Ось 1 система посадки

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 19.09.2024

Посадка представляет собой самый сложный этап полета ВС, поскольку при этом происходят значительные изменения режима полета, а на завершающем этапе посадки ВС должно быть выведено на весьма ограниченный участок земной поверхности - взлетно-посадочную полосу. Поэтому большая роль в обеспечении регулярности и безопасности полетов отводится радиотехническим системам посад­ки, предназначенным для обеспечения захода на посадку и посадки ВС.

Для посадки ВС гражданской авиации в настоящее время применяют упрощенные и радиомаячные системы посадки.

Радиотехнической системой посадки называют комплекс наземного и бортового оборудования, обеспечивающего непрерывную инфор­мацию о стороне и степени отклонения ВС от траектории снижения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также определение момента пролета характерных точек на траектории захода на посадку и определение расстояния до начала ВПП.

Упрощенная система посадки ОСП (оборудование системы посадки) предназначена для привода ВС в район аэродрома, пробивания облачности и снижения с посадочным курсом до установленной высоты. В состав наземного оборудования системы ОСП входят (рис. 3.1) дальний приводной радиомаяк ДПРМ, состоящий из дальней приводной радиостанции ДПРС и маркерного радиомаяка МРМ, ближ­ний приводной радиомаяк БПРМ, состоящий из ближней приводной радиостанции БПРС и маяка МРМ. Маяки ДПРМ и БПРМ размещают по оси ВПП с обеих сторон на расстояниях от ее торца, указанных на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Состав и размещение ОСП для одного направления посадки

При посадке по этой системе экипаж использует бортовое оборудование: автоматический радиокомпас (АРК), маркерный радиоприем­ник (МРП), радиовысотомер (РВ) и средства радиосвязи.

Радиомаячные системы посадки предназначены для получения на борту ВС и выдачи экипажу и в систему управления полетом информа­ции о' величине и знаке отклонения ВС от траектории снижения и для определения момента пролета характерных точек на траектории захода на посадку.

Наземное оборудование радиомаячных систем посадки создает зоны излучения, где информативные параметры сигналов (амплитуда, фаза, частота и время) изменяются при отклонении точки приема (воздушного судна) относительно траектории снижения в горизонтальной и вертикальной плоскостях, а также зоны излучения, отмечающие определенные точки на траектории или обеспечивающие определение расстояния до начала ВПП.

Бортовое оборудование выдает в систему управления полетом и на индикаторы пилотов сигналы, пропорциональные угловым отклонениям ВС от номинальной траектории снижения, а также сигналы пролета ее характерных точек.

В соответствии с целевым назначением радиомаячной системы посадки выделяют три канала: курса, глиссады и маркерный. Каждый из каналов содержит наземное и бортовое оборудование.

Канал курса предназначен для получения информации об угловых отклонениях ВС от оси ВПП и состоит из курсового радиомаяка КРМ и бортового курсового радиоприемника КРН с устройством обработки сигналов.

Канал глиссады предназначен для получения информации об угловых отклонениях ВС от траектории захода на посадку в вертикальной плоскости - глиссады и состоит из глиссадного радиомаяка ГРМ и глиссадного радиоприемника ГРП с устройством обработки сигналов.

Маркерный канал предназначен для определения момента пролета фиксированных точек и состоит их маркерных радиомаяков МРМ и маркерных радиоприемников МРП.

Наземное оборудование радиомаячной системы посадки размещают на аэродроме относительно ВПП на расстояниях, указанных на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Размещение объектов радиомаячной системы посадки:

а — двухмаркерный вариант; б — трехмаркерный вариант

Радиомаяк КРМ излучением электромагнитных колебаний определенного вида задает в пространстве вертикальную плоскость посадоч­ного курса, которая совмещается с осью ВПП (рис. 3.3).

Радиомаяк ГРМ задает в пространстве плоскость планирования, наклонную к горизонтальной. При пересечении двух указанных плоскостей образуется линия, называемая глиссадой.

Радиомаяки КРМ и ГРМ относятся к амплитудным радионавигационным устройствам, в которых информация об угловом отклонении от линий курса и глиссады заключена в таких параметрах сигналов, как глубина модуляции М и разность глубин модуляции (РГМ).

Сигналы КРМ принимаются бортовым приемником КРП (рис. 3.4) и преобразуются в электрический сигнал постоянного тока, пропорцио­нальный угловому отклонению ΔК ВС от плоскости курса посадки, с полярностью, определяемой стороной отклонения. Сигнал АК посту­пает на вертикальную (курсовую) стрелку нуль-индикаторного прибо­ра НИП.

Рис. 3.3. Образование глиссады

Рис. 3.4. Состав и взаимодействие наземного и бортового оборудования радиомаячной системы посадки

Сигналы ГРМ в приемнике ГРП преобразуются в постоянный ток, значение и полярность которого характеризуют угловое отклонение ΔГВС от плоскости планирования (глиссады). Он поступает на горизон­тальную (глиссадную) стрелку НИП.

В момент полета ВС над радиомаяком МРМ выходной сигнал приемника МРП вызывает срабатывание звуковой и световой сигнализации. Сигнализация момента пролета МРМ позволяет определить расстояние до начала ВПП.

Наземное оборудование системы ИЛС (ILS) состоит из курсового и глиссадного радиомаяка и трех маркерных радиомаяков (в настоящее время ближний маркер устанавливается не во всех аэропортах). В некоторых аэропортах для построения маневра захода на посадку на дальнем маркерном пункте устанавливается приводная радиостанция.

При выполнении международных полетов можно встретить два варианта размещения наземного оборудования.

  • Первый вариант: курсовой радиомаяк расположен на продолжении оси ВПП и осевая линия зоны курса совпадает с осью ВПП, т. е. ее залегание соответствует посадочному углу (посадочному курсу).
  • Второй вариант: курсовой радиомаяк расположен не на оси ВПП, а в стороне—правее или левее от нее с таким расчетом, что осевая линия зоны курса проходит через средний маркерный пункт под углом 2,5—8° к линии посадки.

Курсовые маяки системы ИЛС работают в круговом варианте. В последнее время устанавливаются маяки секторного варианта: угловая ширина сектора по 70° в обе стороны от линии посадки. Основные характеристики зон курса и глиссады ИЛС приведены в разделе наземного оборудования СП-50, поскольку они совпадают с соответствующими характеристиками СП-50 при новой регулировке.

Маркерные маяки системы ИЛС работают на той же частоте (75 Мгц), что и в системе СП-50 и излучают следующие кодовые сигналы: ближний маркер — шесть точек в секунду; средний маркер — поочередно два тире и шесть точек в секунду; дальний маркер (в материалах ИКАО — внешний маркер) — два тире в секунду.

Наземное оборудование системы СП-50 размещается в аэропортах гражданской авиации по единой типовой схеме.

В результате проведенной регулировки оборудования системы СП-50 в соответствии со стандартами ИКАО, принятыми для системы ИЛС, курсовые и глиссадные радиомаяки имеют следующие технические данные.

Зона курсового радиомаяка. Осевая линия зоны курса совмещается с осью ВПП. Линейная ширина зоны на расстоянии 1350 м от точки приземления равна 150 м (в пределах от 120 до 195 м), что соответствует угловому отклонению от продольной оси ВПП не менее 2° и не более 3°.

Дальность действия маяка обеспечивает прием сигналов на расстоянии более 70 км от начала ВПП при высоте полета 1000 м в секторе шириной по 10° с каждой стороны от оси ВПП (см. 91). Для курсового маяка ИЛС дальность действия регламентирована 45 км при высоте полета 600 м.

Зона глиссадного радиомаяка. Оптимальный угол наклона глиссады планирования равен 2°40'. При наличии препятствий в секторе подхода угол наклона глиссады увеличивается до 3°20' и в исключительных случаях может доходить до 4—5°. При оптимальном угле наклона глиссады снижения 2°40' самолет при снижении пролетает над дальним и ближним маркерами (при их стандартном расположении) на высотах соответственно 200 и 60 м.

Угловая ширина зоны глиссады при оптимальном угле ее наклона может быть в пределах 0,5—1°4, причем с увеличением угла наклона растет скорость снижения, а ширина зоны повышается для облегчения пилотирования самолета.

Дальность действия глиссадного радиомаяка обеспечивает прием сигналов на расстоянии не менее 18 км от него в секторах по 8® вправо и влево от линии посадки. Эти секторы, в которых обеспечивается прием сигналов, ограничены по высоте углом над горизонтом, равным 0,3 угла глиссады снижения, и углом над глиссадой, равным 0,8 угла глиссады снижения.

Наземное оборудование системы СП-50М предназначено для использования ее при директорном и автоматических заходах на посадку по нормам ИКАО 1-й категории сложности.

Стабильность залегания осевой линии курса обеспечивается более жесткими требованиями, предъявляемыми к аппаратуре.

В случаях когда длина ВПП значительно превышает оптимальную, ширина курсовой зоны устанавливается не менее 1°75' (полузона).

Все остальные параметры курсоглиссадных маяков регулируются строго в соответствии с техническими нормами ИКАО.

Системы директорного управления заходом ка посадку

Командным прибором в таких системах является нуль-индикатор ПСП-48 или КПП-М.

Под полуавтоматическим управлением следует понимать пилотирование самолета по командному прибору, стрелки которого при заходе на посадку с момента начале четвертого разворота и на посадочной прямой необходимо удерживать на нуле. В отличие от обычного захода по СП-50 нуль-индикатор в данном случае не информирует пилота о положении относительно равносигнальных зон курсового и глиссадного маяков, а указывает ему, какие углы крена и тангажа нужно выдерживать для точного выхода в равносигнальные зоны и следования в них.

Система директорного управления упрощает пилотирование путем преобразования навигационно-пилотажной информации о положении самолета в пространстве и формирования ее в управляющий сигнал, который индицируется на командных приборах. Отклонение командной стрелки является функцией нескольких параметров, которые в обычном заходе на посадку пилот учитывает по отдельным приборам: ПСП-48 системы СП-50, авиагоризонт, компас и вариометр. Поэтому командные стрелки находятся в центре шкалы не только тогда, когда самолет следует строго в равносигнальных зонах курса и глиссады, но и когда осуществляется правильный выход к равносигнальным зонам.

На самолеты, уже находящиеся в эксплуатации, устанавливаются упрощенные системы директорного управления, действующие на базе существующего бортового и наземного оборудования: курсовой радиоприемник КРП-Ф, глиссадный радиоприемник ГРП-2, навигационный индикатор НИ-50БМ или задатчик курса ЗК-2Б, центральная гировертикаль ЦГВ или гиродатчики (АГД, ППС). Кроме того, в комплект входит: вычислитель, блок связи с автопилотом при наличии связи с АП на самолете.

Маневр захода на посадку на самолете, оборудованном системой директорного управления, выполняется таким образом:

1. Получив разрешение на вход в зону аэропорта, оборудованного системой СП-50 или ИЛС, экипаж, действуя в соответствии с утвержденной для данного аэропорта схемой, выводит самолет к месту начала четвертого разворвта; при этом экипаж обязан:

2. Момент начала четвертого разворота можно определить:

3. В момент начала четвертого разворота создать сторону отклонения курсовой планки командного прибора такой крен, при котором она установится на нуль шкалы. В процессе разворота пилот должен удерживать стрелку нуль-индикатора в центре шкалы, уменьшая или увеличивая крен. Крен всегда создается в сторону отклонения стрелки.

В случае раннего начала четвертого разворота для удержания курсовой стрелки в нулевом положении первоначально потребуется создать крен 17—20°, который впоследствии необходимо уменьшить в отдельных случаях вплоть до полного вывода самолета из крена. Однако при подходе к створу ВПП курсовая стрелка командного прибора покажет необходимость создания крена, потребного для плавного вписывания в линию посадки.

При позднем начале четвертого разворота происходит изменение курса на угол, больший чем 90°, и знак крена меняется. При этом весь маневр, включая и учет угла сноса, отрабатывается системой автоматически.

При выполнении четвертого разворота нужно постоянно следить, чтобы бленкеры курса были закрыты на всех нуль-индикаторах.

4. После выполнения четвертого разворота и входа в равносигнальную зону курса следует продолжать полет без снижения, удерживая кренами директорную стрелку командного прибора в центре шкалы. При

этом необходимо следить за стрелкой глиссады, которая после выполнения четвертого разворота будет отклонена вверх. Бленкеры глиссады должны быть закрыты.

Как только стрелка командного прибора приблизится к белому кружку, немедленно начать снижение, удерживая директорную стрелку глиссады в центре черного кружка.

5. По высоте пролета ДПРМ определить возможность продолжения снижения по глиссаде: если над ДПРМ при нахождении стрелки глиссады в пределах белого кружка высота полета будет равна или превышать установленную для данного аэропорта, то можно продолжать дальнейшее снижение по глиссаде; если же при правильном выдерживании глиссады самолет достиг установленной высоты пролета ДПРМ и не последовало сигналов фактического ее пролета, то немедленно прекратить снижение по глиссаде и в дальнейшем после пролета ДПРМ снижение производить по правилам, установленным для системы ОСП.

6. После пролета ДПРМ удерживать директорные стрелки командного нуль-индикатора в нулевом положении, не допуская при этом снижения вне видимости земли ниже установленного для данного аэропорта минимума погоды.

При обнаружении земли (посадочных огней) необходимо перейти на визуальный полет и произвести посадку.

Кроме того, точность выхода самолета на ось ВПП и следования вдоль нее зависит также от точности залегания зоны курсового радиомаяка и установки на нуль курсовой стрелки поворотом кнопки на щитке управления СП-50.

Всем привет! На этот раз рассмотрим еще одну разновидность радионавигационных сигналов, совместно с рассмотренными ранее сигналами маркерных радиомаяков они составляют курсоглиссадную систему . По правде говоря, в эту систему входит еще и световая индикация, но мы тут не будем выходить за рамки радиоинженерной деятельности.

Как "прочертить" линию в небе?

Итак, рассматриваем сигналы инструментальной системы посадки. В прошлый раз мы выяснили, что маркерные радиомаяки не обеспечивают точный выход в торец взлетно-посадочной полосы. Сигнал маркера это скорее повод для проверки показаний необходимого перечня навигационно-пилотажных приборов. В условиях недостаточной видимости пилот нуждается в ярко прочерченной линии, следуя которой, можно привести самолет в начало полосы на необходимой высоте. Такая линия существует, ее не рассмотреть глазами, но ее чувствуют приборы.

Для понимания сути инструментальной посадки мы уже разобрали все необходимые технологии чуть ранее. Первое, что не мешало бы повторить это амплитудная модуляция сигналов . Вторая используемая технология это антенные решетки .

Если кратко, то набор простейших антенных элементов может формировать самые различные диаграммы направленности. Способов формирования диаграммы несколько и в зависимости от частот сигналов это могут быть манипуляции с фазой или с коэффициентами усиления на отдельных антенных элементах.

На основе этих двух технологий в воздушном пространстве прокладывается рекомендуемая траектория движения воздушного судна, называемая глиссадой . Линия эта расположена вдоль центральной оси полосы от ее торца вверх под углом примерно 3 градуса (рекомендовано Международной организацией гражданской авиации ).

Глиссадная часть

Рассмотрим принцип работы глиссадной части радионавигационной системы. В вертикальной плоскости наземными передающими антеннами решетки излучается довольно узконаправленное излучение, причем состоящее из двух лучей.

Один луч ниже глиссады, один выше. Глиссада показана черным цветом. Излучение представляет собой гармоническое колебание на частотах от 108 до 112 МГц. Это колебание модулируется по амплитуде низкочастотной гармоникой. Верхний луч гармоникой с частотой 90 Гц, нижний 150 Гц. Глубина модуляции в обоих лучах одинакова. В случае смещения воздушного судна выше или ниже глиссады интенсивность какого-то из лучей уменьшится, это значит, что какая-то из боковых составляющих также уменьшится.

Курсовая часть

Наравне с глиссадной частью системы инструментальной посадки еще существует курсовая часть . Как ни странно, принцип действия нисколько не отличается от рассмотренного ранее. В горизонтальной плоскости также формируются два луча, каждый из них амплитудно модулирован своей низкочастотной гармоникой. В случае отклонения от курса какая-то из боковых полос уменьшит свою интенсивность.

Если быть точным, то несущие частоты ультракоротких волн в горизонтальном и вертикальном канале отличаются. На полетных картах указывается только одна из них, вторую приемник рассчитывает самостоятельно и пилотам даже необязательно знать о такой особенности. Сохраняя идеальный баланс между боковыми составляющими как в вертикальном, так и в горизонтальном каналах пилот точно знает, что находится на нужном курсе и глиссаде.

Проектируем приемник

Структура сигнала не очень сложная, значит набросать эскиз приемника не составит большого труда. Способов обработки сигнала может быть много, покажем лишь один особо напрашивающийся. Первым делом необходимо информационно ценные боковые частоты в спектре сигнала переместить в диапазон частот, удобный для выделения этих самых боковых частот. Математически показывается это очень просто.

Умножение высокочастотного сигнала на высокочастотную гармонику на близкой частоте дает две составляющие. Одна полезная на разности частот, другая побочная на сумме частот. Побочные составляющие на удвоенной частоте подавляются в фильтрах.

Фильтры выделяют каждый свою боковую спектральную составляющую. Одновременно в них подавляются составляющие на удвоенной частоте. С подробностями строения фильтров разберемся в будущих выпусках. Теперь наиболее ответственный этап. Отфильтрованные гармонические сигналы долны своей мощностью управлять положением индикатора на приборной панели.

Самый простой выход это выпрямить гармонический сигнала либо отсекая отрицательную его часть, либо отражая ее в положительной полуплоскости. Говоря математическим языком, лучше всего будет вычислить модуль гармонической функции .

Более мощная боковая частота условно дает больший "ток". Далее дело техники. В цифровом виде проще будет найти разность этих "токов", в аналоговом виде подойдет простая конструкция, моделирующая два движения "жидкости". Там где интенсивность больше, там и будет больше переливаться в соседнюю половину. Такой "перелив" зафиксирует амперметр , который направлением стрелки и ее отклонением покажет все состояние дел.

Индикатор системы инструментальной посадки

Внешний вид рамочного индикатора представлен на рисунке. Он может отличаться от представленного и даже может быть изображен на дисплее, но сути дела это не меняет.

Это два "амперметра" в вертикальном и горизонтальном каналах. Слева стрелки отклонены от центра, что показывает положение ниже глиссады и правее курса . Справа идеальное расположение стрелок, показывающее строгое следование глиссадной линии и нахождение на курсе.

Эпилог

Самое интересное в этой технологии это возможность посадки летательного аппарата в автоматическом режиме без участия пилота. По своей сути мощности боковых составляющих являются хорошими сигналами ошибок для систем управления с обратной связью . Автоматический заход на посадку при помощи курсоглиссадной системы экономит силы и внимание пилотов на один из самых ответственных участков полета.

Более подробный процесс проектирование системы цифровой обработки таких сигналов еще впереди, так что подписывайтесь чтобы ничего не пропустить и поддержите канал лайком. До новых встреч!

Системы посадки метрового диапазона наиболее широко используются в гражданской авиации.

В качестве международной системы посадки стандартизована система ILS (Instrument Landing System). Международным стандартам соответствуют отечественные системы СП-70, -75, -80. Наземное оборудование системысодержит пять РМ: курсовой (КРМ), глиссадный (ГРМ) и три маркерных - дальний (ДМРМ), средний (СМРМ), ближний (БМРМ).

На рис. 1. показан пример расположения радиомаяков системы ILS относительно ВПП.


Рис. 1. Пример расположения радиомаяков системы ILS

Заданная траектория захода на посадку определяется положениями линий курса и глиссады, формируемых антенными системами курсового и глиссадного радиомаяков.

Информативный параметр сигнала в каналах курса и глиссады - разность глубин модуляции радиосигналов.


В равносигнальном варианте антенная система КРМ излучает синфазные AM сигналы с частотами модуляции F1 = 90 Гц и F2 = 150 Гц:

е1,2=Еm1,2f1,2(ц) (1+m1,2sin2рF1,2t) sin щt, (1)

где Еm1,2 - амплитуды напряженностей полей в максимумах ДН;

f1,2(ц) - нормированные ДН в горизонтальной плоскости;

m1,2 - коэффициенты амплитудной модуляции.

В дальней зоне при Еm1= Еm2= Еm результирующее поле равно

ер=е1+е2=Еm[f1(ц)+ f2(ц)] [1+M1sin2рF1t+ M2sin2рF2t] sin щt, (2)

где М1, М2 - коэффициенты глубины пространственной модуляции.

Заданной линии курса (ЛК) соответствует направление, при котором М1 = М2 или разность глубин модуляции (РГМ) ∆M = М2 - М1 = 0. Если две ДН пересекаются по оси ВПП, то необходимо выдерживать равенство m1 = m2.

В бортовой аппаратуре (рис. 3.) принимаемый сигнал после детектора разделяется фильтрами Ф1, Ф2, настроенными на частоты F1 и F2. Полученные напряжения, пропорциональные коэффициентам модуляции, после детекторов Д1, Д2 подаются на схему сравнения СС. Сигнал с выхода последней пропорционален величине ∆M, а следовательно, угловому отклонению точки приема от оси ВПП.


Рис. 3. Структурная схема бортового оборудования курсового канала.

в ДН f1(ц) AM сигнал с частотами модуляции F1 и F2. В ДН f2(ц) формируется балансно-модулированный (БМ) сигнал с теми же частотами модуляции, фазы которых в двух лепестках отличаются на р:

е1=Еm1f1(ц) [(1+m1sin2рF1t)+(1+m2sin2рF2t)] sin щt,

е2=Еm2f2(ц) [(1+m1sin2рF1t) - (1+m2sin2рF2t)] sin щt. (3)

При m1=m2=m амплитуда результирующего поля в дальней зоне Ер=2Еm1f1(ц) .

Коэффициенты глубины пространственной модуляции:


Заданной линии курса соответствует направление, при котором ∆M =0.

Для обработки сигналов на борту самолета в обоих вариантах построения КРМ используется одна и та же аппаратура.

Рассмотренные варианты КРМ используются в системах посадки I категории. Их недостатком является сильное влияние на положение линии курса сигналов, отраженных от местных предметов.

Разработка компьютерной сети по технологии Token Ring c STP с подключением к Интернет
Организация компьютерных сетей: Назначение КС - КС используется для объединения ПК, программно-аппаратных комплексов и связующих линий, обеспечивающих обмен информации. КС использует .

Проект внутризоновой ВОЛП на участке Новосибирск—Карасук
Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информации наиболее полно реализуется .

Модуль шестнадцатиразрядного двоичного реверсивного счетчика с параллельно-последовательным переносом, с предустановкой и выводом информации по два разряда, начиная с младшего
В настоящее время происходит компьютеризация практически во всех областях науки, техники, производства…Предпочтение отдается цифровым технологиям, которые считаются более продвинутыми и .

Читайте также: