ВОПРОС 15. Самолетные ответчики. Назначение, решаемые задачи. Типовая структурная схема, принцип действия. Тактико-технические характеристики. Роль СО в обеспечении безопасности полетов.

 

(смотреть учебник стр 184, 191, 204)

7.1. Классификация радиотехнических систем ближней навигации

Системы ближней навигации (СБН) представляют собой региональные однопозиционные системы, предназначенные для определения азимута и даль­ности ЛА в пределах дальности прямой видимости. Для работы СБН выделены участки диапазона метровых и дециметровых волн.

Основу СБН составляют сеть независимых наземных радиомаяков, по которым определяются навигационные параметры. Различают азимутальные (АРМ), дальномерные (ДРМ) и азимутально-дальномерные (АДРМ) радиомаяки. Кото­рые устанавливают на аэродромах и в точках, соответствующих характерным участкам воздушных трасс.

Навигационные параметры СБН - азимут и дальность определяются на ЛА от­носительно РНТ, где размещен РМ. При известной высоте полета этих данных достаточно для нахождения положения ЛА методом линий положения (см.п.1.7.3). В СБН выделяют каналы азимута и дальности, каждый из которых включает наземный (соответственно азимутальный и дальномерный) РМ и бор­товую аппаратуру ЛА.

Типы СБН различаются по виду информативного параметра сигнала, ис­пользуемого для определения азимута, по формату сигнала, служащего для оп­ределения дальности, а также по структуре системы в целом и используемому диапазону радиоволн. Наибольшее распространения получили отечественная система ДМВ диапазона РСБН, а также стандартизованная ICAO зарубежная система МВ диапазона VOR/DME.

Навигационная информация формируется с помощью наземных РМ, принцип работы которых зависит от канала СБН и типа РМ.

 

7.2. Канал азимута СБН строят на основе временного, либо фазового метода. АРМ формирует азимутальный сигнал, информативный параметр которого за­висит от азимута точки приема. Момент начала отсчета азимута в бортовой ап­паратуре определяется по опорному сигналу, который передается с РМ. Ин­формация об азимуте заключена в сдвиге принятого сигнала относительно опорного по времени (временной метод) или по фазе (фазовый метод). Времен­ной метод используется в отечественных СБН, фазовый - в зарубежных (VOR, TACAN). В системе VOR/DME в зависимости от структуры излучаемого АРМ сигнала различают стандартный VOR, доплеровский DVO Радиотехнические системы ближней навигации дециметрового диапазона

7.2.1. Назначение и обобщенная структурная схема РСБН

Отечественная угломерно-дальномерная система ближней навигации и посадки (РСБН) ДМВ диапазона предназначена для измерения наклонной дальности и азимута ЛА относительно радиомаяка, а также отклонения от плоскостей посадочного курса и планирования и дальности до ВПП при посад­ке.

К бортовой аппаратуре отечественных РСБН относятся: РСБН-ПКВ, РСБН-5С, РСБН-6С, РСБН-7С, А-312, А-317, А-321, А-323, А-324, А-331 (РСБН-85).

На основе РСБН решаются следующие навигационные задачи:

- определение местоположения ЛА;

- межсамолетная навигация (некоторые типы бортовой аппаратуры);

- управление воздушным движением (частично);

- полет по запрограммированному маршруту;

- вывод ЛА в заданную точку маршрута;

- возврат на аэродром посадки и посадка;

- коррекция счисленных автономными навигационными средствами ко­ординат.

Определение местоположения ЛА осуществляется в полярной системе координат. Измеряемые навигационные параметры - азимут 0 и наклонная дальность R до ЛА. При этом местоположение ЛА определяется на борту как точка М пересечения двух линий Сложения, из которых одной является линия равных азимутов (ЛРА), а другой - линияравных дальностей (ЛРД) (рис.7.5).

 

 

 

Рис. 7.5. Определение местоположения ЛА в полярной системе

координат.

 

 

Определение азимута осуществляется путем измерения временного ин-

 

 

тервала между моментом выделения на ЛА сигнала «Север», соответствующего моменту совпадения оси диаграммы направленности (ДН) вращающейся ан­тенны азимутального сигнала наземного РМ с направлением географического севера, и моментом обучения самолета сигналом этой же вращающейся антен­ны. Определение дальности осуществляется путем измерения временного ин­тервала между моментом формирования запросного сигнала дальности на бор­ту ЛА и моментом получения на ЛА ответного сигнала от наземного РМ.

Взаимодействие наземного и бортового оборудования при определении навигационных параметров показано на рис.7.6.

В соответствии с принципом работы бортовой аппаратуры обеспечивает­ся одновременная передача следующих сигналов:

В направлении САМОЛЕТ-ЗЕМЛЯ:

- запросных сигналов дальности;

- ответных сигналов наземной индикации (ОНИ);

- сигналов навигационного опознавания ЛА.

Все сигналы принимаются антенной А₃ (рис.7.6) и поступают на наземное приемное устройство (НПУ) для дальнейшей обработки оборудованием радио­маяка.

В направлении ЗЕМЛЯ-САМОЛЕТ:

- азимутальных сигналов, облучающих ЛА с частотой 1, 66 Гц - излуча­ются через антенну А₁;

- опорных сигналов «35» и «36», имеющих соответственно частоты по­вторения 60 и 58, 3 Гц - излучаются через антенну А₂;

- ответных сигналов дальности - излучаются через антенну А₄;

- позывных сигналов опознавания радиомаяка - излучаются через ан­тенну А₄;

- двухградусных сигналов с частотой 300 Гц при работе с ненаправлен­ными радиомаяками и одноградусных сигналов с частотой 600 Г ц при взаимо­действии с направленными радиомаяками (сигналов запроса наземной индика­ции - «ЗНИ») - излучаются через антенну А₄;

- сигналов курсового и глиссадного радиомаяков;

- ответных сигналов посадочного ретранслятора дальномера.

Передающее оборудование и антенные системы посадочных радиомаяков

на рисунке не показаны. Антенна А5 предназначена для приема сигналов назем­ного радиомаяка с целью оценки работоспособности при помощи контрольно­выносного пункта (КВП). Антенна А₆ принимает сигналы, необходимые для индикации местоположения ЛА на выносном индикаторе кругового обзора (ВИКО), расположенном на командно-диспечерском пункте.

Для обеспечения взаимодействия наземного и бортового оборудования приёмопередающая аппаратура обоих частей системы должна быть настроена на один частотно-кодовый канал (ЧКК). ЧКК различаются частотой несущего сигнала и кодовой расстановкой импульсов в сигнале. Кодирование сигнала за­проса дальности, сигнала ответа наземной индикации, сигнала опознавания, сигнала запроса дальности в режиме «Посадка» применено для увеличения числа каналов связи.

Коды каналов связи САМОЛЕТ-ЗЕМЛЯ и ЗЕМЛЯ-САМОЛЕТ приведе­ны в табл.7.1. В таблице показаны коды сигналов при работе с различными ти­пами наземных радиомаяков (всенаправленными и направленными). Парамет­ры сигналов указаны в микросекундах.

Рис.7.6. Взаимодействие наземного и бортового оборудования РСБН

Также особенностью работы системы ближней навигации является то, что диапазон частот бортового передатчика расположен ниже частотного диа-

пазона наземных передатчиков. Это обеспечивает частотное разделение кана­лов запроса и ответа и исключение взаимных помех.

7.2.2. Наземные средства обеспечения работы системы ближней навигации

В отечественных РСБН азимутальный радиомаяк и ответчик дальномера конструктивно объединены и представляют собой единый комплекс наземного оборудования. Кроме того, в состав РСБН входят курсовой и глиссадный ра­диомаяки (КРМ, ГРМ), а также ретранслятор посадочного дальномера (РД), об­разующие посадочную радиомаячную группу.

Азимутально-дал ьномерн ый радиомаяк

В состав оборудования радиомаяка РСБН входят: антенно-фидерная сис­тема (АФС); аппаратная, смонтированная в кузове двухосного прицепа (РСБН-4Н); контрольно-выносной пункт (КВП), установленный на некотором удалении от аппаратной; источники электропитания; выносной индикатор кру­гового обзора (ВИКО) и пульт дистанционного управления, установленные на расстоянии до 30 км на командно-диспетчерском пункте.

В аппаратной установлены радиопередающие и радиоприемные устрой­ства, импульсно-навигационная и контрольно-юстировочная аппаратура (ИНА и КЮА), ИКО, аппаратура автоматической стабилизации частоты вращения азимутальной антенны, контрольно-измерительная аппаратура исполнительно­го пункта дистанционного управления, щит питания и вентиляции.

Азимутальная антенна радиомаяка формирует в горизонтальной плоско­сти два узких лепестка с чётким нулём между ними Fj (0) (рис.7.7). Антенна вращается с постоянной скоростью вращения, равной 100 об/мин или 1, 66 об/с.

Рис. 7.7. Диаграммы направленности азимутальной F₁(0) и ненаправлен­ной F₂(0) антенн в горизонтальной плоскости.

R и прецизионный доплеровский РDVOR режимы работы.

Питается азимутальная антенна от основного передатчика в режиме гене­рирования непрерывных колебаний. Передатчик опорных сигналов работает в импульсном режиме и имеет ненаправленную в азимутальной плоскости антен­ну с диаграммой направленности F ₂ (0)=1 (рис.7.7). Через ненаправленную ан­тенну излучаются две серии опорных кодированных радиоимпульсов (серии «35» и «36»), отличающиеся друг от друга на одну кодовую посылку за один оборот азимутальной антенны (структура сигналов рассмотрена в табл.7.1). Се­рия «35» содержит 35 кодовых посылок, излучаемых за один оборот азиму­тальной антенны, серия «36» - 36 кодовых посылок.

Устройства формирования опорных импульсов жестко связаны с приво­дом азимутальной антенны РМ. В момент t₀ прохождения равносигнального на­правления (РСН) ДН азимутальной антенны северного направления географи­ческого меридиана точки расположения РМ кодовые посылки серий «35» и «36» совпадают во времени.

Через ненаправленную антенну передатчика дальномерных сигналов из­лучается двухимпульсная посылка сигнала «Ответ Д». Кроме того, по этому каналу происходит излучение запросных сигналов наземной индикации (ЗНИ), предназначенных для формирования отметки на индикаторе ВИКО. Сигналы ЗНИ излучаются через 2° вращения азимутальной антенны. Устройство форм и- рования двухградусных сигналов, как и устройства формирования опорных им­пульсов, жестко связаны с приводом азимутальной антенны. За один оборот азимутальной антенны излучается 180 сигналов ЗНИ, поэтому они также носят название опорных «180».

Радиомаяк РСБН может устанавливаться как в районе аэродрома (на уда­лении от центра ВПП до 1000 м), так и на трассах полетов. В последнем случае радиомаяк должен устанавливаться с учетом нерабочей зоны над ним (±45°) и высоты полета. Для этого рекомендуется смещать радиомаяк от линии пути са­молета на величину двух нерабочих зон для конкретной высоты полета.

Опознавание самолетов, работающих с наземным радиомаяком, произво­дится только по запросу с земли с помощью связной радиостанции, не входя­щей в состав радиомаяка. Для ответа на запрос летчик должен нажать кнопку ОПОЗНАВАНИЕ, расположенную на приборной доске, в результате чего само­летный запросчик дальности (СЗД) создает повторную посылку сигнала ОНИ и на индикаторах ИКО и ВИКО раздваивается видеоотметка этого самолета.

Посадочная радиомаячная группа

Посадочная радиомаячная группа ПРМГ предназначена для вывода са­молетов, оборудованных бортовой аппаратурой систем РСБН, на ВПП аэро­дрома днем и ночью при минимумах погоды 1 и 2 категорий при ручном, ди- ректорном и автоматическом управлении ЛА. В состав подвижной радиомаяч- ной группы ПРМГ -5 входят дальномерно-курсовой радиомаяк (ДКРМ) и глис- садный радиомаяк (ГРМ).

Дальномерно-курсовой радиомаяк состоит из курсового радиомаяка (КРМ) и ретранслятора-дальномера (РД).

Радиомаяки КРМ и ГРМ по своему принципу действия одинаковы. Они создают в пространстве равносигнальные зоны приема двух сигналов с часто­тами модуляции 1300 и 2100 Гц. Зона курса создается КРМ в горизонтальной плоскости в направлении оси ВПП, зона глиссады создается ГРМ в вертикаль­ной плоскости под углом планирования самолета.

С помощью специальной антенной системы курсовой радиомаяк создает в горизонтальной плоскости два пересекающихся лепестка ДН. В левом лепест­ке по курсу посадки высокочастотные колебания маяка промодулированы час­тотой 2100 Гц, в правом - частотой 1300 Гц. Рабочие частоты КРМ полностью идентичны частотам азимутальных радиомаяков.

Пересекающиеся ДН создают в горизонтальной плоскости равносигналь­ную зону. При отклонении самолета от оси равносигнальной зоны вправо на выходе бортового приемного устройства будет преобладать сигнал с частотой модуляции 1300 Гц, влево - с частотой модуляции 2100 Гц.

При входе самолета в зону действия КРМ сигналы радиомаяка принима­ются бортовым приемником РСБН и с помощью двух фильтров разделяются на два канала: канал 1300 Гц и канал 2100 Гц. Оба канала идентичны и имеют в своем составе выпрямители, подключенные встречно к общей нагрузке - ко­мандно-пилотажному (КПП) или навигационно-пилотажному (НПП) прибору. Если самолет находится на оси равносигнальной зоны, вертикальная стрелка прибора проходит через центр шкалы. Если же самолет отклоняется влево (вправо) от оси зоны, вертикальная стрелка КПП (НПП) уходит вправо (влево) от центра шкалы, показывая положение оси зоны (оси ВПП).

Аналогично работает глиссадный радиомаяк, с той лишь разницей, что ГРМ с помощью своей антенной системы создает пересекающиеся лепестки в вертикальной плоскости. Причем в верхнем лепестке высокочастотные колеба­ния промодулированы частотой 1300 Гц, в нижнем - частотой 2100 Гц.

Напряжение с выхода канала глиссады отклоняет горизонтальную стрел­ку КПП (НПП).

Если самолет находится на глиссаде планирования, горизонтальная стрелка КПП (НПП) проходит через центр шкалы. Если же самолет отклоняется вверх от глиссады, будет преобладать сигнал с модуляцией частотой 1300 Гц, а вниз - с модуляцией частотой 2100 Гц, и стрелка прибора уходит вниз (вверх) от центра шкалы, показывая положение глиссады относительно самолета.

Вид диаграммы направленности КРМ в горизонтальной плоскости и ГРМ в вертикальной, а также отклонения стрелок КПП изображены на рис. 7.8.

Для правильного выполнения посадки летчик должен удерживать само­лет в таком положении, при котором вертикальная и горизонтальная стрелки пересекаются в центре шкалы КПП (НПП).

Ретранслятор дальномера предназначен для ответа на запрос самолётного дальномерного устройства в режиме «Посадка».

Измерение дальности происходит по принципу «запрос-ответ». Рабочие частоты ретранслятора посадочного дальномера полностью идентичны рабочим частотам дальномерного канала РСБН.

£

I '

ГРМ

Рис.7.8. Формирование равносигнальных зон курсовым и глиссадным

радиомаяками.

Схема измерения дальности, находящаяся на борту самолёта, запускает передатчик СЗД-ПМ, который излучает кодовую группу «Запрос». Запросные сигналы принимаются приёмником ретранслятора, декодируются, кодируются кодом ответа и подаются на запуск передатчика ретранслятора. Эти сигналы преобразуются в высокочастотные импульсные посылки, принимаются само­лётным приёмником и с его выхода поступают на схему измерения дальности.

Временной интервал между импульсами «Запрос» и «Ответ», принимае­мыми самолётным приёмником, пропорционален дальности до наземного ретранслятора дальности.

Дальномерно-курсовой радиомаяк устанавливается на продолжении оси ВПП на расстоянии 500-1200 м от ее конца. Допускается отклонение от оси ВПП не более ±1 м. Входящий в состав маяка контрольно-выносной пункт (КВП) располагается на продолжении оси ВПП на удалении 57 м от антенны радиомаяка в сторону ВПП. КВП служит для приема сигналов радиомаяка, не­обходимых для контроля его работы и выдачи сигнала «Авария».

Антенная система глиссадного радиомаяка устанавливается в стороне от ВПП на удалении 200-450 м от начала полосы и 120-180 м от ее оси. Размещать радиомаяк можно с любой стороны от ВПП, но обычно принята левая сторона, если наблюдать со снижающегося самолета. На расстоянии 12, 6-48, 5 м от ан­тенны маяка в направлении посадки устанавливается КВП.

Участок местности для размещения радиомаяков ПРМГ выбирается на ровном открытом незаболоченном и незатопляемом месте. При этом должна существовать прямая видимость между центром передающей антенны КРМ и точкой, расположенной на высоте 5 м над противоположным торцом ВПП.

7.2.1. Принципы формирования и выделения навигационной и посадочной информации

Формирование и выделение навигационной и посадочной информации осуществляется в функциональных каналах системы ближней навигации. К та­ким каналам относятся канал измерения азимута, канал измерения дальности, канал наземной индикации, канал посадочных сигналов.

Принцип действия канала измерения азимута

Навигационная информация в канале азимута формируется с помощью наземного азимутального радиомаяка. Канал азимута работает на основе вре­менного метода.

Азимутальный радиомаяк формирует и излучает опорные серии импуль­сов «35» и «36» и азимутальный сигнал. При совпадении моментов приема опорных сигналов в бортовой аппаратуре начинается отсчет временного интер­вала до момента приема азимутального импульса. Информация об азимуте ЛА относительно радиомаяка заключается в величине данного временного интер­вала.

Упрощенная структурная схема азимутального канала и диаграммы, по­ясняющие принцип измерения азимута, изображены на рис.7.9.

Передатчик опорных сигналов (ПРД ОС) серий «35» и «36» нагружен на ненаправленную в горизонтальной плоскости неподвижную антенну А₂ с диа­граммой направленности F ₂ (0). Передатчик азимутального сигнала (ПРД АС) работает в режиме непрерывного излучения и нагружен на направленную ан­тенну А₁, имеющую в горизонтальной плоскости двухлепестковую диаграмму направленности F ₁ (0) (см. рис.7.8).

Направленная антенна А₁, управляемая от блока управления положением антенны (БУПА), вращается в горизонтальной плоскости с постоянной угловой скоростью Q_BP, облучая поочередно ЛА, расположенные на различных азиму­тах в зоне действия системы.

Огибающая принимаемого на борту ЛА азимутального сигнала, опреде­ляется формой ДН азимутальной антенны и имеет вид двойного колокола. По срезу первого импульса, на уровне 0, 5, в схеме формирования азимутального импульса формируется сигнал, носящий название азимутальный импульс (АИ). Принцип формирования азимутального импульса показан на рис.7.10.

Частота следования принимаемых азимутальных импульсов определяется частотой вращения азимутальной антенны и составляет 1, 66 Гц.

Начальный момент времени задается с помощью опорных сигналов се­рий «35» и «36», излучаемых передатчиком опорных сигналов через антенну А2.

N

^а)

Опорные 36

©

©

©

©

1 it ii н	Опорные 35 II II II	“ ► II II II,
1 1 1 1		/КАС.
| 1 w I СС
Й)ц	Те
		I АИ f

б)

Рис. 7.9. а) Структурная схема канала измерения азимута. б) Временные диаграммы канала измерения азимута.

Рис.7.10. Формирование азимутального импульса в приемном устройстве.

Устройства формирования опорных сигналов серий «35» и «36» связаны с приводом азимутальной антенны. В момент прохождения оси ее диаграммы направленности через северное направление географического меридиана фор­мируются и излучаются в пространство точно совпадающие по времени пачки серий «35» и «36». В результате после приема бортовой аппаратурой опорных сигналов момент совпадения по времени пачек сигналов серий «35» и «36», фиксируемый схемой формирования северного сигнала (СС), задает начало от­счета времени t₀, т.е. определяет северное направление.

Момент t ₀ совпадения принимаемых опорных сигналов серий «35» и «36» не зависит от азимута ЛА относительно радиомаяка, и будет одинаков для ЛА, находящихся на одном расстоянии от радиомаяка, но на различных азиму­тах.

Частота вращения азимутальной антенны А1 постоянна и равна О_ВР =100 об/мин. При известной и стабильной частоте вращения азимутальной антенны временной интервал между моментами приема совпавших по времени опорных и азимутального сигналов определяется выражением Тд= 0/О_ВР. От­сюда азимут ЛА относительно радиомаяка

0= Qbp ^{т          (711)}

Таким образом, измерив временной интервал между моментами приема совпавших сигналов серий «35» и «36» и азимутального сигнала, можно опре­делить азимут ЛА. Пропускная способность канала азимута не ограничена.

На основании выражения (7.11) можно показать, что погрешность изме­рения азимута зависит от стабильности скорости вращения антенны и точности измерения временного интервала между моментами приема совпавших опор­ных и азимутального сигнала.

Измерение временного интервала осуществляется цифровым методом. Цифровой метод измерения азимута основан на определении числа счетных импульсов за интервал времени между СС и АИ. При известном периоде следо­вания счетных импульсов Т_СИ их число N₀ есть мера азимута 0 = £ 2_ВР Т_СИ N ₀.

Принцип действия канала измерения дальности

В основу работы канала дальности положен принцип «запрос-ответ». При этом наклонная дальность до наземного радиомаяка определяется путем измерения временного интервала между моментом излучения бортовой аппара­турой запросного и моментом приема ответного сигналов.

Упрощенная структурная схема канала дальности РСБН и временные диаграммы, поясняющие работу схемы, изображены на рис.7.11.

Работа канала дальности состоит в следующем. Г енератор запросных им­пульсов (ГЗИ) формирует кодированные сигналы запроса дальности. Импульсы запроса дальности (ИЗД) поступают на шифратор (Ш), где из них формируются двухимпульсные пачки с заданным периодом следования импульсов в пачке

(кодом). Эти импульсы модулируют передатчик запросчика (ПРД-З) и излу­чаются на несущей частоте f \. В приемнике ответчика (ПРМ-О) эти сигналы усиливаются, преобразуются по частоте, детектируются и подаются на дешиф­ратор (ДШ). Дешифратор преобразует пачку из двух кодированных видеоим­пульсов в одиночный импульс, передний фронт которого определяет момент приема запросного сигнала.

Формирователь сигнала ответа (ФСО) предназначен для задержки приня­того импульса запроса дальности на фиксированное время t_A3. Далее сигнал снова кодируется в шифраторе ответчика для получения пачки из двух импуль­сов, которыми модулируется передатчик ответчика (ПРД-О). Импульсы ответа дальности (ИОД) излучаются ответчиком на частоте f для разделения каналов запроса и ответа.

Приемник запросчика и его дешифратор выполняют те же функции, что и в ответчике. С выхода ГЗИ и дешифратора запросчика на входы измерителя временной задержки (ИВЗ) поступают импульсы, соответствующие началу и

концу временного интервала Т_R, пропорционального измеряемой дальности.

Таким образом, уравнение, устанавливающее связь между измеряемым временным интервалом и дальностью, имеет вид

R = ^{c(Tr - 1А3 }}. (7.12)

2

Код сигнала в совокупности со значением несущей частоты образуют частотно-кодовый канал РСБН. В зависимости от характеристик наземной ап­паратуры РСБН число частотно-кодовых каналов дальности может составлять 88 или 176.

Дополнительная задержка сигнала t_{A 3} в ФСО вводится для того, чтобы минимальная измеряемая дальность аппаратурой РСБН была равна нулю. Дей­ствительно, при использовании общей приемо-передающей антенны канал

приема бланкируется на время, равное длительности излучаемого сигнала Т.

СТ

При этом минимальная измеряемая дальность составляет R_min = —^. То­гда аппаратурная задержка сигнала в ФСО должна удовлетворять условию

tA3 ^ ^ТС.

Максимальная однозначно измеряемая дальность определяется периодом следования сигналов запроса дальности и удовлетворяет выражению

R_max < ^cTai. При Tсл = 0, 033 с получим R_max < 500 км.

2

Анализ выражения (7.12) показывает, что точность измерения дальности в РСБН зависит от стабильности скорости распространения радиоволн, ста­бильности аппаратурной задержки сигнала в ФСО и погрешности измерения временного интервала схемами ИВЗ.

Измерение временного интервала осуществляется измерителем дально­сти. Измеритель дальности основан на цифровом методе и определяет число счетных импульсов за интервал времени 4 между импульсом запроса дальности и импульсом ответа дальности. При известном периоде следования счетных импульсов Т_СИ их количество N_R является мерой дальности: R = 0, 5 cT_C ^ N_R.

Принцип действия каналов индикации и опознавания

Канал индикации служит для определения полярных координат ЛА и на­земного контроля за воздушной обстановкой в зоне действия радиомаяка РСБН, т.е. для решения задач УВД.

Упрощенная структурная схема канала индикации изображена на рис.7.12.

Канал индикации работает следующим образом. На оси вращения азиму­тальной антенны установлен диск со 180 магнитными вставками, расположен­ными по окружности диска через 2°. При прохождении магнитной вставки над токосъемником вырабатывается электрический импульс, подаваемый на ИКО для формирования радиально-круговой развертки, синхронизированной с вра­щением азимутальной антенны.

При определении дальности до ЛА на наземном оборудовании РСБН ис­пользуется тот же принцип и тот же дальномерный канал, что и при определе­нии дальности на борту ЛА. Сигнал запроса наземной индикации (ЗНИ) излу­чается наземным оборудованием, а сигнал ответа наземной индикации (ОНИ) - бортовой аппаратурой РСБН.

Для разделения сигналов дальномерного канала и канала индикации во избежание взаимных помех применяются различные способы их кодирования. Так, если сигналы дальномерного канала представляют собой двухимпульсные посылки с частотой повторения 30 Гц, то сигналы канала индикации - трехим- пульсные посылки с частотой повторения 300 Гц.

Для формирования сигналов ЗНИ импульсы с токосъемника поступают на шифратор ответчика, где преобразуются в трехимпульсный код и запускают ПРД-З, который излучает сигнал ЗНИ на частоте канала ответа дальности. Этот процесс повторяется через каждые 2° поворота азимутальной антенны.

Сигнал ЗНИ принимается на борту ЛА приемником ПРМ-О, его обработ­ка производится в дальномерном тракте, где сигнал усиливается, преобразуется по частоте, детектируется и затем декодируется в дешифраторе. В результате трехимпульсный сигнал ЗНИ на борту ЛА преобразуется в одиночные импуль­сы с частотой следования 300 Гц. Эти импульсы поступают на один из входов блока выделения импульса запроса (ВИЗ).

Наряду с приемом сигналов ЗНИ на борту ЛА происходит прием азиму­тальных сигналов, излучаемых передатчиком азимутального сигнала (ПРД Аз.) через вращающуюся направленную антенну. Обработка этих сигналов выпол­няется в азимутальном тракте приемника ПРМ-О. После их усиления, преобра­зования по частоте, детектирования и декодирования сигнал поступает в схему формирования азимутального импульса (Сх. ФАИ) где формируется азиму-

тальный импульс, который поступает на второй вход блока ВИЗ (формирование АИ показано на рис.7.10).

Наземное оборудование   Бортовое оборудование

^а)

А ©	к	1 '2 3 ЗНИ 180 |ll |ll III ••• III	1 2 III III ••• „
©		i i N! АИ 1	N
©		Г 1 1 j ОНИ Опознавание	t
©		|И III
		Г | | Лз | и h	t

б)

Рис.7.12. а) Структурная схема канала индикации. б) Временные диаграммы

канала индикации

В момент совпадения азимутального импульса и импульса ЗНИ на выхо­де блока ВИЗ формируется импульс ОНИ. Момент формирования импульса ОНИ соответствует моменту, когда азимутальная антенна радиомаяка направ­лена осью своей диаграммы направленности на ЛА (так как только в этот мо­мент времени возможен прием на борту ЛА азимутального сигнала).

С выхода блока ВИЗ импульс ОНИ поступает на шифратор канала даль­ности бортовой аппаратуры, где преобразуется в трехимпульсный код сигнала

ОНИ и далее запускает ПРД-О, который излучает сигнал ОНИ на частоте кана­ла запроса дальности.

Одновременно с излучением сигнала ЗНИ запускается развертка на ИКО. Яркостная отметка на экране ИКО появляется только на той из 180 линий кру­говой развертки, которая соответствует азимуту ЛА, т.к. только в этом положе­нии азимутальной антенны бортовая аппаратура излучает сигнал ОНИ. Рас­стояние от начала линии развертки до яркостной отметки пропорционально дальности до ЛА, которая в канале индикации измеряется временным методом по задержке между моментом излучения сигнала ЗНИ и приема сигнала ОНИ.

В режиме навигационного опознавания импульс ОНИ дополнительно проходит ЛЗ, что приводит к появлению сдвоенной яркостной отметки на ИКО.

Максимальная дальность, измеряемая в режиме индикации:

^c ' ^ТСЛ ЗНИ ³ •¹⁰⁸

R_max = =     = 500 км

^max 2 2 • 300

Принцип действия канала посадки

Канал посадки предназначен для определения угловых отклонений ЛА от линии курса (оси ВПП) в горизонтальной плоскости и от линии глиссады (но­минальной траектории снижения) в вертикальной плоскости. Наземное обору­дование канала посадки состоит из курсового (КРМ), глиссадного (ГРМ) ра­диомаяков и ретранслятора дальномера (РД). КРМ работает на частотах канала азимута РСБН, а ГРМ и РМ - на частотах канала дальности.

Принцип действия бортовой аппаратуры канала посадки основан на сравнении принимаемых сигналов с различными частотами модуляции и опре­делении коэффициента разнослышимости (КРС):

КРС_к

КРСг =

( Ul К - U 2К )
(Uiк + U₂к )

(Ulр - U_2г )

^Г (Ulг + U₂г )

где: U ₁ и U₂ - амплитуды сигналов с частотами модуляции 1300 и 2100 Гц, а индексы «К» и «Г» означают принадлежность к каналу курса или глиссады.

Бортовая аппаратура канала посадки имеет общий высокочастотный тракт ВЧТ с каналами азимута и дальности основной аппаратуры РСБН и об­щий запросчик дальномера. Структурная схема канала посадки представлена на рис.7.13.

Сигналы КРМ и ГРМ усиливаются соответственно в УПЧ-А и УПЧ-Д каналов азимута и дальности. Сигналы КРМ после детектирования в УПЧ-А разделяются фильтрами Ф-1к и Ф-2к по частотам модуляции, выпрямляются (В-1к и В-2к), фильтруются (Ф-1к и Ф-2к) и поступают на балансную схему

сравнения БСК. Сигнал БСК б_к, пропорциональный КРС_К, подается на прибо­ры, показывающие угловое отклонение ЛА от линии курса, и в САУ. Одновре­менно формируется сигнал исправности (готовности) канала курса «Гот.К». Аналогичную обработку проходят и сигналы ГРМ.

Рис.7.13. Структурная схема канала посадки.

 

 

 

ВОПРОС 16. Радиотехнические системы посадки. Назначение, классификация. Категории систем посадки. Размещение радиомаяков инструментальной системы посадки типа ILS на аэродроме. Структурная схема и принцип действия канала курса. Факторы, влияющие на точность канала курса и способы ее повышения. Роль радиотехнических систем посадки в обеспечении безопасности полетов.

 

С помощью системы посадки ВС должно быть выведено с требуемой вероятностью в некоторую область пространства, положение и размеры которой зависят от посадочного метеоминимума. Эта область представляет собой пространство допустимых отклонений ВС от заданной посадочной траектории, попадание в которое гарантирует, при условии нахождения скорости в установленных пределах, выполнение необходимого корректирующего маневра и приземление в заданной точке ВПП.

Для обеспечения посадки самолетов необходимо решать комплекс задач, основными из которых являются:

- привод самолетов в район аэродрома посадки;

- организация четкого управления движением самолетов в районе аэродрома;

- обеспечение непосредственно самой посадки самолетов.

 

Система посадки задает в пространстве плоскость курса и плоскость планирования (снижения), пересечение которых определяет линию планирования самолета (глиссаду).

По способу задания линии планирования различают:

инструментальные системы посадки - линия планирования задается с помощью наземных РМ, а информация поступает на приборы летчика;

радиолокационные системы посадки - линия планирования задается летчику по командам с земли.

ИКАО стандартизировала и классифицировала РСП по их эксплуатационным характеристикам. В основу этой классификации положена возможность обеспечения захода на посадку или посадки самолета при определенных метеорологических условиях. Различают системы посадки 1, 2 и 3 категорий.

системы I категории обеспечивают управление самолетом при заходе на посадку до ВПР=60 м при визуальной видимости на ВПП не менее 800 м;

системы II категории обеспечивают управление самолетом при заходе на посадку до ВПР=30 м при визуальной видимости на ВПП не менее 400 м;

системы III категории предназначены для посадки с приземлением при значительном ограничении или отсутствии видимости земли: системы категории 3А – при дальности видимости вдоль ВПП 200м, категории 3В – при дальности видимости ВПП около 50 м, а системы категории 3С – при полном отсутствии видимости.

Таким образом, РМС I, II и III категорий обеспечивают данные для управления самолетом от границ зоны действия до точки, расположенной на глиссаде на высоте соответственно 60, 30 и 0 м над горизонтальной плоскостью, включающей ВПП

 

 

Схема размещения РМ инструментальной системы посадки по стандартам ИКАО.

Внешний радиомаркерный пункт располагается на удалении 7200 м от порога ВПП, средний – на удалении 1050±150 м, а внутренний – на удалении 75...150 м. Средний радиомаркерный пункт предназначен для информирования экипажа о приближении к точке начала визуального наведения, внутренний радиомаяк – для обозначения момента пролета высоты принятия решения.

 

Канал курса — наземная и бортовая аппаратура, излучающая и принимающая сигналы, содержащие информацию для управления ЛА в горизонтальной плоскости при заходе на посадку.

Курсовые радиомаячные системы 1 категории обеспечивают задание плоскости курса амплитудным равносигнальным методом.

Структурная схема КРМ равносигнального типа.

Колебания высокой частоты, формируемые ГВЧ, подвергаются амплитудной модуляции колебаниями низких частот 90 Гц (ГНЧ1) и 150 Гц (ГНЧ2) и подводятся к антеннам А1и А2, формирующим поле излучения, распределение энергии в которых отображается ДН F ₁ ( α ) и F ₂ ( α ). Линия пересечения ДН представляет собой равносигнальное направление, с помощью которого задается линия курса.

⇐ Предыдущая567891011121314Следующая ⇒

Поделиться: