессор, память и средства ввода-вывода. Измеренная информация подвергается в вычислителе определенной обработке - фильтрации, масштабированию, линеаризации, калибровке, затем по величине сигнала рассчитывается значение соответствующей физической величины – скорости полета, температуры воздуха и т.п. Рассчитанное значение выдается из вычислителя всем заинтересованным в ней потребителям, среди которых системы автоматического пилотирования, системы индикации и сигнализации. На современных пассажирских самолетах выходная информация выдается последовательным кодом соответствии с ГОСТ 18977-79 (ARINC 429). В этом виде она доступна всем потребителям, подключенным к выходной кодовой линии связи (КЛС) вычислителя.

Система воздушных сигналов (СВС) определяет параметры полета, проводя измерения во внешней среде. Она измеряет и вычисляет следующие высотно-скоростные параметры:

- барометрическую высоту полета (абсолютную и относительную);

- скорость изменения высоты;

- воздушную скорость (истинную и приборную);

- число Маха;

- температуру наружного воздуха;

- полную температуру торможения;

- углы атаки и скольжения;

- давление (динамическое и полное);

- максимально-допустимую воздушную скорость.

СВС также формирует сигнализацию о превышении допустимой скорости и различные сигналы состояния. В состав СВС обычно входят 3 вычислителя. Датчики сигналов СВС (приемники статического давления, приемники полного давления, датчик температуры, датчики угла атаки/скольжения) обычно не входят в комплект системы, а являются принадлежностью ЛА. Сигналы от них поступают в вычислитель, где производятся все измерения и вычисления.

Инерциальная навигационная система (ИНС) служит для измерения углового положения ЛА в пространстве и определения его местоположения. Она измеряет углы курса, крена, тангажа, угловые скорости изменения крена и тангажа, линейные ускорения (перегрузки), она также вычисляет угол наклона траектории, истинный курс, путевую скорость, вертикальную скорость, угол сноса, параметры ветра, географические координаты ЛА – широту и долготу. Обычно система состоит из 3 блоков. Каждый содержит 3 датчика угловых положений, например, лазерные гироскопы, 3 акселерометра для измерения ускорений по трем осям и электронную часть. Иногда вместо ИНС на для той же цели используют более простую по конструкции систему – курсовертикаль. Курсовертикаль способна измерить только текущие углы положения ЛА – курс, крен и тангаж.

Новейшие усовершенствованные ИНС имеют более высокую точность за счет сопряжения со спутниковой навигационной системой, данные которой используются для коррекции гироскопов.

С появлением более компактных электронных радиоэлементов системы СВС и ИНС стали объединять в единую систему. Такая система содержит 3 вычислителя, пульт управления и до 5 модулей воздушных данных. Модули устанавливаются отдельно от вычислителей, они измеряют параметры, такие, как статическое и динамическое давление, после чего передают результаты измерения в цифровом виде вычислителям. Вычислители принимают «сырые» данные от модулей и производят все необходимые расчеты.

Система преобразования информации (СПИ) измеряет параметры различных общесамолетных (общевертолетных) систем - гидравлической, топливной, кондиционирования, электроснабжения и других. На датчики воздействуют физические параметры – давление, температура, перемещение, а выходные сигналы датчиков, поступающих в СПИ, имеют электрическую природу. По измеренным электрическим сигналам система вычисляет действующее на датчик значение параметра. В состав системы обычно входит 2 одинаковых вычислителя. Часть малоответственных сигналов распределяется между ними, остальные принимаются обоими одновременно – этим достигается высокая надежность измерения этих сигналов.

Система измерения параметров двигателя (СИПД) подобна системе СПИ, она также измеряет электрические сигналы различных датчиков, только специализируется на измерении параметров двигателя.