1. Принцип построения навигационного комплекса кн-23

1.1 Назначение и состав навигационного комплекса КН-23.

Комплекс навигационный КН-23 предназначен для обеспечения решения основной задачи навигации в резервном режиме работы ПрНК-23 (при отказе ЦВМ 10-15-23), а также для выполнения предпосадочного маневра и захода на посадку в обоих режимах. Устанавливается на самолётах фронтовой авиации: на МиГ-27М - ПрНК-23М(М1), на МиГ-27К - ПрНК-23К, на Су-17М4 истребитель бомбардировщик - ПрНК-54.

Управление работой КН-23 обеспечивается с помощью щитка управления ЩУ, расположенного в кабине самолета.

КН-23 обеспечивает решение следующих задач:

автоматическое счисление текущего местоположения самолета по данным бортовых автономных средств,

автоматическую коррекцию счисленных координат от системы РСБН-6С,

выполнение маршрутного полета, выход в район заданной цели, возврат в район аэродрома посадки, выполнение предпосадочного маневра и захода на посадку,

определение и выдачу потребителям и на индикаторные приборы основных навигационных и пилотажных параметров:

и - истинного курса,

гмк - гиромагнитного курса,

зк - заданного курса,

КУР - курсового угла радиостанции,

W - путевой скорости,

β - угла сноса,

γ - угла крена,

- угла тангажа,

г,к- сигналов отклонения от равносигнальных зoн посадочного радиомаяка,

ΔН - отклонения от заданной высоты на траектории снижения и предпосадочного маневра,

и разовых команд.

Состав КН-23 (см. рис.1*):

комплект бортового оборудования радиотехнической системы ближней навигации РСБН-6С;

система инерциальной курсовертикали ИКВ;

доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса ДИСС-7;

автономный вычислитель В-144;

датчик воздушной скорости ДВС-10;

* - см.рис. в Приложении к занятию

датчик высоты ДВ-ЗОК;

рама амортизационная РА.

КН-23-1 по связям задействован на систему воздушных сигналов СВС-II-72-3.

1.2 Краткая характеристика аппаратуры из состава КН-23.

Основной составной частью комплекса КН-23 является РСБН-6С, которая обеспечивает решение следующих задач:

счисление ортодромических координат самолета по данным ИКВ, ДИСС-7 и ДВС-10.

Радиотехническая система ближней навигации РСБН-6С (самолетная аппаратура) обеспечивает решение задач навигации и посадки в резервном режиме работы комплекса, а также коррекцию счисленных координат самолета с помощью радиомаяков ближней навигации (МБН) и задачу посадки в основном режиме работы комплекса.

Аппаратура РСБН-6С при работе в составе навигационно-пилотажного комплекса связана со следующим оборудованием самолета:

с системой автоматического управления;

с системой воздушных сигналов (автономные датчики скорости, высоты);

с курсовой системой;

с антенно-фидерной системой "Пион";

с самолетным ответчиком.

Радиотехническая система РСБН-6С в однокабинном и двухкабинном вариантах при взаимодействии с системами, входящими в навигационно-пилотажный комплекс, обеспечивает на приборах индикацию следующих параметров:

а) на приборе ППД-2:

дальности до выбранной точки цели (Д) (при дальности до цели более 500 км на приборе выпадает бленкер "х10", указывающий на необходимость умножения на 10 числа на счетчике прибора);

б) на приборе НПП:

истинного текущего курса ;

курсового угла радиомаяка КУР;

азимута самолета Θ;

заданного курса ;

сигналов бленкеров курса и глиссады;

сигналов отклонения от равносигнальных зон курса и глиссады (и);

в) на приборе КПП:

отклонения от заданной высоты в режиме пробивания облачности (ΔН);

г) на щитке управления аппаратуры РСБН-6С:

сигнала "Разрешение коррекции" (загорается лампа с зеленым фильтром КОРР.);

сигнала линейного упреждения разворота (ЛУР) (загорается лампа с желтым фильтром Д МЕНЬШЕ 40 км).

Перед полетом в аппаратуре РСБН-6С должны быть запрограммированы следующие данные:

ортодромические координаты четырех аэродромов, оборудованных радиомаяками, и трех промежуточных пунктов маршрута (ППМ);

углы сходимости меридианов Δ для четырех аэродромов (угол между географическим и ортодромическим меридианами в точке расположения аэродрома);

курсы посадки для четырех аэродромов;

боковые выносы радиомаяков Ζ относительно оси ВПП для четырех аэродромов;

частотно-кодовые каналы связи (коды и кварцы) навигационных и посадочных радиомаяков для четырех аэродромов.

Программирование маршрута полета осуществляется с помощью БВН.

Для решения навигационных задач в аппаратуре РСБН-6С принята ортодромическая система координат (см. рис.2*). Ось X направлена на север вдоль географического меридиана, проходящего через начало координат. Ось У направлена на восток по дуге большого круга и является условным экватором (ортодромическим экватором). В соответствии с принятой терминологией эта система координат называется ортодромической (условно географической).

Использование ортодромической системы координат позволяет осуществлять навигацию по любым маршрутам в единой системе координат на площади 6000x6000 для комплектации с блоком БВН и на площади 1200x1200 для комплектации с блоком БВН-01.

Ортодромические координаты точек маршрута и углы сходимости меридианов для аэродромов снимаются с карты или рассчитываются по формулам.

Исходными данными для определения ортодромических координат являются географические координаты начала отсчета и точек маршрута

Начало отсчета выбирается из расчета наивыгоднейшего охвата системой координат района полетов. Целесообразно принять за начало отсчета координаты аэродрома базирования.

Для определения ортодромических координат точек маршрута при полетах на расстояния до 500 км может быть использована прямоугольная сетка, нанесенная на прозрачный материал. Вид участка прямоугольной сетки для карты масштаба 1:1 000 000 представлен на (см.рис.3*).

Посадочные курсы аэродромов и боковые выносы радиомаяков относительно оси ВПП выбираются из сборников по радиотехническому оборудованию или из регламентов.

Поскольку аппаратура РСБН-6С не может обеспечить выход самолета непосредственно на ППМ, то для точного выхода на него при известном маршруте полета в БВН-01 следует ввести координаты точки (X , У'.), отстоящей на 40 км дальше в направлении полета (см. рис.4*).

Инерциальная курсовертикаль (ИКВ) предназначена для определения и выдачи сигналов, пропорциональных горизонтальным проекциям абсолютной скорости самолета ,в не вращающейся прямоугольной системе координатсвязанной со свободной в азимуте гироплатформой инерциальной системы (см. рис.5*), ортодромического курса, углов крена и тангажаи вертикальной составляющей абсолютного ускорения. Инерциапьная курсовертикаль ИКВ обеспечивает измерение составляющих абсолютной скорости самолета, а также измерение углов крена, тангажа, ортодромического курса и выдачу их в аппаратуру РСБН-6С и САУ.

Принцип действия системы ИКВ заключается в измерении составляющих абсолютного ускорения с помощью двух акселерометров, установленных на гиростабилизированнои платформе, и интегральной коррекции кренового и тангажного гироскопов с целью определения и выдачи углов отклонения от плоскости горизонта, а также для определения и выдачи ортодромического курса при коррекции курсового гироскопа посредством сигнала, несущего информацию о постоянной составляющей собственного дрейфа гироплатформы и вертикальной составляющей угловой скорости вращения Земли.

Платформа представляет собой трехосный гиростабилизатор, выполненный на трех двухстепенных гироскопах.

При начальной выставке платформы в горизонте и азимуте ось X платформы ориентируется на север. Составляющие абсолютной скорости самолета в ортодромической системе координат (см. рис. 5*).

Доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса ДИСС-7 предназначен для определения скорости по самолетным (связанным) осям путем измерения доплеровских частот F_1, F₂ , F₃ и поправки на характер отражающей поверхности . Допперовский измеритель путевой скорости и угла сноса самолета ДИСС-7 обеспечивает измерение трех некомпланарных составляющих путевой скорости и выдачу их в вычислитель В-144, в котором производится вычисление путевой скорости W и угла сноса α.

Вычислитель В-144 предназначен для вычисления путевой скорости , на оси стабилизированной (горизонтальной) прямоугольной системы координат, связанной с самолетом путем обработки информации, получаемой с помощью ДИСС-7 (см. рис.6*).Вычислитель В-144 выдает в систему РСБН-6С напряжения, пропорциональные проекциям путевой скорости на продольную и поперечную оси самолета (см. рис. 7*)

Датчиками скорости и высоты могут быть либо системы СВС, либо датчики ДВС-10, ДВ-30 и ЗДВ

Датчик воздушной скорости ДВС-10 предназначен для измерения и выдачи воздушной скорости в вычислитель РСБН-6С. Принцип работы датчика ДВС-10 основан на измерении динамического напора, статического давления и температуры воздушного потока, воспринимаемых приемником воздушного давления ПВД и приемником температуры П-5, и преобразовании этих величин в напряжение, пропорциональное истинной воздушной скорости. Диапазон измеряемых скоростей 500...2500 км/ч.

Датчик высоты ДВ-30 предназначен для определения барометрической высоты полета самолета и выдачи электрического сигнала, пропорционального высоте полета. Принцип действия датчика состоит в измерении статического давления воздуха, окружающего самолет, барометрическим методом. Барометрический метод измерения высоты основан на использовании закона падения давления воздуха с увеличением высоты. Датчик измеряет высоту в диапазоне от 0 до 30 км.

Датчик высоты ДВ-30К обеспечивает ввод барометрической высоты полета в РСБН-6С.

Задатчик барометрического давления ЗДВ предназначен для ввода в датчик высоты поправок на изменение давления на уровне земли. Диапазон вводимых поправок на изменение давления составляет 85*10 ...105*10 Па.

1.3. Принцип работы, функциональное построение и связи.

Структурная схема навигационного комплекса КН-23 (см. рис.8*).

Состав:

1) Датчики информации:

радиотехнические: ДИСС-7, В-144, РСБН-6С, РСДН А-711.

нерадиотехнические: СВС (ДВС-10, ДВ-30 и ЗДВ),ИКВ

Датчиками скорости являются:

система воздушных сигналов СВС;

доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса ДИСС;

инерциальная курсовертикаль ИКВ.

Датчиками направления движения являются:

система курсовертикали СКВ;

инерциальная курсовертикаль ИКВ.

2) Специализированные вычислители: БВН, БВП РСБН-6С;В-144.

3) Органы управления и индикации: ЩУ, ШПК, ППД, НПП, КПП.

4) САУ.

Система автоматического управления САУ предназначена для выработки команд траекторного управления по информации об отклонениях от заданной траектории, индикации этих команд летчику на приборы КПП и НПП, а также отработки команд сервоприводами автопилота при автоматическом траекторией управлении.

САУ выполняет также задачи стабилизации курса и высоты попета, заданных летчиком, стабилизирует заданные значения крена и тангажа, выполняет приведение самолета к режиму горизонтального полета, повышает демпфирование движения самолета и его статическую устойчивость.

Управление работой системы САУ производится летчиком с пульта, на котором размещают кнопки-пампы включения режимов работы системы и другие органы управления. Наименование режимов и название кнопок и органов управления зависят от типа самолета и состава его оборудования.

Включение режимов подтверждается загоранием лампы в кнопке-лампы. Если канал неисправен или нарушены условия выполнения требуемого режима, то режим не включается и индикации лампы в кнопке не происходит.

Более подробные сведения о режимах работы системы САУ и ее тактико-технические характеристики приводятся в технической документации на конкретную систему САУ.

Навигационно-пилотажные комплексы служат для определения местоположения самолета и формирования сигналов траекторного управления самолетом.

Вычисление местоположения самолета сводится либо к счислению пути, либо к определению местоположения путем измерения азимута и дальности.

Счисление пути сводится к измерению пройденного расстояния по координатным осям на основе данных о скорости и направлении полета.

Принцип работы КН-23 основан на:

счислении измерителем РСБН - 6С ортодромических координат X, Y местоположения ЛА по составляющим абсолютной линейной скорости ЛА V_η V_ξ и ортодромическому курсу _0, выдаваемых ИКВ;

для повышения точности счисления ортодромических координат в КН-23 осуществляется коррекция скорости, выдаваемой ИКВ по данным составляющих Wхc и Wzc путевой скорости, вычисленных В-144 по доплеровским частотам Fl, F2, и F3 и поправке U хоп измерителя ДИСС–7;

при отказе ИКВ (по выдаче абсолютной линейной скорости, т.е. при переходе ее в режим радиальной коррекции) и одновременно при отказе ДИСС-7 счисление координат в КН-23 производится по воздушной скорости Vист. датчика ДВС - 10.

Пo значениям счисленных ортодромических координат Х, Y и ₀, углу сходимости Δ изделием РСБН -6С определяются и выдаются основные навигационные параметры:

зк, зк = arctg ;

дальность Дц до "цели"(ППМ, аэродрома, радиомаяка), Дц = ;

ист, ист = ₀+ Δ;

КУР, КУР = А - тек + 180° ,где тек =₀, тек = ист

Координаты самолета счисляются в вычислителе аппаратуры РСБН-6С по данным автономных систем и корректируются точными радиотехническими данными (азимут и дальность относительно радиомаяка), которые измеряются радиотехнической частью аппаратуры РСБН-6С. Использование в аппаратуре двух видов определения координат (радийного и автономного) увеличивает помехозащищенность аппаратуры и устойчивость выходных сигналов управления.

При полете в зоне действия запрограммированного радиомаяка для уменьшения накопленных погрешностей по счисленным в автономном режиме координатам осуществляется коррекция по сигналам радиомаяка. При наличии радиокоррекции в РСБН-6С определяется азимут А и курсовой угол радиостанции КУР при маршрутном полете и в зоне захвата радиомаяка.

В режиме возврата по сигналам наземных радиомаяков и текущей высоте полета Н тек в РСБН - 6С формируется траектория полета в горизонтальной и вертикальной плоскостях и выдаются сигналы в САУ:

а) на приборе НПП:

курсового угла радиомаяка КУР;

азимута самолета Θ;

заданного курса зк;

сигналов бленкеров курса и глиссады;

сигналов отклонения от равносигнальных зон курса и глиссады (и);

б) на ППД – 2:

дальность до радиомаяка РСБН

б) на приборе КПП:

отклонения от заданной высоты в режиме пробивания облачности (ΔН).

1.4. Режимы работы.

В зависимости от используемого датчика скорости (ДИСС-7, ИKB, ДВС -10) для счисления координат КН-23 имеет следующие режимы работы:

инерциально - доплеровский;

режим инерциального счисления координат;

режим счисления от ДВС-10;

режим радиокоррекции.

Оптимальный выбор режимов работы навигационного комплекса (по точности счисления координат) производится автоматически в блоке БСАД-М РСБН-6С.