Допплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса (ДИСС)
Допплеровский измеритель предназначен для непрерывного автоматического измерения путевой скорости, угла сноса самолета и выдачи этих данных потребителям. Принцип Допплера был рассмотрен в разделе II.
Состав аппаратуры допплеровского измерителя ДИСС и назначение основных блоков.
Антенна предназначена для излучения и приема высокочастотных сигналов, а также для коммутации лучей антенны.
Передатчик осуществляет генерирование СВЧ колебаний в непрерывном режиме.
Приемник производит прием отраженных сигналов, усиление их по промежуточной частоте, детектирование и выделение сигнала допплеровской частоты, стабилизацию амплитуды этого сигнала в пределах, необходимых для устойчивой работы электронного блока.
Электронный блок выполняет слежение за допплеровской частотой (узкополосная фильтрация), выдачи постоянных напряжений, пропорциональных среднеквадратичным частотам спектров по двум каналам, соответствующим каждой паре лучей антенны, имитацию сигнала допплеровской частоты для контроля работоспособности аппаратуры; переключение ДИСС в режим «Память» при отсутствии допплеровской информации и кренах, превышающих ±10°; выработку симметричных напряжений для питания ферритовых коммутаторов лучей антенны.
Вычислитель предназначен для обработки информации, полученной из электронного блока, вычисления путевой скорости, угла сноса и выдачи этих данных потребителям.
Блок питания осуществляет питание ДИСС постоянными и переменными стабилизаторными и нестабилизаторными напряжениями.
Пульт управления предназначен для дистанционного управления работой ДИСС.
Соединительная коробка осуществляет этектрнческое соединение блоков ДИСС между собой и с бортовой аппаратурой, связанной с измерителем.
Индикаторами ДИСС являются приборы НПГІ из комплекта САУ, прибор УШ-3 из комплекта ТКС-П и индикатор УСВПК из комплекта СВС-ПН-15.
Принцип действия. Работа аппаратуры ДИСС основана на использовании эффекта Допплера. Передатчик ДИСС работает в режиме непрерывного излучения радиоколебаний. Сигналы, отраженные от земной поверхности, получив сдвиг по частоте относительно несущей, поступают на вход приемника, а после усиления и преобразования — в измеритель частоты. Напряжения, пропорциональные значениям измеряемой частоты, подаются с 352
выхода частотомера в вычислитель. На основании полученной информации вычислитель выдает потребителям значения путевой скорости и угла сноса.
Система ДИСС является датчиком путевой скорости и угла сноса для навигационного вычислителя НВ-ГІБ, курсовой системы ТКС-П, системы воздушных сигналов СВС — ПН-15 и системы САУ.
Сигнал отказа аппаратуры ДИСС выдается в САУ. ДИСС может работать в трех режимах: «Суша», «Море», «Па-
мять».
Режимы «Суша» и «Море» являются основными. Различие между ними состоит в том, что в режиме «Море» вычислитель ДИСС выдает значение путевой скорости, завышение на 2%, для компенсации погрешности, возникающей из — за сдвига среднеквадратичной частоты допплеровского спектра при отражении от морской поверхности. Режим «Память» используется при потере по каким-либо причинам допплеровской информации. В этом случае индикаторы выдают значения путевой скорости її угла сноса, вычисленные навигационным вычислителем НВ-ГІБ совместно с вычислителем измерителя на основании поступающих на НВ-ПБ значений воздушной
скорости, курса и последней величины вектора ветра, полеченной на основании допплеровской информации и информации от датчика воздушной скорости перед переходом в режим «Память».
Для проверки работоспособности ДИСС в полете в электронном блоке имеется генератор контроля. Проверка производится по низкой частоте. Калибровка измерителя на земле ос> щестпляет — ся с помощью контрольного пульта, позволяющего проверить все питающие напряжения, токи кристаллов канала сигнала, работо
способность магнетрона и произвести калибровку ДИСС в двух точках — по путевой скорости и углу сноса. Пульт позволяет также проверить вычислитель, переводя его в режим контроля.
Органы управления ДИСС и лампы сигнализации сосредоточены на пульте управления (рис. 281).
Работа системы.
В аппаратуре ДИСС применены две раздельные антенны для передачи и приема, что обеспечивает необходимую развязку между передатчиком и приемником. Каждая антенна имеет четыре луча (рис. 282), работающих попарно (влево — вперед и вправо— назад, затем вправо — вперед и влево — назад). Переключение лучей осуществляется ферритовым переключателем одновременно в обеих антеннах.
В результате отражения от земли излученных непрерывных колебаний на входе приемника ДИСС от каждого луча антенны получается спектр допплеровских частот, сдвинутый относительно несущей частоты на величину, пропорциональную, в конечном счете, путевой скорости самолета и углу его сноса.
Сигнал, отраженный от площадки 1, имеет спектр, сдвинутый в сторону уменьшения, а от площадки 3 — в сторону увеличения частоты относительно несущей. То же самое можно сказать об отражении от площадок 2 и 4. Таким образом, на входе приемника всегда будут два отраженных сигнала, разнесенных относительно несущей на величину допплеровской частоты. Эти сигналы преобразуются и усиливаются в усилителе промежуточной частоты сигнала.
На второй вход приемника через специальный направленный ответвитель подается часть мощности излучаемого сигнала. Сигнал несущей частоты преобразуется и усиливается усилителем промежуточной частоты гетеродина.
Сигналы с выходов обоих УПЧ подаются на второй детектор. Сигнал с УПЧ-2 значительно больше сигнала с УПЧ 1, поэтому второй детектор работает как преобразователь, в котором первый сигнал является гетеродинным. После детектирования на выходе приемника выделяется сигнал, содержащий спектр непосредственно допплеровских частот. При горизонтальном полете спектры сигналов, отраженных от площадок 1 и 3, будут совпадать. При наличии одновременно крена и тангажа или крена и сноса спектры частот от этих площадок будут смещаться симметрично в обе стороны относительно прежнего значения, но среднеквадратичная частота суммарного допплеровского спектра будет изменяться очень незначительно.
Вторая пара лучей получает сигнал от площадок 2 и 4. Все вышесказанное применимо и для этого случая. Если угол сноса равен нулю, среднеквадратичные частоты суммарных допплеровских спектров от площадок 1—3 и 2—4 будут равны. При наличии угла сноса нарушается симметричность расположения площадок 354
/—3 и 2—4 относительно линии пути самолета, что вызывает нарушение равенства допплеровских частот от этих площадок. Измерение частот производится частотомером. Постоянное напряжение на его выходе пропорционально значенню измеряемой частоты. Напряжение с выхода частотомера поступает на вычислитель угла сноса и путевой скорости, причем напряжение от каждой из пар площадок поступает на отдельный вход. Разделение этих напряжений производится коммутатором, синхронизированным с переключением лучей антенны. На основании полученных данных в вычислителе решаются необходимые уравнения, после чего полученные значения путевой скорости и угла сноса выдаются потребителям.
Питание ДИСС осуществляется от бортовой сети переменного тока 115в, 400гц (ток потребления не более 6,5й) и постоянного тока 27 в (ток потребления не более 6 а).
Основные технические данные
Диапазон измеряемых путевых скоростей, км ч………………………… 200-Д 300
» » углов сноса, град…………………………… ±25
Рабочий диапазон высот, м…………………………………….. 20—20 000
Время непрерывной работы, ч…………………………………………………… • 20
Особенности эксплуатации ДИСС. Все работы по снятию и установке производятся только при полностью обесточенной аппаратуре. Попадание в открытые штепсельные разъемы, патрубок обдува и блоки ДИСС посторонних предметов, особенно металлических, недопустимо. При работе с узлом ВЧ надо быть весьма внимательным. Повреждения зеркал антенны недопустимы. Специальные регулировки и проверки, устранение сложных неисправностей производить только в стационарных условиях.
При эксплуатации проверяются: величины питающих напряжений; работа магнетрона;
точность определения путевой скорости и угла сноса.