Бортовое оборудование

Бортовое оборудование системы инструментальной по­садки предназначено для приема и обработки сигналов наземных радиомаяков, а также излучения запросных сигналов дальномерного канала.

Наземные радиомаяки излучают радиосигналы таким образом, что их величины равны между собой только на линиях курса и глиссады (равносигнальные линии), а в остальных точках зоны действия радиомаяков один из сигналов по величине превышает другой.

Бортовые приемные устройства должны принять и преобразовать сигналы без нарушения амплитудных соотношений между ними.

Выходной результирующий сигнал должен быть пропорционален угловой величине, отклонения от равносигнальных направлений в пределах рабочей области системы. За пределами рабочей области, но в зоне ее действия, пропорциональность нарушается, сохраняется только знак отклонения (вправо, влево или ниже, выше).

К настоящему времени такое бортовое оборудование установлено на большинстве современных самолетов.

Первой аппаратурой, предназначенной для обеспечения захода на посадку и ближней радионавигации и получившей большое распространение в авиации на многоместных самолетах, была радиолокационная система ближней навигации РСБН-2С. В дальнейшем, когда появившиеся системы директорного и автоматического управления предъявили повышенные требования к характеристикам приемных устройств, аппаратура РСНБ-2С была модернизирована и приспособлена для работы с вычислителями системы автоматического управления, а также для решения расширенного круга задач навигации. В результате появились системы РСБН-5С, РСБН-6С, РСБН-7С и РСБН-8С, которые стали устанавливаться и на одноместных самолетах.

Общей особенностью этой аппаратуры является то, что одни и те же приемные и передающие устройства могут работать или в режиме «Навигация» в комплексе с наземными азимутально-дальномерными радиомаяками, или в режиме «Посадка» в комплексе с курсоглиссадными радиомаяками. Такое конструктивное решение дает существенный выигрыш в массе бортового оборудования.

В режиме посадки система может быть задействована на любом из 40 частотных каналов. Несмотря на то, что информация, передаваемая наземными радиомаяками и принимаемая бортовой аппаратурой, передается по каналам курса и глиссады на разных частотах, номер канала посадки, устанавливаемый на пульте управления системой, для курса и глиссады одинаков.

Дальномерная информация принимается на частоте глиссадного канала.

Важной особенностью бортового оборудования системы инструментальной посадки, которую должен знать и учитывать летчик, является то, что после включения режима «Посадка» на прием работает только антенна обзора передней полусферы – так называемая носовая антенна. Хвостовая антенна при этом автоматически отключается. Поэтому включать режим «Посадка» целесообразно только тогда, когда самолет находится в зоне действия курсового радиомаяка или приближается к ней и курс его отличается от посадочного не более чем на 90-100°.

Принятые носовой антенной сигналы поступают на вход приемных устройств, где усиливаются и передаются на измерительные схемы, в которых вырабатывается постоянный ток, пропорциональный угловому отклонению самолета от равносигнальных направлений. Этот информативный ток поступает далее на навигационно-пи-лотажный прибор, а с выхода блока измерения дальности – на счетчик дальности. Кроме того, сигналы, содержащие информацию об отклонениях самолета от линий курса и глиссады, поступают на вход системы автоматического управления, которая состоит из вычислительных устройств и автопилота.

На рис. 4 показана упрощенная схема бортового оборудования, обеспечивающего ручное, полуавтоматическое и автоматическое управление самолетом при заходе на посадку. Вычислительные устройства, обрабатывая информацию, поступающую с приемных устройств РСБН, курсовой системы самолета, измерителей скорости и высоты, вырабатывают такие команды, которые определяют оптимальную траекторию доворота до равносигнальных направлений, то есть указывают необходимую величину крена и тангажа. Далее эти команды направляются на директорный пилотажный командный прибор ПКП (или КПП – командно-пилотажный прибор) и на автопилот. Если команды исполняются автопилотом, то такое управление при заходе на посадку называется автоматическим, если же летчиком, то полуавтоматическим или директорным. Если задачу управления по информации об отклонениях самолета от линий курса и глиссады решает летчик, такой способ называется позиционным или ручным. Основными способами управления при заходе на посадку являются автоматический, то есть с использованием автопилота (САУ) и полуавтоматический; они обеспечивают наибольшую вероятность успешной посадки с первого захода. Рекомендуется применять эти способы не только в сложных, но и в простых метеорологических условиях. Летчик должен периодически применять полуавтоматическое управление и управление позиционное (по планкам положения) для поддержания навыка, так как качество управления и его надежность в этих режимах существенно зависят от натренированности летчика. Способ полуавтоматического управления является в то же время резервным способом на случай отказа автопилота.

Способ позиционного, или, как его чаще называют, ручного управления является аварийным способом на случай отказа вычислителей или части спряженных с ними систем. Он требует максимальной натренированности летчика, поэтому ниже будет уделено наибольшее внимание именно этому способу.

Показанная на рис. 4 схема может, быть названа структурной схемой управления самолетом. При автоматическом способе управления в контур структурной схемы управления входят РСБН, вычислители, курсовая система, система воздушных сигналов (СВС), высотомер, автопилот и самолет. Обратная связь в контуре самолет – РСБН имеет следующий физический смысл: под действием управляющих сигналов самолет возвращается на равносигнальные направления, а управляющие сигналы стремятся к нулю.

Летчик при автоматическом управлении контролирует режим полета по приборам. При полуавтоматическом управлении, когда автопилот отключен, летчик входит в структурную схему управления как один из ее элементов: РСБН – вычислители – командный прибор ПКП – летчик – самолет (и та же самая обратная связь к РСБН). При ручном способе управления контур управления принимает следующий вид: РСБН – пилотажный прибор ПНП – летчик – самолет – РСБН.

В описанную схему не включены средства, обеспечивающие заход на посадку по системе ОСП, – радиокомпас и маркерный приемник. Они обычно используются летчиком не только как средства контроля, но при позиционном способе управления как элементы, входящие в состав контура (об этом подробно будет рассказано в следующем разделе).

Как уже отмечалось, радиолокационная система посадки по командам с земли (РСП) широко используется в качестве эффективного средства оказания помощи летчику при заходе на посадку, а также для наземного контроля захода на посадку и обеспечения безопасности, особенно при посадке группы самолетов.

В состав радиолокационной системы посадки РСП входят посадочный и диспетчерский радиолокаторы. С помощью диспетчерского радиолокатора осуществляются контроль и управление самолетами в зонах подхода к аэродрому посадки, в зонах ожидания, устанавливается очередность выхода на курс посадки, ведется контроль эшелонирования. Оператор диспетчерского радиолокатора передает самолет оператору посадочного радиолокатора непосредственно в аэродромной зоне перед выходом самолета на посадочный курс.

С помощью посадочного радиолокатора осуществляется контроль выхода самолета на посадочную прямую и полета по линиям курса и глиссады, а при необходимости оказывается помощь летчику подачей команд по радиосвязи.

Кроме указанных выше радиотехнических средств посадку самолета обеспечивает и светотехническое оборудование аэродрома. Видимо, в будущем важную роль, особенно на конечном участке захода на посадку, будут играть специальные посадочные светомаяки.

Светотехническое оборудование аэродрома значительно увеличивает дальность визуальной видимости аэродрома не только ночью, но и в сложных метеорологических условиях. Это позволяет летчику значительно раньше и увереннее оценить положение своего самолета, что, в свою очередь, необходимо для принятия решения на посадку и выполнения необходимой корректировки.

При подходе самолета к аэродрому экипажу сообщают по радиосвязи метеорологическую обстановку на этом аэродроме: скорость и направление ветра, высоту нижней границы облаков, горизонтальную видимость и атмосферное давление.

Таким образом, для повышения надежности и качества захода на посадку необходимо использовать радиосветотехническое оборудование аэродрома в комплексе. '

Бортовое оборудование РСБН-5С и РСБН-6С по своим характеристикам соответствует требованиям ГОСТ № 14780-69 на системы инструментальной посадки I категории. Это означает, что если самолет оборудован указанной аппаратурой и на аэродроме используется аппаратура ПРМГ-4КМ, то при этом с необходимой точностью обеспечивается приборное пилотирование до высоты 60 м (автоматическое и полуавтоматическое, а при должной натренированности летчика – и ручное). На высоте 60 м должно быть начато визуальное пилотирование и принято решение на посадку или уход на второй круг.

Точность вывода самолета в район ближней приводной радиостанции в режиме автоматического управления характеризуется максимальными отклонениями от заданных линий курса e_К и глиссады e_Г. Максимальные отклонения равны следующим значениям: e_К=0,2⁰, e_Г=0,15° (что в пересчете на линейные отклонения составляет 30 и 5 м соответственно). В режиме директорного и особенно позиционного управления отклонения от заданных линий курса и глиссады, как правило, несколько увеличиваются. Степень увеличения отклонений зависит от натренированности летчика.

Таким образом, система захода на посадку является высокоточным и надежным оборудованием. Используя его, летчик с достаточно высокой вероятностью может выполнить заход на посадку и посадку на ВПП в сложных метеорологических условиях.