Хафизов А.В. Радиомаячные системы посадки и системы VOR - файл n1.doc

Хафизов А.В. Радиомаячные системы посадки и системы VOR
скачать (4887 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc4887kb.22.10.2012 01:07скачать

n1.doc

  1   2   3
Министерство образования и науки Украины

Государственная летная академия Украины


РАДИОМАЯЧНЫЕ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ

И СИСТЕМЫ VOR

Учебное пособие

г. Кировоград

2009 г.

УДК 629.7.05

ББК
Радиомаячные системы посадки и системы VOR: Учебное пособие./ Сост.: А.В. Хафизов – Кировоград: ГЛАУ, 2009. – 83 с.
В данном пособии рассмотрены вопросы назначения, размещения и принципа работы наземного оборудования радиомаячной системы посадки, и системы VOR (стандартные и доплеровские VOR), особенности работы систем, основные тактико-технические данные. В качестве измерителя информационного параметра рассмотрена современная аппаратура КУРС

МП-70. Пример расчета линейного отклонения самолета от траекторий посадки, приведенный в приложении, наглядно демонстрирует взаимосвязь: угловое отклонение – положение стрелки (планки) индикатора – линейное отклонение.

Предназначено для курсантов факультета летной эксплуатации при изучении оборудования в соответствии с учебной программой «Радиооборудование воздушных судов».
Ил. , литературных источников – 4.
Рецензент: В.А. Тузов, доцент, к.т.н., зав. каф.
Рассмотрено и рекомендовано для издания и использования в учебном процессе решением кафедры авиационного оборудования ГЛАУ, протокол от 13.01.09 г., № 5.

© Хафизов А.В., 2009 г.

Учебное пособие, 2009

© Компьютерная верстка.

Изд-во ГЛАУ, 2009

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

Введение………………………………………………………………………………

1. Назначение, состав, классификация по категориям…………………………….

2. Размещение наземного оборудования на аэродроме……………………………

3. Принцип работы канала курса (стандарт ILS, 1, 2 и 3 категорий)……………..

3.1 Принцип действия…………………………………………………………….

3.2 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 1 категории………

3.3 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 2 категории..............

3.4 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 3 категории……….

3.5 Принцип работы бортового оборудования канала курса………………….

4. Принцип работы канала глиссады (стандарт ILS, 1, 2 и 3 категорий)…………

4.1 Принцип действия…………………………………………………………….

4.2 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 1 категории………..

4.3 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 2 категории………..

4.4 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 3 категории………..

4.5 Принцип работы бортового оборудования канала глиссады………………

5. Особенности формирования поля излучения в КРМ стандарта СП-50………..

6. Особенности формирования поля излучения в ГРМ стандарта СП-50………..

7. Принцип работы маркерного канала…………………………………………..…

7.1 Принцип работы МРМ……………………………………………………….

7.2 Принцип работы бортового оборудования маркерного канала……………

8. Нормы ICAO на основные тактико–технические данные (ТТД) ………………

наземного оборудования РМС посадки………………………………………….

8.1 Курсовой радиомаяк ILS 1, 2 и 3 категорий………………………………..

8.2 Глиссадный радиомаяк ILS 1, 2 и 3 категорий……………………………..

8.3 Маркерный радиомаяк……………………………………………………….

9. Система VOR……………………………………………………………………….

9.1 Состав, назначение, решаемые задачи ……………………………………...

9.2 Принцип работы………………………………………………………………

9.3 Принцип работы доплеровского радиомаяка (DVOR)……………………..

9.3.1 Принцип действия DVOR……………………………………………..

9.3.2 Принцип работы DVOR……………………………………………….

9.4 Принцип работы бортового оборудования…………………………………

9.5 Нормы ICAO на основные тактико-технические данные системы VOR……………………………………………………………………………

10. Принцип построения бортового оборудования РМС посадки………………..

11. Аппаратура КУРС МП-70……………………………………………………….
Литература……………………………………………………………………………

Приложения…………………………………………………………………………..

Расчет линейного отклонения самолета от траектории посадки………………….

А. Методика расчета линейного отклонения самолета от линии курса………

Б. Расчет линейной величины искривлений линии курса ?крм, (м)………….

В. Методика расчета линейного отклонения самолета от линии глиссады

планирования………………………………………………………………………

Г. Расчет линейной величины искривлений линии глиссады ?грм, (м)…….…
Введение
Этап посадки самолета является одним из самых важных и сложных этапов полета. На этом этапе экипаж должен выдерживать линию посадочного курса и глиссаду снижения, формируемые специальным оборудованием, называемого радиомаячной системой посадки (РМС). Успешный заход на посадку и посадка самолета во многом зависит от глубоких знаний и грамотной эксплуатации бортового оборудования летным экипажем.

В данном пособии рассмотрены теоретические вопросы принципа действия наземного и бортового оборудования РМС посадки, системы VOR, нормы ICAO на основные тактико-технические характеристики, органы управления и индикации и порядок включения и предполетной проверки аппаратуры КУРС МП-70.


  1. Назначение, состав, классификация по категориям


РМС посадки – это комплекс наземного и бортового оборудования, предназначенный для определения на борту воздушного судна (ВС) углового отклонения ВС относительно линий курса (курсовой радиоканал), глиссады планирования ( глиссадный радиоканал ), а также сигнализации (световой и звуковой) пролета маркерных радиомаяков (маркерный радиоканал).

В состав наземного оборудования РМС посадки входят:

- аппаратура контроля, сигнализации и управления.

Для обеспечения резервирования в комплектацию входит по два комплекта КРМ, ГРМ и МРМ.

КРМ и ГРМ излучают сигналы, информативные параметры которых зависят от положения точки приема, а МРМ – высокочастотные сигналы в пределах довольно узкой конусообразной диаграммы направленности.

Аппаратура контроля, сигнализации и управления обеспечивает контроль основных параметров излучения и автоматическое переключение на резервные комплекты, при выходе параметров за пределы допуска. При этом на рабочее место диспетчера выдается соответствующая сигнализация.

Бортовое оборудование ВС предназначено для приема, усиления и преобразования сигналов наземных маяков и выдачи на индикаторы пилотов и в систему автоматического управления (САУ) сигналов, пропорциональных угловому отклонению ВС относительно линий курса и глиссады планирования и сигналов сигнализации пролета МРМ. Такими индикаторами, в зависимости от типа самолета, являются приборы КППМ ( рис.1.1), ПНП (рис.1.2) и др.



Рис.1.1 Комбинированный прибор КППМ Рис.1.2 Прибор ПНП

где, 1 - стрелка (планка) курса, 1 - стрелка отклонения от

равносигнальной зоны КРМ,

2 - бленкер курса, 2 - флажок бленкера отказа КРП,

3 - стрелка (планка) глиссады, 3 - стрелка отклонения от

равносигнальной зоны ГРМ,

4 - бленкер глиссады 4 - флажок бленкера отказа ГРП.
На отечественных самолетах в качестве бортового оборудования применяется аппаратура КУРС МП различных модификаций и «ОСЬ-1».

Различают РМС 1, 2 и 3 категорий, которые удовлетворяют требованиям ICAO соответственно 1, 2 и 3 категориям минимума погоды.

РМС 1 категории обеспечивает данные для управления воздушным судном от границы зоны действия до точки, в которой линия курса пересекает линию глиссады на высоте 60м или меньше над горизонтальной плоскостью, находящейся на уровне порога ВПП.

РМС 2 категории-до высоты 15м или меньше и РМС 3 категории- до поверхности ВПП и вдоль нее.

На аэродромах всех стран установлено оборудование стандартизованных ИКАО (системы типа ILS).

Контрольные вопросы

1. Что входит в состав курсового, глиссадного и маркерного радиоканалов?

2. До какой высоты обеспечивается инструментальная посадка самолета с

помощью РМС 1 категории, 2 категории, 3-й?

3. Укажите бленкеры курса и глиссады на индикаторе КППМ, каково их

назначение?

2. Размещение наземного оборудования на аэродроме
Размещение наземного оборудования РМС посадки стандартов ILS и СП-50 приведено на рис.2.1.



Рис.2.1 Размещение наземного оборудования РМС посадки

где, а) стандарта СП-50 (установка внутреннего и внешнего МРМ по разрешению Министерства);

б) стандарта ILS.
3. Принцип работы канала курса (стандарт ILS, 1, 2 и 3 категорий)
3.1 Принцип действия

Диаграмма направленности антенной системы КРМ состоит из 2-х, пересекающихся вдоль продольной оси ВПП, лепестков.

Высококочастотное излучение этих лепестков представляет собой АМ колебание, но частоты огибающих разные: 90 Гц- в одном лепестке и 150 Гц – в другом. Поэтому лепестки называются соответственно "90 Гц" и "150 Гц ". Направление максимума лепестков соответствует максимальному значению коэффициента глубины амплитудной модуляции–m. Информативным параметром, в зависимости от положения точки приема, является разность глубин амплитудной модуляции (РГМ) между сигналами этих лепестков Для углового отклонения самолета №3, указанного на рис.3.1,

m "150Гц" >m "90Гц" .


Рис.3.1 К принципу работы канала курса
Соответственно, в бортовом приемнике данная разность РГМ преобразуется в разность амплитуд низкочастотных сигналов 90Гц и 150Гц, которая пропорциональна угловому отклонению самолета от линии курса.

Для точки приема на продольной оси ВПП РГМ = 0, соответственно амплитуды низкочастотных сигналов 90 Гц и 150Гц одинаковы, следовательно, разность их амплитуд равна нулю и стрелка курса будет в центре шкалы индикатора.

При отклонении самолета влево или вправо значение РГМ пропорционально угловому отклонению, что приводит в конечном счете к соответствующему отклонению стрелки курса.

Для опознавания КРМ выдает трехбуквенные позывные тональной частоты 1020±50 Гц со скоростью 7 слов/мин.
Контрольные вопросы

1. Для какой точки приема рис.3.1 (самолет 1, 2 или3) наибольшее значение РГМ?

Нарисуйте положение стрелки индикатора курса для трех положений самолета.

2. Для какой точки приема рис.3.1 (самолет 1, 2 или3) наименьшее значение РГМ?

3. Для точки приема в зоне действия КРМ m "90Гц" > m "150Гц". Нарисуйте

индикатор курса и укажите положение стрелки курса.

4. Почему зона радиотехнической линии курса называется равносигнальной?
3.2 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 1 категории

В таком КРМ применяется т.н. равносигнальный способ формирования поля излучения.

На рис.3.2 приведена структурная схема КРМ, а на рис. 3.3 временные диаграммы.

Рис.3.2 Структурная схема КРМ ILS 1 категории


Рис.3.3 Временные диаграммы работы КРМ ILS 1 категории
В амплитудных модуляторах АМ "90 Гц" и АМ "150 Гц " производится амплитудная модуляция ВЧ колебаний генератора ГВЧ, сигналами низкой частоты, поступающих от генераторов Г "90 Гц" и Г "150 Гц". Полученные АМ колебания излучаются в пространство антеннами направленного действия А1 и А2.

Таким образом, суммарное поле маяка (Рис.3.4) представляет собой АМ колебание сигналами низкой частоты 90 Гц и 150 Гц. Оно образовано из трех составляющих: суммарного поля несущей частоты fн (диаграмма направленности 1 со спектром 1) и двух полей боковых частот модуляции fн ±90 Гц , fн ±150 Гц (диаграммы направленности 2 и 3 со спектрами 2 и 3 соответственно).

Рассмотрим более детально процесс образования суммарного поля маяка.



Рис.3.4 Формирование поля излучения в КРМ ILS 1 категории
Поля боковых частот модуляции представляют собой балансно-модулированные (БМ) колебания, распределение мощности излучений которых изображено пунктирными линиями 2 и 3. Для примера, мощность излучения для направления 2 больше, чем для направления 1. Чем больше мощность излучения, тем больше амплитудное значение БМ колебания.

На рис.3.5 изображены временные диаграммы высокочастотных излучений поля (3) для направлений 1 и 2 (рис. 3.4). Здесь Um бм2 > Um бм1.



Рис. 3.5 Пример зависимости коэффициента глубины модуляции

от амплитудного значения балансно-модулированного колебания.

В результате сложения БМ колебаний с ВЧ колебаниями поля несущей частоты образуются АМ колебания, глубина модуляции которых пропорциональны амплитудным значениям БМ колебаний (рис.3.5).

Таким образом, распределение глубины амплитудной модуляции образованного поля лепестка " 150 Гц" соответствует распределению поля БМ колебания (3), а образованного поля лепестка "90 Гц"- полю (2). Или иначе говоря, в результате сложения поля несущей частоты fн с полем боковых частот fн ±90 Гц образуется поле лепестка "90 Гц" (диаграмма направленности 4 со спектром 4), а с полем боковых частот fн ±150 Гц образуется поле лепестка " 150 Гц" (диаграмма направленности 5 со спектром 5). Так как поля пересекаются вдоль продольной оси ВПП, то для точек приема вдоль оси разность между коэффициентами глубины модуляции поля "90 Гц" и поля "150 Гц" равна нулю и соответственно увеличивается при угловом отклонении влево (вправо).


Контрольные вопросы

1. Нарисуйте временную диаграмму сигнала поля несущей частоты fн рис.3.4.

(диаграмма направленности 1 со спектром 1) для КРМ ILS 1 категории.

2. По рис.3.3 укажите № временных диаграмм сигналов, действующих на входе

амплитудных модуляторов АМ "90 Гц" и АМ "150 Гц " структурной схемы

КРМ рис.3.2.

3.По рис.3.3 укажите № временных диаграмм сигналов левого лепестка

суммарного поля излучения КРМ.

4. Предположим, что структурная схема КРМ ILS 1 категории выглядит

следующим образом (рис.3.6). Нарисуйте диаграмму направленности

суммарного поля КРМ и спектры этого поля.


Рис.3.6 Структурная схема КРМ ILS 1 категории к вопросу № 4
5. Предположим, что поле излучения КРМ имеет вид, изображенный на рис.3.7.

По рис.3.3 укажите № временных диаграмм сигналов, действующих на входе

бортового приемника и нарисуйте положение стрелки на индикаторе курса для

трех позиций самолета (отдельно для каждой позиции).

Рис.3.7 Поле излучения КРМ к вопросу № 5
6. Предположим, что поле излучения КРМ имеет вид, изображенный на рис.3.8.

По рис.3.3 укажите № временных диаграмм сигналов, действующих на входе

бортового приемника и нарисуйте положения стрелки на индикаторе курса

для трех позиций самолета (отдельно для каждой позиции).



Рис.3.8 Поле излучения КРМ к вопросу № 6
7. Нарисуйте временные диаграммы сигналов суммарного поля КРМ ILS 1

категории, спектры которых 4 и 5 (рис.3.4).
3.3 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 2 категории
В таком КРМ применяется способ формирования поля излучения с опорным нулем (рис.3.9; 3.10). Такой способ позволяет получить более высокую стабильность радиотехнической линии курса.

Рис.3.9 Структурная схема КРМ стандарта ILS 2 категории
Антенна А1 запитывается разностью двух балансно - модулированных колебаний с частотами модуляции 90 Гц и 150 Гц, которые формируются двумя балансными модуляторами БМ "90 Гц" и БМ "150 Гц" и генератором высокой частоты ГВЧ. Разность колебаний обеспечивается за счет фазового сдвига в 180 градусов (фазовращатель ФВ 180є).

Антенна формирует 2-х лепестковую диаграмму направленности (лепестки 1 и 2, спектры 1 и 2). Антенна А2 запитывается суммой балансно - модулированных колебаний и колебаний несущей частоты и формирует в пространстве лепесток 3, спектр 3).В пространстве, в результате сложения ВЧ колебаний лепестков 3 и 1, а также лепестков 3 и 2, образуется диаграмма направленности, состоящая из 2-х, пересекающихся вдоль продольной оси ВПП, лепестков. Высокочастотное излучение этих лепестков представляет собой АМ колебание, с частотами огибающих 90 Гц в одном лепестке и 150 Гц – в другом.

Иинформативным параметром, в зависимости от положения точки приема, является разность глубин амплитудной модуляции (РГМ) между сигналами этих лепестков.



Рис.3.10 Формирование поля излучения в КРМ ILS 2 категории
Контрольные вопросы

1. Назначение фазовращателя ФВ180є?

2. Предположим, что структурная схема КРМ ILS 2 категории выглядит

следующим образом (рис.3.11). Нарисуйте диаграмму направленности

суммарного поля КРМ и спектры этого поля.



Рис. 3.11 Структурная схема КРМ ILS 2 категории к вопросу № 2




3.4 Формирование поля излучения в КРМ стандарта ILS 3 категории

Для повышения точности работы и уменьшения искривлений линии курса необходимо уменьшить ширину диаграммы направленности антенны КРМ. Но, с другой стороны, зона действия должна быть достаточно широкой. Указанное противоречие устраняется в радиомаяках, использующих двухканальный принцип работы.

Двухканальный КРМ (Рис.3.12) имеет два канала: узкий и широкий, в каждом из которых используется своя антенная система. Антенная система узкого канала формирует достаточно узкие лепестки ДНА шириной 6-12 градусов. Антенная система широкого канала создает широкие лепестки ДНА (30-40 градусов), обеспечивающие заданную ширину зоны действия (±35 градусов).

Узкий канал образует практически прямолинейную линию курса, поскольку зона действия этого канала свободна от переотражающих предметов и неровностей земной поверхности. Этот канал используется для управления самолетами при небольших отклонениях от плоскости посадочного курса.

При больших отклонениях применяется широкий канал. При положении самолета в зоне широкого канала экипаж определяет только сторону отклонения ( стрелка курса находится в зашкаленном положении).

Для уменьшения влияния сигналов широкого канала на работу узкого канала несущая частота излучения широкого канала отличается от частоты узкого канала на 9 – 14 кГц. В результате на амплитудный детектор бортового приемника при полете самолета в зоне основного узкого канала действует сильный сигнал этого канала, и ослабленный сигнал широкого канала. Отличие этих сигналов по частоте позволяет использовать эффект подавления в детекторе слабого сигнала более сильным.

Оба канала имеют одинаковый принцип работы. Способ формирования поля излучения с опорным нулем.



Рис.3.12 Формирование поля излучения в КРМ ILS 3 категории
Контрольные вопросы

1. С какой целью в КРМ ILS 3 категории ширина лепестков основного канала

значительно уже, чем в КРМ 1 или 2 категории?

2. С какой целью в КРМ ILS 3 категории создан широкий канал?

3. Для какого самолета (1 или 2) рис.3.12 отклонение стрелки курса индикатора

будет большим?

4. Почему переизлучатели, находящиеся в зоне широкого канала КРМ ILS 3

категории, не влияют на параметры узкого канала и на величину искривлений

линии курса?
3.5 Принцип работы бортового оборудования канала курса

Курсовой радиоприемник (КРП) предназначен для приема, усиления и преобразования сигналов КРМ и выдачи на индикаторы пилотов и в систему автоматического управления (САУ) сигналов, пропорциональных угловому отклонению ВС относительно линии курса. Как правило, КРП выполнен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты, применена усиленная автоматическая регулировка усиления (АРУ), обеспечивающая независимость амплитуды выходных сигналов при изменении уровня сигналов на входе приемника. Структурная схема КРП приведена на рис.3.14.


Рис.3.14 Структурная схема КРП
На входе бортового приемника действуют амплитудно-модулированные колебания
Uпрм = m"90Гц" sin( 2? 90t ) + m"150Гц" sin( 2? 150t ), (3.1)
На нагрузке амплитудного детектора АД выделяются низкочастотные сигналы частотой 90 Гц и 150 Гц. Далее сигналы разделяются с помощью фильтров Ф "90 Гц" и Ф "150 Гц" и поступают на выпрямители В"90 Гц" и В"150Гц".

На выходе фильтров Ф"90Гц" и Ф"150Гц" приемника амплитуды напряжений U"90ГцU"150Гц"пропорциональны соответственно глубинам модуляций m"90Гц m"150Гц":
U"90Гц"= k1 m"90Гц" sin( 2? 90t ), (3.2)

U"150Гц "= k1 m"150Гц " sin( 2? 150t ), (3.3)

где k1-коэффициент пропорциональности.

На выходе выпрямителей В"90Гц" и В"150Гц" получаем токи I"90Гц" и I"150Гц" пропорциональные амплитудам напряжений U"90Гц"" U"150Гц ".
I"90Гц"= k2 U"90Гц"; (3.4)

I"150Гц"= k2 U"150Гц", (3.5)
где k2-коэффициент преобразования.

Эти токи поступают на стрелку курса индикатора встречно, следовательно отклонение стрелки курса пропорционально разности этих токов.

Действительно, вычитая токи друг из друга, получаем ток отклонения (или разностный ток),
Iразн.= I"90Гц"- I"150Гц= k2 U"90Гц"- k2 U"150Гц "= k1 m"90Гц"

sin( 2? 90t )- k1 m"150Гц " sin( 2? 150t)= k3(m"90Гц"- m"150Гц "), (3.6)
где k3 - коэффициент преобразования, называемый. крутизной характеристики бортового приемника по каналу курса Sк:
Sк= Iразн./ m"90Гц"- m"150Гц " (3.7)
Как видим из формулы 3.6, величина разностного тока пропорциональна разности глубин амплитудной модуляции m"90Гц m"150Гц".

На бленкер курса токи направлены согласно, поэтому бленкер срабатывает при наличии хотя бы одного из этих токов.

Временные диаграммы сигналов, поясняющих принцип работы курсового приемника (КРП), приведены на рис.3.13 для трех позиций самолета рис.3.1.


Контрольные вопросы

1. По рис.3.13 укажите номера временных диаграмм сигналов на входе

Приемника для самолета 1 рис.8.1.

2. По рис.3.13 укажите номера временных диаграмм сигналов на выходе

фильтров Ф "90 Гц" и Ф "150 Гц" для самолета 3 рис.8.1.

3. Структурная схема КРП (Рис.3.14). Если бы индикатор курса был подключен

также, как и бленкер, то где находилась бы стрелка курса при положении

самолета на линии курса?

4. Структурная схема КРП (рис 3.14). По рис.3.13 укажите № временных

диаграмм сигналов на выходе выпрямителей В"90 Гц" и В"150 Гц",

соответствующих самолету 1 рис.8.1.

5. Напишите формулы результирующего тока, проходящего через индикатор

курса и бленкер курса.

6. По рис.3.13 укажите № временных диаграмм сигналов на входе приемника,

соответствующих самолету 1 рис.3.12.



4. Принцип работы канала глиссады (стандарт ILS, 1, 2 и 3 категорий)
4.1 Принцип действия

Диаграмма направленности антенной системы ГРМ (Рис.4.1) в вертикальной

плоскости состоит из 2-х, пересекающихся вдоль линии глиссады, лепестков. Высококочастотное излучение этих лепестков представляет собой АМ колебание.

Частоты огибающих следующие: в верхнем 90 Гц, а в нижнем лепестке 150 Гц

Информативным параметром, в зависимости от положения точки приема,

является разность глубин амплитудной модуляции (РГМ) между сигналами

этих лепестков. В бортовом оборудовании данная разность РГМ преобразуется

в разность амплитуд низкочастотных сигналов 90 Гц и 150 Гц, которая

пропорциональна угловому отклонению ВС от линии глиссады.

При отклонении самолета выше или ниже линии глиссады, РГМ пропорциональна угловому отклонению, что приводит, в конечном счете, к соответствующему отклонению стрелки глиссады.

Рис.4.1 К принципу действия ГРМ
Так как ГРМ размещается в стороне от ВПП , то задаваемая маяком глиссада искривляется у поверхности ВПП. Как показано на рис.4.2 зона РГМ - это прямая линия, проходящая через точку установки маяка и составляющая с горизонтом угол ?.



Рис.4.2 Образование криволинейной глиссады
Представим, что лепестки диаграммы направленности вращаются в горизонтальной плоскости. Тогда зона РГМ опишет поверхность в виде конуса с центром в точке размещения маяка. Глиссада, задаваемая совместно КРМ и ГРМ, есть линия пересечения плоскости посадочного курса, проходящей через ось ВПП с данной поверхностью зоны РГМ. Эта линия является гиперболой, проходящей на некоторой высоте h над земной поверхностью.

Причем,

h =L ·tg ?, (4.1)
где L – удаление антенны ГРМ от оси ВПП.

Например, если принять ? =2є40ґ и L = 150 м, то h = 7 м. Этот пример показывает, что с помощью ГРМ невозможно осуществить снижение самолета до поверхности ВПП. Антенны ГРМ создают в вертикальной плоскости диаграмму направленности в виде пересекающихся лепестков, которые формируются с участием также и земной поверхности. Так как антенны ГРМ расположены на некоторой высоте, то в точку приема приходит прямая радиоволна и радиоволна, отраженная от земной поверхности. В итоге диаграмма направленности получается многолепестковой. В результате пересечения верхнего лепестка "90 Гц" основной зоны излучения и 2-го лепестка "150 Гц " формируется ложная линия глиссады (рис.4.3).



Рис.4.3 Образование ложной линии глиссады
При отклонении самолета относительно ложной линии глиссады, поведение стрелки глиссады индикатора будет противоположным поведению стрелки при полете самолета в зоне рабочей глиссады.

Угол наклона ложной глиссады должен быть не меньше 12є относительно рабочей глиссады, и только при сложном рельефе местности допускается ее положение под углом не менее 5є относительно рабочей глиссады.
4.2 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 1 категории

Принцип формирования поля излучения аналогичен принципу КРМ ILS 1 категории (только в вертикальной плоскости).

4.3 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 2 категории
Принцип формирования поля излучения аналогичен принципу КРМ ILS 2 категории (только в вертикальной плоскости).
4.4 Формирование поля излучения в ГРМ стандарта ILS 3 категории
В глиссадном радиомаяке для уменьшения искривлений глиссады вызванного переотражениями от земной поверхности производится компенсация излучения под малыми углами места (до 1,5 градуса), а для получения информации о положении самолета в этой области используется дополнительный канал (рис.4.4). Высокочастотное излучение этого канала представляет собой АМ колебание с частотой огибающей 150 Гц. Для уменьшения влияния дополнительного канала на работу основного, несущая частота излучения дополнительного канала отличается от частоты основного канала на 18 кГц.


Рис.4.4 Формирование поля излучения в ГРМ ILS 3 категории


Контрольные вопросы

1. В чем отличие формирования поля излучения в ГРМ ILS 3 категории от

ГРМ ILS 1 или 2 категорий?

2. С какой целью в ГРМ ILS 3 категории создан дополнительный канал?

3. Для какого самолета (1 или 2) рис.4.4 отклонение стрелки глиссады индикатора

будет большим?

4. По рис.9.13 укажите № временных диаграмм сигналов на входе глиссадного

приемника, соответствующих самолету 2 рис.4.1.

5. Для какого самолета (1 или 2) рис.4.4 отклонение стрелки глиссады индикатора

будет большим?

6. Для какого самолета рис.4.4 справедливо соотношение

m "90Гц" - m "150Гц"> 0 ?

7. Почему по ГРМ невозможно осуществить снижение самолета до поверхности

ВПП?

8. На какой высоте над поверхностью ВПП находится нижняя точка линии

глиссады, если угол наклона глиссады 2є40ґ и удаление антенны ГРМ от оси

ВПП составляет 120м?

9. Почему в поле излучения ГРМ образуется ложная глиссада?

10. Какой должен быть угол наклона ложной глиссады относительно рабочей?

11. Рис.4.4. Самолеты 1 и 2 находятся выше рабочей глиссады. Почему стрелки

глиссады находятся по разные стороны от центра индикаторов?

13. Рис.4.4. Составьте соотношение m "90Гц" > < m "150Гц" для самолетов 1 и 2.
4.5 Принцип работы бортового оборудования канала глиссады

Глиссадный радиоприемник (ГРП) предназначен для приема, усиления и преобразования сигналов ГРМ и выдачи на индикаторы пилотов и в систему автоматического управления (САУ) сигналов, пропорциональных угловому отклонению ВС относительно линии глиссады. Принцип построения ГРП аналогичен ранее рассмотренному КРП.
5. Особенности формирования поля излучения в КРМ стандарта СП-50
ДНА КРМ (рис.5.1) состоит из трех лепестков: центрального и двух боковых. Высокочастотное колебание центрального лепестка промодулировано по амплитуде сигналом поднесущей частоты 10 кГц, которое в свою очередь промодулировано по частоте сигналом низкой частоты 60 Гц (сигнал "постоянная фаза"). Высокочастотное колебание боковых лепестков промодулировано по амплитуде сигналами низкой частоты 60 Гц (сигнал "переменная фаза"), но фазы огибающих 60 Гц противоположны. В бортовом оборудовании после пребразования принятых сигналов выделяются сигналы "постоянной" и "переменной фазы" частотой 60 Гц, сравнение которых по фазе и амплитуде, приводит к соответствующему отклонению стрелки курса индикатора.


Рис.5.1 Формирования поля излучения в КРМ стандарта СП-50
6. Особенности формирования поля излучения в ГРМ стандарта СП-50
Принцип формирования поля излучения аналогичен ГРМ ILS, но положение лепестков обратное: ниже глиссады "90 Гц", а выше-"150 Гц" (как и в ГРМ ILS при полете самолета в зоне ложной глиссады) (рис.6.1).


Рис.6.1 Формирования поля излучения в ГРМ стандарта СП-50
Контрольные вопросы

  1. Сработает ли бленкер курса индикатора КРП ILS при приеме сигналов от

КРМ стандарта СП-50? Ответ обосновать.

  1. Будет ли отклоняться стрелка курса индикатора КРП ILS при приеме сигналов

от КРМ стандарта СП-50? Ответ обосновать.

  1. Сработает ли бленкер глиссады индикатора ГРП ILS при приеме сигналов от

ГРМ стандарта СП-50? Ответ обосновать.

  1. Будет ли отклоняться стрелка глиссады индикатора ГРП ILS при приеме

сигналов от ГРМ стандарта СП-50? Ответ обосновать.

5. Рис.6.1. Составьте соотношение m "90Гц" > < m "150Гц" для самолетов 1 и 2

и укажите положение стрелок глиссады индикаторов.
7. Принцип работы маркерного канала
7.1 Принцип работы МРМ

МРМ представляет собой передающее устройство, работающее на специальную антенну направленного действия. Антенна состоит из 2-х горизонтальных полуволновых вибратора и отражающей сетки, что позволяет сформировать направленную вверх диаграмму направленности в форме конуса (рис.7.1).


Рис.7.1 Диаграмма направленности МРМ
Структурная схема МРМ представлена на рис.7.2, а на рис.7.3 временная диаграмма сигнала, излучаемого МРМ.

Рис.7.2 Структурная схема МРМ



Рис.7.3 Временная диаграмма (к принципу работы МРМ)
Высокочастотные колебания генератора высокой частоты ГВЧ поступают на модулятор МОД, где они модулируются по амплитуде усиленным напряжением от генератора низкой частоты ГНЧ (400 Гц, 1300 Гц или 3000Гц – в зависимости от размещения МРМ). С помощью манипулятора МАН. производится либо прерывание несущей частоты в усилителе мощности Ус. М. ( в МРМ старого образца), либо прерывание сигнала низкой частоты в блоке УНЧ в соответствии с размещением МРМ ( 2 тире/с - ДМРМ; чередование 2 тире/с и 6 точек/с – СМРМ; 6 точек/с – БМРМ).
7.2 Принцип работы бортового оборудования маркерного канала

Сигналы МРМ принимаются маркерными радиоприемниками. На рис.7.4 представлена упрощенная структурная схема маркерного приемника.



Рис.7.4 Упрощенная структурная схема маркерного приемника
Приемник собран по супергетеродинной схеме. С выхода УНЧ ТЛФ сигнал тональной частоты ( 400 Гц, 1300 Гц или 3000Гц ) поступает на телефоны авиагарнитуры, а с выхода УНЧ – на три фильтра, обеспечивающих разделение каналов приемника по модулирующим частотам. На выходе выпрямителей и спусковых схем ВЫПР. и Сп. схема образуется напряжение постоянного уровня, поступающее на срабатывание табло сигнализации ("Дальний", "Средний", "Маркер") и на срабатывание электрозвонка.
Контрольные вопросы

1.Какова звуковая и световая сигнализация при пролете ДМРМ, СМРМ и

БМРМ?

2.Нарисуйте диаграмму направленности МРМ.

3.При пролете МРМ в телефонах СПУ тональный сигнал 1300 Гц. Каково

удаление самолета от начала ВПП? (Размещение ILS).

4.Какой сигнал (непрерывный или прерывистый) прослушивается в телефонах

СПУ при пролете ДМРМ или СМРМ? При обосновании ответа сделайте

ссылку на временную диаграмму сигнала МРМ.
8. Нормы ICAO на основные тактико-технические данные (ТТД) наземного оборудования РМС посадки
8.1 Курсовой радиомаяк ILS 1, 2 и 3 категорий

а) диапазон частот 108 – 111,975 МГц;

б) линия курса. Линией курса называется геометрическое место точек в горизонтальной плоскости, в которых РГМ=0. При положении самолета на линии курса стрелка курса индикатора находится в центре шкалы. В общем случае линия курса не совпадает с направлением продольной оси ВПП. Вследствие дестабилизирующих факторов линия курса имеет искривления. Одной из наиболее распространенных причин искривления линии курса является интерференция двух или нескольких колебаний, попадающих в точку приема различными путями. Одно из этих колебаний попадает к приемной антенне непосредственно с антенной системы маяка (прямой сигнал), а другой (другие) принимается после отражения от различных местных предметов (гор, строений, леса и др.), находящихся в зоне действия радиомаяка. При полете самолета точно по продольной оси ВПП из-за искривлений линии курса стрелка курса будет колебаться около центрального (нулевого) положения.

Результатом осреднения амплитуды искривлений линии курса является средняя линия курса (рис.8.1).


Рис.8.1 К определению линии курса, средней линии курса и сектора курса
в) допустимое отклонение средней линии курса относительно продольной оси ВПП у начала ВПП:

±10,5 м ( ILS 1); ±7,5 м ( ILS 2); ±3,0 м (ILS 3).

г) максимальное значение искривлений линии курса в РГМ/ ток индикатора (мкА для И-250) указано в таблице 8.1 и для наглядности на рис.8.2 для канала курса и канала глиссады.
Максимальное значение искривлений линии курса,

РГМ ток индикатора (мкА для И-250)

Таблица 8.1


Параметр


Категория РМС

ILS 1

ILS 2


ILS 3

от предела дальности до точки А

0,031/50

0,031/50

0,031/50

от точки А до точки В

(уменьшаются по линейному закону)

0,015/24

0,005/8

0,005/8

от точки В до точки С

0,015/24

---


---



продолжение табл.8.1









от точки В до опорной точки ILS

----

0,005/8

0,005/8

от опорной точки до точки D

----

----

0,005/8

от точки D до точки Е

(увеличиваются по линейному закону)


----


-----


0,005-0,01/8-16



Рис.8.2 Нормы ICAO на максимальное значение искривлений линии курса

и линии глиссады, в РГМ
Примечание:

- опорной точкой РМС или ILS называется точка, находящаяся на определенной высоте над пересечением оси ВПП и линии порога ВПП, через которую проходит спрямленный участок глиссады РМС посадки;

- точка «А» - точка на глиссаде на расстоянии 7500м от порога ВПП;

- точка «В» - на расстоянии 1050м;

- точка «С» - точка на номинальной глиссаде на высоте 30м;

- точка «D» - точка на высоте 4м над осевой линии ВПП на расстоянии 900м

от порога ВПП;

- точка «Е» - точка на высоте 4м над осевой линии ВПП на расстоянии 600м

от конца ВПП;

- точка приземления - точка на ВПП соответствующая моменту прикосновения земли воздушным судном.

д) зона действия. Под зоной действия понимается область пространства, в пределах которой обеспечивается устойчивое срабатывание бленкера индикатора курса. На рис.8.3 показана зона действия КРМ в горизонтальной и в вертикальной плоскости (ILS 3).


Рис.8.3 а) зона действия КРМ в горизонтальной плоскости;

б) зона действия КРМ в вертикальной плоскости.
е) сектор курса. В зоне действия выделяется специальная зона – зона точного наведения или т.н. сектор курса, в пределах которого обеспечивается линейная зависимость между угловым отклонением самолета от линии курса и отклонением стрелки курса индикатора. Сектор курса - область пространства в горизонтальной плоскости содержащая линию курса и ограниченная геометрическими местами точек в которых РГМ = 0,155, а стрелка курса индикатора находится на 4-й точке шкалы. При регулировке индикатора курса в лабораторных условиях такое отклонение стрелки (на 4-ю точку шкалы) обеспечивается при подаче на индикатор тока 250 мкА (индикатор И-250-аппаратура "ОСЬ-1", КУРС МП-2) или тока 150 мкА (индикатор И-150- КУРС МП-70).

Ширина сектора курса зависит от длины ВПП и места установки КРМ от конца ВПП. Ширина сектора курса в градусах рассчитывается по формуле:

Кє=57,3· ℓ/L, (8.1)

где ℓ - ширина сектора курса у начала ВПП;

L – удаление КРМ от начала ВПП.

Линейная ширина сектора курса ℓ у начала ВПП должна составлять 210 метров.

Угловая ширина сектора курса должна быть в пределах 3,5є – 6є.

ж) крутизна характеристики бортового приемника по каналу курса Sк (рис.8.4).



Рис.8.4 Крутизна характеристики бортового приемника по каналу курса Sк и по каналу глиссады Sг

Характеризуется величиной изменения тока индикатора курса при соответствующем угловом отклонении (в РГМ) самолета от линии курса. Крутизна характеристики бортового приемника по каналу курса Sк характеризует чувствительность бортового приемника к угловому отклонению.

Sк в режиме ILS для КУРС МП–2 и "ОСЬ-1" составляет 150±15 мкА/0,093 РГМ;

Sк в режиме ILS для КУРС МП–70 составляет 90±9 мкА/0,093 РГМ;
8.2 Глиссадный радиомаяк ILS 1, 2 и 3 категорий

а) диапазон частот ---------- 328,6 – 335,4 МГц;

б) линия глиссады. Линией глиссады называется геометрическое место точек в вертикальной плоскости, ближайших к земной поверхности, в которых РГМ=0. Угол наклона стандартной глиссады 2є40ґ . Допустимые пределы установки угла глиссады от 2є до 4є .

При положении самолета на линии глиссады стрелка глиссады индикатора находится в центре шкалы. Вследствие дестабилизирующих факторов линия глиссады имеет искривления. Поэтому при полете самолета точно по глиссаде планирования стрелка глиссады индикатора будет колебаться около центрального (нулевого) положения.

в) допустимое отклонение угла наклона глиссады:

±0,075·? ( ILS 1); ±0,075·? ( ILS 2); ±0,004·? (ILS 3),

где ? – угол наклона линии глиссады;

г) максимальное значение искривлений линии глиссады, РГМ/ ток индикатора (мкА для И-250) (таблица 8.2 и рис.8.2):

Максимальное значение искривлений линии глиссады,

РГМ/ ток индикатора (мкА для И-250)

Таблица 8.2


Параметр

Категория РМС

ILS 1

ILS 2

ILS 3

от предела дальности до точки А (рис.8.2)

0,035/50


0,035/50

0,035/50

от точки А до точки В

(уменьшаются по линейному закону)


0,035/50


0,023/33


0,023/33

от точки В до точки С

0,035/50


0,023/33


0,023/33


от точки В до опорной точки ILS

----

0,023/33

0,023/33


д) зона действия. Под зоной действия понимается область пространства, в пределах которой обеспечивается устойчивое срабатывание бленкера индикатора глиссады. На рис.8.5 показана зона действия ГРМ в горизонтальной и в вертикальной плоскости.



Рис.8.5 а) Зона действия ГРМ в горизонтальной плоскости;

б) Зона действия ГРМ в вертикальной плоскости.

е) полусектор глиссады (рис.8.6). В пределах полусектора обеспечивается линейная зависимость между угловым отклонением самолета от линии глиссады и отклонением стрелки глиссады индикатора. Полусектор глиссады - область пространства в вертикальной плоскости, содержащая линию глиссады и ограниченная геометрическими местами точек в которых РГМ = 0,0875, а стрелка глиссады индикатора находится между 1 и 2-й точками шкалы (50% шкалы). При регулировке индикатора глиссады в лабораторных условиях такое отклонение стрелки обеспечивается при подаче на индикатор тока 125мкА (индикатор И-250) или тока 75 мкА (индикатор И-150). Различают соответственно верхнюю и нижнюю части полусектора.

Ширина их составляет:

(0,07-0,14)·? ( ILS 1); 0,12·? ( ILS 2); 0,12·? (ILS 3),

На границе сектора глиссады РГМ=0,175 и стрелка глиссады индикатора на 4-й точке шкалы.

Рис.8.6 К определению полусектора глиссады
ж) крутизна характеристики бортового приемника по каналу глиссады Sг (рис.8.4). Характеризуется величиной изменения тока индикатора глиссады при соответствующем угловом отклонении (в РГМ) самолета от линии глиссады

Sг в режиме ILS для КУРС МП–2 и "ОСЬ-1" составляет 132±13 мкА/0,092 РГМ;

Sг в режиме ILS для КУРС МП – 70 составляет 79±8 мкА/0,092 РГМ;
8.3 Маркерный радиомаяк

а) рабочая частота -75 МГц.

б) зона действия ( При полете самолета по стандартной глиссаде ? =2є40ґ ):

ДМРМ - 600±200 м; СМРМ – 300±100 м; БМРМ – 150±50 м.

в) частота модуляции:

ДМРМ – 400 Гц; СМРМ – 1300 Гц; БМРМ – 3000 Гц.

г) код манипуляции:

ДМРМ – 2 тире/с; СМРМ – чередование 2 тире/с и 6 точек/с; БМРМ –6 точек/с.
Контрольные вопросы

1.Что является причиной искривлений линий курса и глиссады?

2.Стрелка курса индикатора самолета, пролетающего начало ВПП, находится в

центре шкалы. Каково возможное отклонение самолета от продольной оси ВПП

для КРМ 2 категории?

3. На рис.8.1 самолет 3 находится на продолжении продольной оси ВПП.

Почему стрелка курса индикатора этого самолета отклонена от центра?

4.В пределах какой части шкалы индикатора (5 частей по 50 мкА), возможны

колебания стрелок курса и глиссады при полете от границы зоны действия

до ДМРМ? РМС ILS 2 категории.

  1. В пределах какой части шкалы индикатора (5 частей по 50 мкА), возможны

колебания стрелок курса и глиссады при полете от СМРМ до опорной точки

ILS для РМС ILS 2 категории? Каким значениям тока соответствуют эти колебания?

6. Где находится опорная точка ILS и на какой высоте?

7. Как экипаж определяет, что самолет находится в зоне действия КРМ и ГРМ?

8. Индикатор И-250. Какому значению тока индикатора соответствует РГМ=0,01?

Укажите на индикаторе возможное положение стрелки курса.

9. Определите ширину сектора курса, если длина ВПП=1500 м, а удаление КРМ

от торца ВПП 600 м.

10. РГМ=0,06. Определите величину тока индикатора курса для КУРС МП-2 или

"ОСЬ-1".Укажите на индикаторе возможное положение стрелки курса.

Находится ли при этом самолет в пределах сектора курса?

11. РГМ=0,06. Определите величину тока индикатора глиссады для КУРС МП-70.

Укажите на индикаторе возможное положение стрелки глиссады. Находится ли

при этом самолет в пределах полусектора глиссады?

12.Почему сектор курса называют сектором точного наведения? Как по индикатору

курса определить, что самолет пересекает границу сектора курса?

13. Как по индикатору глиссады определить, что самолет пересекает границу

полусектора глиссады?

14. Ширина сектора курса 4°.Во сколько раз ширина зоны действия КРМ больше

ширины сектора курса?

15.Сравните ширину лепестков диаграмм направленности в КРМ 1 и ГРМ 1.

По какому критерию Вы будете сравнивать ширину лепестков?

16. Во сколько раз ширина зоны действия ГРМ больше ширины полусектора

глиссады для РМС 3-й категории?

17.Ширина сектора курса 6°.Самолет летит с постоянным угловым отклонением

относительно продольной оси ВПП 3°. Будет ли стрелка курса индикатора

колебаться? Ответ обосновать.

18. РГМ=0,093. Определите величину тока индикатора курса для "КУРС МП-2",

"ОСЬ-1", "КУРС МП-70". Укажите на индикаторе возможное положение стрелки

курса. Находится ли при этом самолет в пределах сектора курса?

19.Определите величину допустимого отклонения угла наклона глиссады для

? стандарт.=2°40? ( ILS 1, ILS 2, ILS 3).

20. Определите ширину верхней или нижней части полусектора глиссады для

? стандарт.=2°40? ( ILS 2).

21. Находится ли зона ложной глиссады в пределах зоны действия ГРМ?

Ответ обосновать.

22.Какую долю верхней или нижней части полусектора глиссады составляет

величина искривлений линии глиссады над ДМРМ? (Размещение ILS).

23.Скорость самолета 240 км/ч. Определите время пролета зоны ДМРМ при

снижении по стандартной глиссаде.

24. Скорость самолета 240 км/ч. Определите время пролета зоны БМРМ при

снижении по стандартной глиссаде.

25. Рассчитать величину линейного отклонения самолета от траектории

посадки и величину искривлений линий в соответствии с методикой

приведенной в приложении.
9. Система VOR
  1   2   3


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации