книги / Эксплуатация авиационного радиоэлектронного оборудования

ности — не более 100. На борту эксплуатируются РСБН-2СА и РСБН-7с и др. (см. табл. 1.1).

Радиосистемы дальней навигации используются в основном на маршруте, где средства ближней навигации не обеспечивают необходимого обслуживания полетов. По характеру определяемого в системе навигационного параметра СДН относят к классу разностно-дальномерных. Применяются разностнодальномерные (гиперболические) системы двух типов: фазовые и импульсные. СДН предназначены для контроля пути, определения навигационных элемен­ тов и вывода ВС в заданный район.

Из разностно-дальномерных СДН распространены системы «Лоран-А», -С» и -Д», отличающиеся методом определения навигационного параметра. Введена в эксплуатацию СДН типа «Omega», большая дальность действия и высокая точность которой позволяют отнести ее к классу глобальных все­ погодных навигационных систем, пригодных для использования ВС, корабля­ ми и подвижными объектами на суше. РСДН работают в мириаметровом диа­ пазоне волн (f = 10 кГц).

Автоматический радиокомпас (АР К) — следящая радиотехническая система, обеспечивающая: полет на радиостанцию и от нее с визуальной инди­ кацией курсового угла радиостанций (КУР); автоматическое и непрерывное определение курсового угла радиостанции (КУР); прием позывных сигналов PC, работающей в диапазоне частот радиокомпаса.

Самолетный дальномер (СД) предназначен для измерения дальности от­ носительно радиомаяков типа DME. В основу действия СД положен прин­ цип измерения временного интервала между запросным и ответным импуль­ сами. Дальность действия СД 370 км; несущая частота запросных импульсов около 1000 МГц; частота следования импульсов запроса (24dt6) Гц; диапазон запросных частот приемника 950—1200 МГц.

Бортовой метеонавигационный РЛ предназначен для обнаружения опас­ ных для полета гидрометеорологических образований, навигационного обзора земной поверхности, определения углового положения и удаленности наблю­ даемых объектов. РЛ работает в режиме импульсного излучения мощностью 15 кВт на волне длиной 3,2 см. Зона обзора РЛ по азимуту не менее ±100 %;

предназначен для определения путевой скорости и угла сноса ВС. Он работа­ ет в непрерывном (с частотной модуляцией) режиме на волнах сантиметрово­ го диапазона. Выходная мощность передатчика около 0,8 Вт. В горизонталь­ ном полете погрешность измерения (2а) путевой скорости равна 0,35 % Vc и угла сноса — 20' Информация ДИСС визуально воспроизводится экипажу и поступает в бортовой пилотажно-навигационный комплекс (ПНК).

Самолетный ответчик обеспечивает активную работу с наземными дис­ петчерскими и посадочными РЛ, а также с зарубежными системами УВД. СО автоматически передают (в ответ на запрос наземной системы) закодирован­ ную информацию о координатах, бортовом номере ВС, высоте полета, запасе топлива на борту, а также сигнал бедствия. Запрос и ответ осуществляются на разных частотах, что увеличивает помехозащищенность системы. Мощность передатчика до 1 кВт.

Самолетная навигационно-посадочная аппаратура типа «Kypc-MFh>

предназначена для обеспечения полетов ВС по сигналам радиомаяков типа VOR, выполнения предпосадочных маневров и режима захода на посадку по сигналам РМ международной системы ILS и систем типа СП, применяемых в

СССР. Аппаратура принадлежит к классу неавтономных двумерных РНС, осуществляющих углометрию с использованием амплитудно-фазовой инфор­ мации. Аппаратура позволяет получать информацию об угловом отклонении ВС в горизонтальной плоскости относительно оси взлетно-посадочной полосы (ВПП); и угловом отклонении ВС относительно плоскости, проходящей под

углом глиссады снижения (положение самолета в вертикальной плоскости); о моменте пролета маркерных радиомаяков.

Радиовысотомер (РВ) малых высот обеспечивает выдачу информации эки­ пажу и в другие бортовые системы о текущей высоте полета в интервале 0—

— 750 м. Он работает в режиме непрерывного излучения зондирующего сиг­ нала с частотной модуляцией на частотах 4,2—4,3 ГГц. По своей структуре это автономный следящий измеритель. Погрешность измерений в диапазоне 0 — 30 м составляет 0—0,3 м, в диапазоне 30—750 м она равна =Ь 4 % от из­ меряемой дальности.

1.3. ПАРАМЕТРЫ РЭО И ИХ ВЗАИМОСВЯЗЬ

Качество работы РЭО характеризуется набором параметров, определя­ ющих его целевое назначение и возможности функционального использова­ ния, технические решения и эксплуатационные особенности.

Параметры функционального использования (ПФИ) определяют потреби­ тельские характеристики РЭО в системе радиообеспечения. Основные из них следующие:

зона действия РЭО, ограниченная минимальной и максимальной даль­ ностью действия (Dmin и Dmax); минимальным и максимальным значением азимута (Лзш1п и Азтах); минимальным и максимальным значением угла места (Ум т щ и Ум тах), высоты (Нтin и Ятах);

число измеряемых и воспроизводимых координат; точность измерения параметров, определяемая средней квадратической

погрешностью измерения параметра — о0, оАз, а Ум, ау, где а — средняя

квадратическая погрешность измерения скорости; разрешающая способность РЭО;

пропускная способность РЭО, работающего по принципу «запрос-ответ», определяется числом одновременно обслуживаемых с заданной точностью ВС в течение определенного временного интервала;

тип оконечного устройства РЭО; эффективность; масса и габаритные размеры;

потребляемая мощность (энергия).

Технические параметры (ТП) представляют инженерные решения, обес­ печивающие реализацию заданных ПФИ, описывают РЭО как изделия радио­ электроники. Состав ТП зависит от функционального назначения и комплек­ са ПФИ. В совокупности они характеризуют РЭО, а каждый из ТП в отдель­ ности служит основным показателем одного или нескольких устройств, вхо­ дящих в РЭО. Основными техническими параметрами РЭО являются:

диапазон радиоволн (Я1Пах — Xmin) и связанная с ним характеристика АФУ;

вид модуляции сигнала и ее параметры (глубина модуляции или коэффи­ циент глубины модуляции, вид модулирующей функции, частота модуля­ ции Рм);

метод излучения (направленность излучения G); импульсная и средняя мощность передатчика (Рн и Рср); длительность сигнала (тс, т„); формы диаграмм направленности антенн (/(а), / (Р));

коэффициент шума приемника (iV,n) — чувствительность приемника; полоса пропускания приемника (АРПрм);

статистические характеристики приемного тракта (вероятности правиль­

ного обнаружения Рпо и ложной тревоги Р1 т); степень оптимизации прием­ ного тракта;

конструкция и элементная база;

выходные характеристики устройства обнаружения измерения и ото­ бражения.

системы, числа накапливаемых импульсов; сскмз — коэффициент километро­ вого затухания радиоволн в атмосфере, дБ/км.

В режиме двусторонней связи (для РНС и СО):

^гаах з.о = [(РХя ^Дз Прм о )/(4 л ^ ° ^П рм о ^ П р м о)] ^~»

^гаах о . з ~ [ ( ^ о то G0 SA прм.з)/(4л Фз ^П рм .з ^^^П рм .з)11^ •

Индексы «з» и «о» обозначают параметры и характеристики запросчика и ответчика. Из двух рассчитанных значений Dmax0.3 и Dmax3>0 для характе­ ристики дальности действия принимается наименьшее. В режиме односторон­ ней связи, например линии «наземная РНС — бортовой приемник», дальность действия (ограниченная энергетикой)

[ ( ^ 1 Т1 ^А1 5 А 2 ) / ( 4 я ^2 ^П рм 2 ^Прмг)]* ^ •

Здесь индекс «1» характеризует принадлежность к наземной системе, а

индекс «2» к бортовой.

Мощность, потребляемая системой, может быть рассчитана по приведен­ ным уравнениям. Если РЭО состоит из передатчика и приемника, то потреб­ ляемая мощность

Р потр — Р изл.ср — (4«D*max ^Прм min )/^ и з л $ а Прм»

ления, обращения, эксплуатации и утилизации изделия от начала исследова­ ния возможностей его создания до окончания использования по назначению. Его составляющими являются:

стадия исследования и проектирования РЭО, на которой осуществляются исследование И отработки замысла, формирование уровня качества, соответ­ ствующего достижениям научно-технического прогресса, разработка проект­ ной и рабочей Документации, изготовление и испытание опытного образца, раз­ работка рабочей конструкторской документации для изготовления, обращения и эксплуатации изделия;

стадия изготовления изделия РЭО, включающая: технологическую подго­ товку производства; становление производства; подготовку изделий к транс­ портированию и хранению;

стадия обращения изделий, на которой организуется максимальное со­ хранение качества готовой продукции в период транспортирования и хране­ ния;

стадия эксплуатации, на которой реализуется, поддерживается й восста­ навливается качество изделия. Она является основной в ЖЦ и включает: целевое использование изделия, в соответствии с назначением; техническое обслуживание и профилактическое восстановление; ремонт и восстановление после отказа.

На последнем этапе эксплуатации после потери изделием потребитель­ ских качеств выполняется операция его утилизации при максимальном ис­ пользовании утилизированных веществ.

Правильное функционирование в процессе эксплуатации РЭО реали­ зуется при условии, когда все его параметры функционального назначения находятся в заданных пределах, установленных технической документа­ цией. Если обозначить совокупность (множество) ПНФ через 77ф>н (/), то

Пф н< Пф Н(/) < Пф н и изделие РЭО находится в состоянии работоспособ­

ности.

Работоспособное состояние РЭО (работоспособность) — состояние систе­ мы, при котором она способна выполнять свои функции, сохраняя значения заданных параметров в пределах, установленных нормативно-технической документацией.

Условие работоспособности может быть записано как П“ С Пт (/) С П®,

т.е. совокупность технических параметров должна находиться в пределах заданных допусков. Как только один из параметров Пф.н (/) или Пт (/) вы­ ходит за пределы, установленные технической документацией (не все, а толь­ ко основные параметры изделия регламентируются документами), в аппара­ туре наступает отказ, т. е. событие, заключающееся в нарушении работоспо-

собности. При Пф.„ (/) > П | н, или Пф.„ < П£ НПТ (/) > П®, Пт (/) <

< П“ изделие находится в неработоспособном состоянии.

Неработоспособное состояние РЭО — состояние системы, при котором значение хотя бы одного из заданных параметров не соответствует требова­ ниям нормативно-технической документации.

Стадия эксплуатации изделия РЭО характеризуется различного рода внешними воздействиями. В самом изделии неизбежно протекают процессы изнашивания, старения, выработки ресурса. Под влиянием внешних усло­ вий эти процессы могут протекать быстрее или медленнее, но они неизбежно сопутствуют реальной физической системе. Все это приводит к тому, что на стадии эксплуатации ТП и, как следствие, ПФН изменяются во времени, т.е. ухудшаются. В аппаратуре происходит деградация.

Исследование и проектирование

Деградационные процессы вызы­ ваются старением и изнашиванием, электрическими перегрузками в от­ дельных элементах, механическими и климатическими воздействиями.

Старение и изнашивание — ре­ зультат сложных физико-химических процессов, протекающих в элемен­ тах структур радиоэлектронных си­ стем РЭО. При старении в непрово­ лочных резисторах имеет место кри­ сталлизация провздящего слоя, что

давления. Вибрации и удары приводят к преждевременному изнашиванию элементов аппаратуры, появлению усталостных явлений или разрушению. Под действием вибраций нарушается первоначальная настройка регулируе­ мых радиоэлементов. Действие звукового давления на элементы РЭО анало­ гично действию вибрации, так как оно возбуждает механические колебания деталей и узлов. В электронных лампах и транзисторах возникает микрофон­ ный эффект, может происходить возбуждение колебаний корпуса радиоэле­ мента.

Климатические воздействия вызывают отклонения параметров элемен­ тов от номинальных значений. Колебания температуры форсируют процессы старения, увеличивая интенсивность отказов элементов. При повышенной влажности ускоряется коррозия, снижаются диэлектрические свойства и со­ противление изоляции, увеличиваются потери в контурах, сопротивление ре­ зисторов.

Отказ аппаратуры может привести к прекращению функционирования РЭО или, к возрастанию погрешности измерения. Он может быть замечен экипажем (явный отказ) или не замечен (скрытый отказ — без прекращения функционирования).

Отказ РЭО в полете может быть причиной авиационного происшествия или его предпосылки, т. е. оказывает прямое влияние на безопасность и регу­ лярность полетов. Например, отказ РЛС в период и в районе интенсивной грозовой деятельности приводит к прекращению полета, изменению маршру­ та, а в худшем случае к попаданию в аварийную или даже катастрофическую ситуацию.

Отказы РЭО, обнаруженные на земле, также могут вызвать изменение по­ летного задания, маршрута, задержку рейса, т. е. нарушают регулярность и, как следствие, снижают такие показатели работы Аэрофлота, как экономич­ ность и качество. Существенное влияние на экономичность оказывает долго­ вечность РЭО.

На устранение этих отрицательных факторов должны быть направлены основные усилия специалистов по технической эксплуатации. На рис. 1.6 показано изменение двух комплексных показателей: совокупных параметров и г (/) и U2 (0 Нод воздействием деградационных процессов и парирующих процессов поддержания работоспособности (для Ui) и восстановления после отказа (для £/2)- Парирование деградационных процессов, поддержание и вос­

становление работоспособности — основные целевые функции технической эксплуатации РЭО.

Обеспечение бесперебойной работы авиационной техники (АТ) представ­ ляет сложный многоплановый и многофункциональный процесс.

Инженерно-авиационное обеспечение как функция технической эксплуата­ ции радиоэлектронного оборудования ВС определяется Наставлением по про­ изводству полетов и включает:

содержание воздушных судов в исправном состоянии в соответствии с ус­ тановленными нормативами:

обеспечение своевременного и качественного технического обслуживания воздушных судов;

обеспечение высокого уровня безопасности, регулярности полетов и куль­ туры обслуживания пассажиров;

анализ причин отказов и неисправностей авиационной техники и внедре­ ние мероприятий по их предупреждению;

совершенствование технических знаний летного и инженерно-технического состава и практических навыков по вопросам технической авиационой тех­ ники;

планирование использования воздушных судов, их технического обслужи­ вания, ремонта, специальных осмотров и конструктивных доработок авиаци­ онной техники;

контроль за соблюдением правил технической эксплуатации воздушных судов специалистами служб и организаций;

разработку и осуществление мероприятий по сохранности авиационной техники на земле.

Содержательная часть инженерно-авиационного обеспечения полетов со­ ставляет изложение функциональных задач технической эксплуатации авиа­ ционной техники.

Техническая эксплуатация АТ представляет собой производственную деятельность управлений, авиапредприятий и личного состава ГА по инже­ нерно-авиационному обеспечению полетов. С помощью мероприятий по техни­ ческой эксплуатации обеспечиваются безопасность и регулярность полетов, надежность и исправность ВС, подготовка их к полетам, правильная летная эксплуатация. Техническая эксплуатация направлена на сохранение харак­ теристик ВС и их изделий (в том числе и РЭО) на протяжении установленных ресурсов и сроков службы в тех допусках, которые требуют нормы летной годности, и поддержание максимальной готовности к функциональному ис­ пользованию.

Техническая эксплуатация обеспечивает эффективное использование ВС при экономных затратах трудовых, материальных и топливно-энерге­ тических ресурсов.

Система технической эксплуатации реализуется при совокупности объ­ ектов технической эксплуатации (ОТЭ), личного состава, наземных соору­ жений, технологического оборудования и средств наземного обслуживания, эксплуатационно-технической документации, устанавливающей методы и правила эксплуатации (рис. 1.7). Техническая эксплуатация включает: под­ готовку наивыгоднейших режимов работы АТ в полете; техническое обслу­ живание (ТО) ВС в процессе использования, хранения и транспортирования; организацию и обеспечение технического обслуживания.

Принципы, реализуемые при эксплуатации авиационной техники, и ос­ новные показатели, позволяющие количественно оценить результат эксплуа­ тации, определяют показатели качества работы Аэрофлота.

Безотказность АТ определяет безопасность полетов. При этом понима­ ется безотказность, обеспечиваемая качественно, структурно, функциональ-

Рис. 1.7. Система технической эксплуатации РЭО

но. Готовность авиационной техники во многом определяет регулярность по* летов и может быть оценена комплексными показателями надежности — ко­ эффициентами оперативной готовности и технического использования. Эти ко­ эффициенты зависят от показателя безотказности Т0 — средней наработки на отказ и от показателя ремонтопригодности Гп — среднего времени вос­ становления. Следовательно, безотказность связана с регулярностью поле­ тов.

Экономичность технической эксплуатации определяется трудоемко­ стью ТО, затратами на средства ТО и обслуживание этих средств. Экономич­ ность связана Почти линейными соотношениями с безопасностью и регуляр­ ностью, которые требуют для своего обеспечения определенных затрат, воз­ растающих по Мере совершенствования техники.

Безотказность и готовность авиационной техники к выполнению функ­ циональных задач обеспечиваются такой организацией технической эксплу­ атации, при которой возможные отказы должны быть выявлены заранее в процессе ТО и возможность их возникновения должна быть предотвращена. Техническое обслуживание носит планово-предупредительный характер.

Глава 2 РАДИОНАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА

2.1. РАДИОСИСТЕМЫ БЛИЖНЕЙ НАВИГАЦИИ

Радиосистемы ближней навигации (РСБН) позволяют получить в преде­ лах зоны действия системы информацию об азимуте и (или) дальности ВС на его борту. Азимут и дальность определяются относительно радионавига­ ционной точки (РНТ), в которой установлена антенна радиомаяка (РМ) и по­ ложение которой известно.

Наземное оборудование РСБН состоит из азимутального и дальномерного РМ. Дальномерный РМ часто называют ответчиком.

Бортовое оборудование РСБН предназначено для измерения азимута и дальности до наземного РМ и последующего определения местоположения ВС или отклонения от заданного курса при полете в радиальном относитель­ но РМ направлении и расстоянии до этого РМ.

Сигналы, пропорциональные азимуту и дальности ВС, выдаются бортовы­ ми радиоустройствами в вычислительную систему навигационно-посадочного комплекса (НПК) для определения отклонения ВС от заданной траектории полета, а также на индикаторную систему пилотов.

Канал азимута РСБН состоит из наземного азимутального РМ и борто­ вого оборудования и обеспечивает определение азимута ВС относительно РМ.

колебания несущей частоты. ДН-1 вращается с частотой Q= 100 об/мин=

через точку, где находится ВС, бор­ товой приемник выделяет азимуталь­ ный сигнал АС, огибающая которого повторяет форму ДН-1. Время за­ паздывания минимума АС относи­ тельно момента начала отсчета, т. е. совпадения минимума ДН-1 с на­ правлением северного меридиана РНТ, /аз = A/Q, где А — азимут ВС. Антенной системой с диаграммой ДН-2 излучаются опорные сигналы, позволяющие сформировать в борто­ вом оборудовании северный сигнал СС, являющийся началом отсчета времени при определении азимута.