Определение навигационных элементов полета с помощью ИНС

Инерциальная навигационная си­стема (ИНС) предназначена для ре­шения задач самолетовождения в полете по воздушным трассам и вис трасс и обеспечивает:

автономное или совместно с САУ выполнение полета по маршруту в соответствии с программой, введен­ной в нее перед полетом или в по лете;

непрерывное автоматическое счис­ление и индикацию текущего МС в географической и частноортодромиче — ской системах координат; »

формирование и индикацию ЗПУ и ЛБУ для автоматизированного вож­дения ВС в горизонтальной плоско ста;

вычисление и индикацию путевой скорости и угла сноса;

определение и индикацию време­ни полета и оставшегося расстояния до ППМ, географичсокие координаты которого введены в НВУ;

вычисление и индикацию текущих значении истинных путевого угла и курса полета;

определение и индикацию навига­ционного направления и скорости ветра;

ручную коррекцию частноортодро мических координат МС;

индикацию географических коор — жнат и номеров ОПМ, введенных в систему,

информацию в цифровой форме показателей готовности (ПГ) систе­мы к работе, сигналов компенсации уходов гироскопов и составляющих путевой скорости.

Заданный и текущий путевые уг­лы вычисляются относительно геогра­фического меридиана начала текущей ортодромии и, следовательно, явля­ются ОИПУ. Истинный курс вычис ляется относительно меридиана фак­тического МС. Обеспечивается изме рсние и гироскопического курса. ГП по своим свойствам подобна трехсте­пенному гироскопу с горизонтально расположенной главной осью. Поэто­му она позволяет определять курс та­кими же методами, как и другие ги­роскопические курсовые приборы Для определения путевой скорости на ГП устанавливается два взаимно перпендикулярных AM: один направ­лен по географическому меридиану и измеряет о*; второй — на восток и

выдаст аЕ. Это позволяет вычислить составляющие путевой скорости.

I "v dl.

О

*І- = «Ч + Г “Edl-

а затем UP = W’ v — j W Е.

Другие навигационные элементы онреіеляютсн как:

і

X J wEdt — о

P„ = arctg(ir£/W’v);

“ = Ри —Vi.

Частиоортодромические координаты ВС получают преобразованием гео­графических Хс, <рс.

При программировании полета производятся ввод фс, Хс места сто­янки и поворотных пунктов (в насто­
ящее время 9 ППМ) с помощью УВИ. В случае необходимости в по­лете можно ввести координаты до­полнительных ППМ по мере пролета запрограммированных. На основе этой информации вычисляют ЗПУ и боковое уклонение от ЛЗП для обес­печения автоматизированного самоле­товождения в горизонтальной пло скости.

Основными источниками погреш­ностей определения скорости полета и координат являются: неточная вы­ставка ГП по горизонту и азимуту: инструментальные погрешности AM; собственный уход ГП.

I Погрешность начальной выстав­ки ГП по горизонту Vo приведет (при отсутствии других источников оши­бок) к погрешности определения пути в выбранных направлениях

ASvsr l,85v;(l— cos0,074/) (17,3)

где AS — выражается в километрах; / — берется в минутах.

достигают соответственно (рис. 17.1). Современ­ные ИНС позволяют выставлять ГГ1 с vo=l’, 7’ш = 84,4 мин

2. Инструментальные погрешности акселерометров До прн измерении ускорений вызывают колебательные движения ГП такого же характера, что и ошибки в начальной выставке Vo (см. рис. 17.1). Погрешности оце­ниваются по

Д5„ яг 6371 g -» До (1 — cos 0,0740,

(17.4)

где До выражена в долях от g (в со временных ИНС Доя;8 10-* g).

3. Погрешности ИНС по скорости и положению из-за неточной выстав­ки ГП в азимуте ДЛ0 (в угловых мн нутах)

Д5„ ~0.115Д^о sin 0,074/ —

— 1.85ДД sin Q3t. (17.5)

Ошибки скорости и координат носят колебательный характер и не накап­ливаются во времени. Основную часть погрешности МС создают коле бания с частотой Я4 — угловой ско­рости суточного вращения Земли.

4. Ошибки, возникающие при соб­ственном уходе ГП и»с (7ч).

1,85о*о (/— 13.4 sin 0,074/),

(17.6)

носят другой характер, чем рассмот­ренные выше: AS имеет колебатель­ную и возрастающую пропорциональ­но времени полета составляющие (см. рис. 17.1). Последняя равна І5’Возр=І,85 (ос/, если время выра­
жено в минутах и AS’ воэр —" 111,2 в>с/, если — в часах. Уход современных ГП с>г = (0,014-0,05) 7ч.

Ошибки из-за собственного ухода гироскопов — основная причина, огра­ничивающая время автономной рабо­ты ИНС.

Созместное проявление перечис­ленных ошибок определяет погреш­ности в счислении ф, Л (s, г). Они имеют вид возрастающей во времени сложной кривой (рис. 17.2). Величи­на радиальной СКП определения МС эксплуатируемыми ИНС в среднем оГср равна одной дуговой минуте, или 1,85 км на 1 ч полета (в первые часы полета погрешности координат не подчиняются этой закономерности и могут быть больше). Составляю­щие погрешности координат по вза­имно перпендикулярным направлени­ям независимы и распределены по нормальному закону с МО, равным нулю.

17.2. Подготовка и выполнение полетов с применением ИНС

Для выполнения полетов с приме­нением ИНС необходимо заранее оп ределить и составить таблицу устано­вочных данных с географическими координатами: места стоянки самоле­та на основных и запасных аэродро­мах; ОПМ основного и запасного маршрутов полета; РНТ для коррек­ции счисленных координат. Кроме
того, надо знать ИК самолета на стоянке с точностью до единиц уг­ловых минут.

Подготовка системы к полету со­стоит в проверке ее работоспособно­сти. выставке ГП и вводе координат ОПМ в НВУ. Режимы работы ИНС при этом выбираются с НУ.

Проверка работоспособности ИНС на земле выполняется в режиме «Контроль». При этом система имити­рует полет по заданной криволиней­ной траектории. Через определенные интервалы времени автоматически сравниваются текущие географиче­ские координаты с расчетными и при разнице между ними, превышающей установленное значение, выдается световой сигнал отказа.

Для выставки ГП с /7У включа­ются метод гирокомпасирования (одинарное пли двойное в зависимо­сти от располагаемого времени до вылета) и режим работы «Обогрев»

з,1 максимально располагаемое время (но не более I ч 40 мин). Режим «Обогрев» предназначен для созда пня необходимых температурных ус­ловий работы ИНС и поддержания их в течение всего полста. После по­явления на ПУ световой сигнализа­ции «Обогрев* включается режим «Выставка» и начинается выставка ГП по горизонту и азимуту На УВИ индицируется показатель готовности 11Г 90. При определенном значении ИГ (он убывает с 90 до 0) в УВИ вводятся географические координаты (начинать обязательно с широты) места стоянки, а затем — координаты ісвятн ІІГІМ предстоящего маршру­та полета. Если число их превыше ет 9, то координаты последующих НИМ вводятся в полете по адресам пройденных. Адресом ППМ является его номер. Ввод этой информации осуществляется вручную с помощью наборного поля УВИ Набранные цифры высвечиваются на индикаторе УВИ, что позволяет контролировать правильность программирования.

Ход гирокомпасирования коитро лирустсн по значению ПГ в соответ­ствии с текущим этапом выставки. Начиная с определенного ПГ можно наблюдать процесс вычисления ИК — выставки ГП по азимуту. Значение курса непрерывно меняется, прибли жаясь к фактическому. При ПГ = 0 на ПУ загорается лампочка «Готов­ность», сигнализирующая о готовно­сти системы к работе и переходу в режим «Навигация», который вклю­чается до запуска двигателей и обя­зательно перед началом выруливания или буксировки со стоянки.

Выставка ГП с вводом известно­го (с погрешностью не более 15′) истинного курса самолета на стоянке выполняется аналогично одинарному гирокомпасированию. Для этого на ПУ устанавливается метод выставки «ЗК», затем — режим «Выставка» и с помощью наборного поля выбирает­ся н вводится значение ИК с точно­стью до единиц минут. Метод позво­ляет выполнить выставку за меньшее время, чем при одинарном и двойном гирокомпасировании.

Режим «Курсо-вертикаль» (КВ) предназначен прн отказе НВУ или необходимости ускоренной подготов­ки к полету. Время выставки пример­но в 2 раза меньше, чем в режиме «ЗК».

После выполнения полста с отклю­ченной ИНС ее подготовка к следу­ющему полету обязательно произво­дится методом двойного ги роком па — сирования.

Выставка методом двойного ги­рокомпасирования требует в 2 раза больше времени, чем одинарный ме­тод, ио обеспечивает более точную ориентацию ГП. Показатель готовно­сти в процессе выставки изменяется с 90 до 0, а затем возрастает до 60 и вновь уменьшается до нуля.

Выполнение полета с применени­ем ИНС. Режим «Навигация» ис­пользуется в полете. Прн этом си­стема выдает на индикацию иа УВИ (по вызову) большое число навига­ционных параметров и вырабатывает сигналы, пропорциональные отклоне­нию и скорости отклонения ВС от ЛЗП. Кроме того, режим позволяет автоматически переключать участки маршрута полета, запрограммирован­ные на земле, изменять маршрут в полете, выполнять коррекцию счис­ленных координат.

Начальная фаза навигации (са­молет начинает двигаться на взлет) гак. тючается в установке на УВИ пер — иого участка маршрута «О—1». При соответствующем положении пере­ключателя параметров на УВИ будут высвечиваться текущие координаты самолета <рс. кс или sc, zc.

Управление самотетом прн поле­тах с применением ИНС возможно в режимах «Ручной» и «Автомат». В первом случае выдаваемые систе­мой параметры используются экипа­жем в качестве осведомляющей ин­формации. Во втором случае весь по­лет но запрограммированному марш­руту с момента подключения ИНС к САУ будет выполняться автомати­чески.

Изменить маршрут полета можно гремя способами (на УВИ нажимает­ся клавиша «Изменение маршрута»):

изменением порядка прохождения запрограммированных ППМ. Вводят­ся номер начального и конечного ППМ нового участка маршрута;

построением маршрута с текущего МС на любой запрограммированный ППМ, номер которого вводится в УВИ;

вводом в полете географических координат новых ППМ, которые не были запрограммированы.

При необходимости выполняется неавтоматическая коррекция счислен­ных координат. Для этого с использо­ванием любого средства, обеспечива­ющего в данный момент определение более точного МС, чем это информи­рует ИНС, находят координаты г* и вычисляют поправки s = = *инс—«ф (без учета знаков «иве и $ф), Дг=2иис—г,» (с учетом знаков 2пнг И 2ф), которые ВВОДЯТСЯ Через УВИ. После этого на индикаторах будут высвечиваться откорректиро­ванные координаты. Одновременно корректируются (автоматически) и счисленные географические координа­ты, а также оставшееся время поле­та ю ППМ.

При прове гении коррекции необ­ходимо сначала откорректировать s, а затем 2. Коррекция только s или г приводит к неправильному вычисле­нию частноортодромическнх коорди­нат после смены ЛЗП н, следователь­но, требует повторения этой опера­ции.