МП-70

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственный университет аэрокосмического приборостроения

Методические указания к выполнению лабораторной работы

Составил – Крючков В.

Санкт-Петербург

1998

2

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучение принципов построения и экспериментальное исследование основных характеристик бортовой аппаратуры навигации и посадки "Курс МП-70".

Основные сведения об аппаратуре "Курс МП-70", системах VOR, ILS и СП-50, необходимые для выполнения экспериментальных исследований на лабораторной установке и отчёта о работе, изложены в разделе 4. Более подробно с этими вопросами можно ознакомиться, например, в [1] - [3].

1. Состав лабораторной установки

Лабораторная установка включает действующий комплект аппаратуры "Курс МП-70", лабораторный имитатор маяков (ЛИМ), лабораторный стенд и осциллограф.

ЛИМ расположен в правой части лабораторного стола, предназначен для имитации сигналов навигационных маяков VOR и посадочных маяков ILS и СП50 и состоит из двух блоков - ВЧ и НЧ. Сигналы с выхода ЛИМ подаются на антенный вход аппаратуры "Курс МП-70" по кабелю.

В лаборатории исследования выполняются с одним полукомплектом аппаратуры "Курс МП-70".

2.Порядок выполнения работы

2.1. Проверка функционирования аппаратуры

2.1.1. Подготовка к проверке

Проверка функционирования осуществляется от встроенной системы контроля.

Перед проверкой установите на "Селекторе режимов" переключатель "ILS - СП-50" в положение "ILS", тумблер на "Селекторе курса 1" и на "Селекторе курса 2" установите значение "000".

На правой панели стенда включите тумблеры 27 В, 115 В и 220 В и убедитесь в наличии питания стенда по приборам стенда.

Проверьте, что ЛИМ выключен ( кнопки-табло "Сеть" на его передних панелях не должны гореть).

2.1.2. Проверка функционирования в режиме посадки

Установите на "Пульте управления 2" частоту 108,10 МГц. Это одна из 40 частот, выделенных для курсовых маяков ILS. При установке этой частоты глиссадный приёмник автоматически настраивается на частоту 334,70 МГц (частота глиссадного маяка, работающего одновременно с курсовым).

Включите оба полукомплекта "Курс МП-70" тумблерами на "Пульте управления 1" и "Пульте управления 2". После включения органы индикации будут находиться в следующем состоянии:

3

-лампочки "К2" (курс, 2-й полукомплект) и "Г2" (глиссада, 2-й полукомплект) не горят;

-курсовой и глиссадный блинкеры (от англ. blinker, blink - мигать, мерцать), расположенные, соответственно, в 1-й и 3-й четвертях шкалы "Команднопилотажного прибора 2", открыты (открытому состоянию соответствуют чередующиеся чёрно-белые секторы блинкера);

-вертикальная и горизонтальная (курсовая и глиссадная) планки нульиндикатора "Командно-пилотажного прибора 2" пересекаются в центре шкалы.

Нажмите левую кнопку на "Пульте управления 2" и удерживайте её нажатой, при этом органы индикации перейдут в следующее состояние:

-горят лампочки "К2" и "Г2";

-закрыты курсовой и глиссадный блинкеры;

-звучит сигнал пролёта дальнего маркерного маяка;

-горит индикатор "Зв" (звонок) и "Д" (дальний) на средней панели стенда;

-планки нуль-индикатора отклоняются в направлении, указанном на кнопке (влево-вверх).

Напомним, что точка пересечения планок соответствует глиссаде, формируемой посадочными маяками, а центр неподвижной шкалы - продольной оси самолёта. При нажатии левой кнопки имитируется смещение самолёта вправо-вниз от глиссады (со стороны захода на посадку).

Отпустите кнопку.

Внимание! Не нажимайте одновременно несколько кнопок!

Нажмите центральную кнопку и удерживайте её нажатой, при этом планки займут нулевое положение, тон звукового сигнала будет соответствовать среднему маркерному маяку, на панели стенда загорится индикатор "С" (средний).

При нажатии правой кнопки планки отклонятся вправо-вниз, загорится индикатор "Б" (ближний) и изменится тон звукового сигнала.

2.1.3. Проверка функционирования в режиме навигации

Установите на "Пульте управления 2" частоту 108,00 МГц. Это один из 160 каналов, выделенных для маяков VOR. Нажмите левую кнопку, после чего органы индикации перейдут в следующее состояние:

-горит лампочка "К2";

-закрыт курсовой блинкер;

-горит индикатор "ОТ 2" на средней панели стенда;

-стрелка с номером 2 на "Индикаторе углов" показывает (после отработки) значение азимута 180 град;

-на шкалах индикатора азимута навигационно-посадочного устройства 2 (правый блок) устанавливается 180 град.

Нажатию центральной кнопки соответствует азимут 0 град. и свечение индикатора "НА 2", нажатию правой - азимут 180 град. и свечение индикатора "ОТ 2" (как для левой кнопки).

4

2.2.Исследование режима навигации

2.2.1.Подготовка аппаратуры

При выполнении п.2.2. используйте рис.6 - функциональную схему в режи-

ме VOR, и рис.5.

Подготовьте к работе имитатор маяков - прибор ЛИМ. На блоке НЧ ЛИМ органы управления установите в следующие положения:

-"дискретно-плавно" - в положение "дискретно";

-переключатель азимута - 0 град.;

-"режим работы" - в положение "VOR";

-"ILS" - в 0 град.;

-РГМ, КАМ - в "0%";

-кнопку "1020" - отжать.

На блоке ВЧ ЛИМ установите частоту 108,00 МГц, уровень выходного сигнала 2×102 микровольт (ручками "Микровольты" и "Множитель"). Обратите внимание, что уровень выходного сигнала индицируется на двух шкалах: на одной - в микровольтах, на другой - в децибелах. Проверьте, что отжата кнопка "Маркер". Положение остальных органов управления ЛИМ - произвольное.

Включите каждый из блоков ЛИМ, нажав кнопки-табло "Сеть". Ручкой "Уровень несущей" на блоке ВЧ установите стрелку прибора на отметку 100.

При данном положении органов управления на выходе ЛИМ присутствует сигнал VOR, соответствующий азимуту 0 град., то есть с нулевым сдвигом фаз между сигналами "Опорная фаза" и "Переменная фаза".

Проверьте, чтобы на "Пульте управления 2" было установлено значение частоты 108,00 МГц, а на "Селекторе курса 2" - 0 град. Лампочка "К2" должна гореть, а курсовой блинкер должен быть закрыт. На "Индикаторе углов" стрелка 2 должна отработать значение 0 град.

2.2.2. Прохождение сигнала в автоматическом и ручном каналах

а) Включите осциллограф и поставьте его органы управления в положения, обозначенные белыми метками. Ручки плавной регулировки, совмещённые со ступенчатыми, поверните вправо до щелчка.

Подключите 1-й канал осциллографа к гнезду 4 "Выход НЧ курс". Наблюдайте результирующую огибающую сигнала. Увеличив скорость развёртки осциллографа, наблюдайте сигнал поднесущей. Верните скорость развёртки в прежнее положение.

Переключите режим работы осциллографа в положение "..." и подключите 2-й канал осциллографа к гнезду 14 "Перем. контр.". Установите скорость развёртки в положение 5мс и ручкой смещения изображения по горизонтали совместите максимум (минимум) сигнала по 2-му каналу осциллографа с одной из левых вертикальных линий (рисок), нанесённых на экране осциллографа (можно с крайней левой). Ручкой плавной регулировки скорости развёртки установите расстояние между двумя максимумами (минимумами) сигнала равным 6 делениям. В этом случае одно деление соответствует запаздыванию по фазе на 60 град., а левая

5

вертикальная линия, проходящая через максимум (минимум), будет являться началом отсчёта времени для этой и остальных осциллограмм. До окончания исследования по п. 2.2. ручку смещения изображения по горизонтали не трогайте.

Зарисуйте осциллограммы с соблюдением масштабов и разности фаз (осциллограммы №1 и №2 соответственно с каналов 1 и 2).

б) Подключите 1-й канал осциллографа к гнезду 12 "Опорн. контр.". Зарисуйте осциллограмму по 1-му каналу (осц. №3).

Установите правый нижний переключатель "Азимут" на блоке НЧ ЛИМ в положение 180 град. После переключения изменится вид сигнала по каналу 2. Следящая система начнёт отрабатывать сигнал, и изображение по каналу 1 начнёт двигаться по экрану. После окончания отработки, когда на "Индикаторе азимута" установится значение 180 град., зарисуйте осциллограммы по обоим каналам

(осц. №4 и №5).

Снова установите 0 град. на НЧ ЛИМ.

Подключите микроамперметр к гнёздам "+εk осн" и "-εk осн" с соблюдением цветов на вилках и гнёздах. Микроамперметр подключён при этом параллельно сопротивлению нагрузки фазового детектора контрольного канала. Микроамперметр имеет добавочное сопротивление и является фактически вольтметром, но для использованного значения добавочного сопротивления показания микроамперметра, умноженные на 4, равны току в микроамперах, протекающему через нульиндикатор или через сопротивление нагрузки фазового детектора.

Переключите азимут на НЧ ЛИМ в положение 180 град. и наблюдайте изменение сигнала на выходе фазового детектора контрольного (автоматического) канала по микроамперметру. Установите снова азимут 0 град.

в) Подключите 1-й канал осциллографа к гнезду 11 "Опорн. осн.", а канал 2 - к гнезду 13 "Перем. осн.". Зарисуйте осциллограммы (осц.№6 и №7).

Вращая ручку "Селектор курса" (2-й полукомплект), наблюдайте отклонение вертикальной планки нуль-индикатора и перемещение изображения сигнала по каналу 1.

Подключите микроамперметр к гнёздам "+εk конт" и "-εk конт", то есть параллельно нуль-индикатору. Устанавливая на "Селекторе курса" значения из таблицы 1, измерьте значения тока. Результаты измерений занесите в табл.1.

					Таблица 1
Показания "Селектора курса", град.	354	357	0	3	6
Ток нуль-индикатора, мкА
Линейное отклонение (км) от
трассы на удалении 400 км

Ошибке VOR 2σ=3,6 град. соответствует отклонение ... км на удалении 400 км. При удержании самолёта в пределах ... делений нуль-индикатора суммарная ошибка VOR практически не увеличится.

Установите селектор курса в положение 90 град. Зарисуйте осциллограмму по каналу 1 (осц. №8).

6

2.2.3. Логика работы схемы "НА" - "ОТ" (полёт на маяк и от маяка)

Подключите 2-й канал осциллографа к гнезду 12 "Опорн. контр.". Установите на НЧ ЛИМ азимут 90 град. Зарисуйте осциллограмму по каналу 2(осц. №9). Установите на НЧ ЛИМ азимут 270 град. Зарисуйте осциллограмму по каналу 2 (осц. №10).

Переключите осциллограф в режим "I ± II". В этом режиме на осциллографе изображается сумма сигналов, поданных на каналы 1 и 2.

Установите на НЧ ЛИМ азимут 0 град. Измерьте амплитуду суммарного сигнала по экрану осциллографа и наблюдайте, какая лампочка горит - "НА 2" или "ОТ 2". Изменяйте азимут на НЧ ЛИМ ступенями через 300 до 3300, наблюдения занесите в таблицу 2 (первые четыре строки табл.). Горение соответствующей лампочки отмечайте крестиком.

Таблица 2

Селектор курса 90 град.

Азимут на НЧ ЛИМ. 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330

Град.

Амплитуда суммарного сигнала (В или делений)

"НА 2"

"ОТ 2"

Селектор курса 180 град.

"НА 2"

"ОТ 2"

2.2.4. Измерение чувствительности

Установите на выходе ЛИМ напряжение 1мкВ. Убедитесь, что лампочка "К2" на селекторе режимов не горит.

Таблица 3

Реальная чувствительность "Курс МП-70" по сигналу готовности в различных режимах

Чувствительность в дБ приведена относительно уровня ... мкВ

Режим работы		VOR	ILS-L	ILS-G
Чувствительность	мкВ
	дБ
Максимальная дальность дей-		400	46	18
ствия,	км
Минимальная дальность дей-		1	0,5	0,1
ствия,	км
Уровень сигнала на мини-
мальной дальности,	мкВ
Требуемый диапазон регули-
рования АРУ,	дБ

7

Увеличивайте выходной сигнал ручкой "Микровольты". Выходное напряжение ЛИМ, при котором зажигается лампочка "К2", будет равно значению реальной чувствительности аппаратуры "Курс МП-70" по сигналу готовности в режиме VOR. Запишите измеренное значение чувствительности в микровольтах и децибелах в соответствующую графу табл.3 (графа "VOR").

2.3.Исследование режима посадки

2.3.1.Курсовой канал ILS

Установите на "Пульте управления 2" частоту 108,10 МГц. Эту же частоту установите на блоке ВЧ ЛИМ и при необходимости подкорректируйте "Уровень несущей".

Установите "Режим работы" НЧ ЛИМ в положение ILS-L, переключатель "РГМ-КАМ" - в положение "0%", а переключатель "Отклонение" - в правое положение.

На ВЧ ЛИМ установите уровень выходного сигнала 2×102 микровольт. При данном положении органов управления на выходе ЛИМ присутствует

стандартный испытательный курсовой сигнал центрирования, т.е. сигнал, соответствующий оси ВПП (взлётно-посадочной полосы), имеющий в своём составе НЧ сигнал 150 Гц с глубиной модуляции 20%, соответствующий правому лепестку ДН (диаграммы направленности) со стороны захода на посадку, и НЧ сигнал 90 Гц также с глубиной модуляции 20%, соответствующий левому лепестку. Для такого сигнала разность глубин модуляции (РГМ) допускается не более 0,002.

Проверьте, что лампочка "К2" горит, курсовой блинкер закрыт, а вертикальная планка нуль-индикатора находится в нулевом положении. При выполнении данного пункта используйте функциональную схему в режиме ILS на рис.7.

Измерьте реальную чувствительность "Курс МП-70" по сигналу готовности в режиме ILS-L. Для этого установите на ВЧ ЛИМ выходной сигнал 1мкВ и убедитесь, что лампочка "К2" погасла. Увеличивая выходной сигнал, определите значение, при котором "К2" горит уверенно. Занесите значение в соответствующую графу таблицы 3 (ILS-L).

Установите уровень выходного сигнала 2×103 мкВ.

Соедините 1-й канал осциллографа с гнездом 4 "Выход НЧ курс" и зарисуйте осциллограмму (осц. №11).

Установите переключатель РГМ/КАМ на НЧ ЛИМ в положение 40% (цифры красного цвета) и зарисуйте осциллограмму (осц.№12).

Установите переключатель "Отклонение" на НЧ ЛИМ в левое положение и зарисуйте осциллограмму (осц.№13).

Верните переключатель РГМ/КАМ в положение 0%. Подключите микроамперметр к гнёздам "+εk осн" и "-εk осн".

Измерьте значения тока отклонения нуль-индикатора (с помощью микроамперметра) для различных значений РГМ для левого и правого положений переключателя "Отклонение". Результаты наблюдений занесите в табл.4.

			8
										Таблица 4
	Зависимость тока отклонения от РГМ для курсового канала
РГМ,	%	0	3,1	6,2	7,75	8,15	9,3	12,4	15,5	18,6
Ток, мкА	вправо
откл.	влево

2.3.2. Глиссадный канал

Установите на блоке ВЧ ЛИМ частоту 334,70 МГц, при необходимости подкорректируйте "Уровень несущей".

Установите "режим работы" НЧ ЛИМ в положение ILS-G, переключатель "РГМ-КАМ" - в положение "0%", а переключатель "Отклонение" - в правое положение.

На ВЧ ЛИМ установите уровень выходного сигнала 2×102 микровольт. При данном положении органов управления на выходе ЛИМ присутствует

стандартный испытательный глиссадный сигнал центрирования.

Проверьте, что лампочка "Г2" горит, глиссадный блинкер закрыт, а горизонтальная планка нуль-индикатора находится в нулевом положении.

При выполнении данного пункта используйте функциональную схему в режиме ILS на рис.7, при этом глиссадному каналу соответствуют обозначения в скобках.

Измерьте реальную чувствительность "Курс МП-70" по сигналу готовности в режиме ILS-G. Для этого установите на ВЧ ЛИМ выходной сигнал 1мкВ и убедитесь, что лампочка "Г2" погасла. Увеличивая выходной сигнал, определите значение, при котором "Г2" горит уверенно. Занесите это значение в таблицу 3.

Установите уровень выходного сигнала 2×103 мкВ.

Соедините 1-й канал осциллографа с гнездом 8 "Выход НЧ глисс." и зарисуйте осциллограмму (осц. №14).

Установите переключатель РГМ-КАМ на НЧ ЛИМ в положение "80%" и зарисуйте осциллограмму (осц. №15).

Установите переключатель "Отклонение" на НЧ ЛИМ в левое положение и зарисуйте осциллограмму (осц. №16).

Верните переключатель РГМ-КАМ в положение "0%". Подключите микроамперметр к гнёздам "+εr осн" и "-εr осн".

Измерьте значение тока отклонения нуль-индикатора (с помощью микроамперметра) для различных значений РГМ для левого и правого положений переключателя "Отклонение". Результаты наблюдений занесите в таблицу 5.

										Таблица 5
	Зависимость тока отклонения от РГМ для глиссадного канала
РГМ,	%	0	3,5	7,0	8,75	9,2	10,5	14,0	17,5	21,0
Ток, мкА,	вправо
отклоне-	влево
ния

9

2.3.3. Курсовой канал СП-50

При выполнении данного пункта используйте функциональную схему "Курс МП-70" в режиме VOR (рис.6) и материалы п.4.5.

Установите органы управления осциллографом в положения, указанные белыми метками, длительность развёртки - 5 миллисекунд.

На "Селекторе режимов" переключатель "ILS - СП-50" установите в положение "СП-50", на "Пульте управления 2" наберите частоту 108,10 МГц. Эту же частоту установите на ВЧ ЛИМ , там же установите уровень выходного сигнала 2×103 мкВ. На НЧ ЛИМ переключатель режимов установите в положение "СП- К", переключатель "Отклонение" - в правое положение, переключатель "РГМКАМ" (Коэффициент Амплитудной Модуляции) - в положение "21%".

После выполнения указанных действий должна гореть лампочка "К2", курсовой блинкер должен быть закрыт, вертикальная планка нуль-индикатора должна отклониться вправо.

Подключите 1-й канал осциллографа к гнезду 4 "Выход УНЧ курс". Наблюдайте структуру сигнала, увеличив скорость развёртки. Верните скорость развёртки в положение 5 мс.

Подключите 2-й канал осциллографа к гнезду 11 "Опорн.осн." и включите на осциллографе режим "...". Зарисуйте осциллограммы с обоих каналов осциллографа (осц. №17 и №18).

Подключите 1-й канал осциллографа к гнезду 13 "Перем. осн.", зарисуйте осциллограмму по каналу 1 (осц. №19), запишите значение РГМ-КАМ и положение переключателя "Отклонение", измерьте амплитуды сигналов.

Измените положение переключателя "Отклонение" на противоположное и зарисуйте осциллограмму по 1-му каналу (осц. №20), измерьте амплитуду.

Установите РГМ-КАМ в положение 10,5% и при двух положениях переключателя "Отклонение" зарисуйте осциллограммы по каналу 1 (осц. №21 и №22) с указанием значений амплитуд.

Установите РГМ-КАМ в положение "0%" и зарисуйте осциллограмму по каналу №1 (осц. №23).

3.Требования к содержанию отчёта

3.1.Общие требования

Вотчёте используйте формулы и исходные данные, изложенные в разделе

Вотчёте приведите результаты лабораторных исследований (осциллограммы и таблицы), их объяснение, выводы, функциональные схемы в режимах навигации и посадки с указанием контрольных гнёзд для наблюдения осциллограмм.

Конкретные требования к содержанию отчёта о наблюдениях и измерениях, выполненных в п.п. 2.2-2.3, изложены, соответственно, в п.п. 3.2-3.3

10

3.2. Требования к содержанию отчёта по п.2.2.

А. Осциллограммы 1-10 изобразите в едином масштабе времени. За нулевой отсчёт времени примите момент прохождения осциллограммы №2 через максимум.

Каждой осциллограмме 2-10 поставьте в соответствие вектор. За опорный вектор, относительно которого изображается положение остальных векторов, примите вектор, соответствующий сигналу на осциллограмме 2, и изобразите этот вектор направленным вертикально вверх.

Б. При изображении осциллограммы 1 обратите внимание, что , как глубина амплитудной модуляции несущей сигналом поднесущей равна 30%, так и глубина амплитудной модуляции несущей сигналом "Переменной фазы" также равна 30% (см. рис.2)

В. Дайте объяснение разности фаз между сигналом на осц.2 и сигналом "Переменной фазы" на осц.1. Выразите задержку в миллисекундах.

Г. Рассчитайте значения линейного отклонения (в км) самолёта от трассы для всех значений отклонений вертикальной планки в табл.1. Удаление самолёта от маяка примите равным 400 км, т.е. равным дальности прямой видимости на высоте полёта примерно 10 км. Рассчитайте отклонение для ошибки VOR 2σ=3,6 град.

Принято считать, что если ошибки "складываются под корнем" и одна из них равна примерно 30% от другой, то первая ошибка практически не влияет на

суммарную. Действительно, (0,3 x)2 + x2 ≈ 1,04x.

Основываясь на этом предположении, определите, в пределах какой части шкалы нуль-индикатора пилот (или автопилот) должен удерживать самолёт, чтобы эта ошибка практически не увеличила суммарную ошибку VOR (используйте график рис.5).

Результаты представьте в виде табл.1.

Д. По результатам измерений в табл.2 постройте зависимость амплитуды суммарного сигнала от азимута. Укажите на графике порог срабатывания схемы

"НА" - "ОТ".

Предположите, что на "Селекторе курса" установлено значение 180 град. Определите, при каких значения азимута на НЧ ЛИМ будут гореть лампочки "НА2" и "ОТ2". Результаты занести в табл.2 крестиками.

Е. По результатам измерений в табл.3 рассчитайте, относительно какого уровня измеряется чувствительность в децибелах в приборе ЛИМ.

Предположите, что на максимальной дальности действия уровень принимаемого на борту сигнала от соответствующего маяка равен реальной чувствительности. Исходя из этого предположения, оцените уровень сигнала на минимальной дальности (в мкВ) и требуемый диапазон регулирования АРУ (в дБ). (Приведённые в табл.3 значения минимальных дальностей несколько отличаются от технических условий на аппаратуру).