Общая характеристика навигационного. комплекса вертолета

Навигационный комплекс вертолета состоит из следующих эле­ментов:

— датчиков навигационной информации;

— вычислительного устройства;

— программного (запоминающего) устройства;

— устройств управления, индикации и сигнализации.

Датчики навигационной информации предназначены для счисле­ния пути и коррекции счисленных координат вертолета.

Для счисления пути используются системы воздушных сигна­лов, доплеровские измерители скорости и сноса, курсовые систе­мы и инерциальные системы навигации. Коррекция счисленных координат может выполняться с помощью бортовой радиолокаци­онной станции, радиотехнической системы ближней навигации, радиотехнической системы дальней навигации и визуально.

Вычислительные устройства служат для обработки навигаци­онной информации, получаемой от датчиков. Они могут быть не­прерывного и дискретного действия. К первым из них относятся аналоговые вычислители, а ко вторым — бортовые цифровые вы­числительные машины (БЦВМ).

В аналоговые ВУ непрерывно подаются различные переменные навигационные величины, полученные от датчиков навигационной информации. С этими величинами выполняются определенные математические операции в зависимости от вида решаемых на­вигационных задач- Результаты вычислений соответствуют теку­щему моменту времени. В аналоговом ВУ каждый элемент ис­пользуется для реализации только одной математической опера­ции. С усложнением навигационной задачи число элементов уве-

12 Зак. 3270дсп

личивается, а вместе с этим снижаются точность и надежность ра­боты ВУ. Следовательно, приходится упрощать решение навига­ционных задач, что в свою очередь дополнительно снижает результаты вычислений. В силу этого использование аналоговых ВУ в навигационных комплексах ограничено.

БЦВМ имеют преимущества по сравнению с аналоговыми ВУ: позволяют реализовать большое количество не только вычисли­тельных, но и логических операций; обладают практически неог­раниченной точностью, имеют большую оперативную память; ими удобно осуществлять связь с индикаторами; возможен автомати­ческий контроль работы самого вычислителя. Однако дискрет­ность действия БЦВМ не позволяет получать результаты решения той или иной задачи в произвольный момент времени.

В состав БЦВМ входят:

— арифметическое устройство для выполнения арифметиче­ских или логических операций;

— запоминающее устройство, представляющее программы ре­шения навигационных задач;

— устройство ввода навигационной информации и вывода ре­зультатов вычисления;

— устройство управления, связывающее все функциональные элементы БЦВМ;

1— пульт управления БЦВМ.

Программные устройства формируют и вводят в память ВУ информацию заданного пространственного движения вертолета и параметров наземных средств коррекции. Эти устройства с ана­логовым вычислителем имеют небольшой объем программы по сравнению с программными устройствами на базе БЦВМ.

Устройства управления, индикации и сигнализации обеспечи­вают экипажу управление навигационным комплексом в процес­се подготовки и выполнения полета. К ним относятся:

— пульты управления датчиков навигационной информации и вычислительного устройства;

— индикаторные приборы датчиков и всего комплекса;

— устройства сигнализации на пультах датчиков, навигацион­ного комплекса и на приборных панелях летчика и штурмана.

Решение навигационных задач, в том числе и счисление пути в навигационных комплексах, осуществляется в системе коорди­нат, которая определяется типом вычислительного устройства

нкв.

Ъ НКВ с аналоговым ВУ счисление пути может осуществлять­ся как в общей ортодромической, так и в частно-ортодромической системе координат. Положение осей общей ортодромической (ОХ, OY) и частно-ортодромической (ОД*, ОДг) систем координат для одного и того же маршрута показано на рис. 10.4.

В общей ортодромической системе координат используется одна ортодромия (общая главная ортодромия) для района поле­та. В частно-ортодромической системе координат ортодромия строится для каждого участка маршрута.

При использовании ортодромической системы можно прене­бречь сферичностью Земли в пределах ограниченной полосы (±1000 км) относительно главной ортодромии и все вычисления в аналоговом ВУ НКВ выполнять по формулам прямолинейной тригонометрии.

В НКВ с БЦВМ используются две системы координат: частно- ортодромическая, в которой каждый этап маршрута принимается за главную ортодромию, и геодезическая.

В частно-ортодромической системе координат решаются все навигационные задачи по упрощенным математическим зависимо­стям и легко может быть реализован маршрутный способ вывода вертолета в заданную точку.

Рис. 10.4. Общая ортодромическая и частно-ортодромическая система коорди­нат на плоскости

При использовании в НКВ геодезической системы координат определение и ввод исходных данных в БЦВМ и выдача результа­тов счисления текущих координат вертолета производится в этой же системе координат, в результате чего исключается необходи­мость выполнения дополнительных расчетов и графических работ.

При необходимости перерасчет координат из одной системы в другую может производиться с помощью БЦВМ.

В НКВ с БЦВМ курсы и путевые углы измеряются от опорно­го ,меридиана, в качестве которого может быть выбран истинный меридиан ИПМ, или от аэродрома взлета.

Объем и сложность решаемых навигационным комплексом задач, количество вычисляемых параметров управления и степень автоматизации процесса управления определяются предназначе­нием вертолета и решаемыми задачами.

В состав навигационного комплекса с аналоговым ВУ (рис. 10.5), устанавливаемого на боевые вертолеты, входят:

— доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС);

— курсовая система (КС);

— малогабаритная гировертикаль (МГВ);

— датчик воздушной скорости (ДВС);

Рис. 10.5. Функциональная схема навигационного комплекса боевого вертолета

— радиовысотомер (РВ);

— вычислитель координат;

— индикаторы курса, висения, угла сноса и путевой скорости;

— .цифровой и картографический индикаторы координат;

— пульт контроля.

Совместная работа указанных элементов обеспечивает:

— автоматическое счисление и индикацию текущих координат вертолета в общей или частно-ортодромической системе коор­динат;

— периодическую ручную коррекцию счисленных координат по результатам визуального определения координат вертолета;

— определение и индикацию навигационных элементов поле­та: курса, скорости, угла сноса и др.;

к пкв

Рис. 10.6. Блок-схема навигационного комплекса тяжелого вертолета с анало­говым вычислителем

— выход вертолета в заданную точку при ручном управлении и использовании счисленных координат вертолета.

При совместной работе НК и системы автоматического управ­ления обеспечивается:

— полуавтоматическое и ручное управление вертолетом при полете по маршруту и выходе на цель в режиме «Маршрут»;

— стабилизация заданного путевого угла на этапе маршрута; ‘

— висение и управление движением вертолета относительно точки зависания при отсутствии видимости земли в режиме «Ви­сение».

В состав НК тяжелых транспортных вертолетов входят (рис. 10.6): ДИСС, КС, МГВ, система воздушных сигналов или от­дельный датчик воздушной скорости, РВ, бортовая радиолокаци-

онная станция (БРЛС), радионавигационная система ближней на­вигации (РСБН), преобразователи и вычислители координат, ин­дикаторы, органы управления и контроля. Может быть установ­лена и радионавигационная система дальней навигации (РСДН).

Такой навигационный комплекс позволяет:

— счислять и индицировать координаты вертолета одновре­менно в общей и частно-ортодромической системе координат;

— периодически или непрерывно определять координаты вер­толета с помощью РСБН или РСДН и выполнять коррекцию счи­сленных координат;

— определять и индицировать навигационные элементы по­лета.

При работе НКВ с пилотажным комплексом (ПКВ), который получает еще и дополнительную информацию от систем посадки (СП), системы внешней подвески груза (СВГ) и др., образуется единая система навигации и управления вертолетом.

Эта система обеспечивает:

— полуавтоматическое (директорное) и ручное управление вертолетом при полете по маршруту, выходе на цель, вертикаль­ном снижении до высоты принятия решения и висении;

— автоматический (траекторный) полет с огибанием рельефа;

‘— автоматическую стабилизацию режима полета (скорости,

высоты, ЗПУ);

— автоматическое гашение колебаний груза на внешней под­веске;

— выдачу директорных сигналов на пилотажные приборы в режимах «Висение», «Маршрут», «Высота» и «Посадка»;

— контроль работы как отдельных элементов, так и всего ком­плекса в целом.

При установке на вертолет программного устройства на базе аналогового ВУ, вводе в него координат заданных точек и точек радиолокационной коррекции возможны:

— вычисление параметров управления для выхода вертолета в заданные точки путевым способом и подача их для индикации на іприборьі, а при связи вычислителя с САУ — автоматизация полета;

— полуавтоматическая радиолокационная коррекция счислен­ных координат.

При оснащении НКВ бортовой цифровой вычислительной ма­шиной возможна установка на вертолет вместо курсовой системы, ДИСС и МГВ инерциальной навигационной системы.

БЦВМ в навигационном комплексе решает следующие задачи:

— запоминает координаты всех основных точек маршрута, аэродромов, схемы захода на посадку, константы, необходимые при расчетах в полете;

— рассчитывает и запоминает параметры ЛЗП, рассчитывает ортодромические координаты радионавигационных средств, ис­пользуемых для коррекции;

— непрерывно счисляет текущие координаты вертолета;

— выполняет расчеты для коррекции счисленных координат вертолета по данным РСБН, РСДН;

— вырабатывает сигналы для ручного, полуавтоматического и автоматического управления вертолетом при полете по маршру­ту, выходе на цель (площадку десантирования) и другие задан­ные точки маршрутным способом, а также при полете с огибанием рельефа, вертикальном снижении и заходе на посадку;

— контролирует исправность работы отдельных элементов и комплекса в целом.

Следовательно, БЦВМ выполняет не только вычислительные функции, но и функции управления.

Исходными данными, вводимыми экипажем в память БЦВМ (программное устройство), являются координаты основных точек маршрута, номера и координаты радиомаяков РСБН, баз РСДН, данные для выполнения вертикального и предпосадочного ма­невров.