Двухканальные радиомаяки. Бортовое оборудование инструментальных систем посадки

11.5. Двухканальны е радиомаяки Для повышения точности КРМ (ГРМ) необходимо увеличивать стабильность положения курсовой линии и глиссады, и уменьшать искривление этих линий. Это находится в противоречии с необходимостью обеспечения достаточно широкой зоны действия в горизонтальной плоскости для КРМ и работы под малыми углами места для ГРМ. При расширении зоны действия все большее число предметов и неровностей рельефа участвует в образовании отраженных сигналов, вследствие чего искривления возрастают. Указанное противоречие устраняется в двухканальных РМ. Двухканальный КРМ содержит два канала: узкий и широкий, в каждом из которых используется своя антенная система. Антенная система узкого канала формирует достаточно узкие ДНА шириной 6–12° в горизонтальной плоскости. Антенная система широкого канала создает широкие ДНА, обеспечивающие заданную ширину зоны действия (±35°). Узкий канал образует практически прямолинейную курсовую линию, т.к. в зоне его действия нет 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, который подвержен влиянию переотраженных сигналов, однако для зоны действия этого канала не предъявляются жесткие требования к точностным характеристикам в связи с большими отклонениями от плоскости посадочного курса. Для уменьшения влияния сигналов широкого канала на работу узкого канала маяка, в зоне действия узкого канала предусматривается провал в ДНА широкого канала. Оба канала радиомаяка имеют одинаковый принцип работы. На самолете сигналы узкого и широкого каналов должны использоваться раздельно, и с этой целью в широком канале либо применяется несущая частота, отличающаяся от несущей частоты узкого канала на 9–11 кГц, либо используется одинаковая с узким каналом несущая частота, но сигналы каналов имеют сдвиг по фазе на 90°. В ГРМ для уменьшения искривлений глиссады компенсируется излучение под малыми углами места, а для получения информации о положении самолета в этой области используется дополнительный канал. С этой целью в двухканальном ГРМ, кроме двух антенн (нижней и верхней), применяется дополнительная третья антенна А3, расположенная на высоте, в 3 раза превышающей высоту подвеса нижней антенны. В основном канале ГРМ используются антенны А1 и А2, а в дополнительном - антенны А1 и А3. Фазы и амплитуды токов питания антенн подбираются такими, чтобы уменьшить уровень поля под малыми углами к горизонту, что приводит к уменьшению сигналов, отраженных неровностями рельефа, и, следовательно, к уменьшению искривлений глиссады Антенная система двухканального ГРМ Основное отличие СП-50 от системы ILS состоит в способе формирования зоны посадочного курса. КРМ системы СП-50 работает по принципу радиомаяка с «опорным напряжением», что приводит к соответствующим отличиям в его схемном построении и к отличиям в построении канала приема и обработки сигнала КРМ в бортовой аппаратуре системы посадки. ГРМ системы СП-50 работает по принципу равносигнальных радиомаяков или радиомаяков с «опорным нулем» и отличается от ГРМ системы ILS тем, что излучаемые по лепесткам ДН сигналы модулированы частотами 45 и 75 Гц, а в бортовом приемнике после детектирования выделяются низкочастотные колебания с удвоенными частотами (90 и 150 Гц), стандартными для системы ILS. При этом сигнал, принимаемый от нижней антенны, имеет модуляцию частотой 150 Гц, от верхней – 90 Гц. Курсовые радиомаяки системы СП-50 работают на 20 фиксированных частотах в диапазоне 108,1…111,9 МГц, глиссадные – на 20 фиксированных частотах в диапазоне 329…335 МГц. В бортовой аппаратуре для определения положения ВС относительно посадочного курса необходимо измерять амплитуду и фазу рабочего напряжения, т.е. значение и знак коэффициента модуляции. Фаза принимаемого рабочего сигнала зависит от расстояния между самолетом и маяком, поэтому для измерения фазы рабочего напряжения на ВС необходимо иметь опорное напряжение частоты модуляции , фаза которого не зависит от направления. В системе посадки СП-50 частота модуляции выбрана равной 60 Гц. Для передачи на борт ВС опорного напряжения колебания несущей частоты, излучаемые центральной антенной А1, подвергают дополнительной амплитудной модуляции поднесущими колебаниями частоты п. В свою очередь, поднесущие колебания модулируются по частоте колебаниями с частотой . Поднесущая частота выбирается значительно большей, чем частота модуляции, и значительно меньшей, чем несущая частота, т.е. <<п <<ω0. В системе СП-50 частота поднесущей выбрана равной 10000 Гц. Вопросы для самоконтроля 1. Какие типы КРМ и ГРМ используются в СП I категории, II и III категории? 2. В каких диапазонах частот работают КРМ и ГРМ систем посадки типа ILS и СП-50? 3. Какие частоты модуляции используются в КРМ и ГРМ систем посадки типа ILS и СП-50? 4. Чем отличаются частоты модуляции ПРМГ и ILS? 5. Почему глиссада является нелинейной? 6. Какое влияние оказывает земная поверхность на ДН ГРМ? 7. Как можно управлять углом наклона глиссады? 8. Для чего используются двухчастотные КРМ и ГРМ? 9. Какая антенна ГРМ, верхняя или нижняя, создает больше лепестков ДН и почему? Лекция 36 11.6. Бортовое оборудование инст румент альны х систем посадки В настоящее время эксплуатируется бортовая аппаратура систем посадки метрового диапазона типов Курс МП-2, Курс МП-70, Ось-1, ILS85 11.6.1 Радиотехническая система ближ ней навигации и посадки Курс МП-70 Аппаратура КУРС МП-70 предназначена для обеспечения полетов самолетов по всенаправленным радиомаякам международной навигационной системы VOR и выполнения инструментальных посадок по системам ILS и СП. Аппаратура КУРС МП-70 имеет три основных режима работы: «VOR», «ILS», «СП-50» и совмещенные «ILS-VOR», «СП-VOR». Работа с радиомаяками СП-68 осуществляется в режиме «СП-50», с радиомаяками СП-70 и более поздними модификациями - в режиме «ILS». Отличительной особенностью аппаратуры КУРС МП-70 от ранее разработанных систем (КУРС МП-2) является наличие встроенного контроля по всем каналам - курсовому, глиссадному и маркерному. Каналы проверяются путем нажатия кнопок «Вкл. контроля» на Название Моноблок в составе: Навигационнопосадочное устройство Блок встроенного контроля Выпрямитель Амортизационная рама с распределительной коробкой Маркерный радиоприемник Селектор курса Селектор режимов Пульт управления режимами Тип (кол-во) УНП (2 шт.) БВК (1 шт.) В-502 (1 шт.) (1 шт.) Назначение Прием сигналов навигационных и посадочных радиомаяков, выделение и обработка информации. Осуществление контроля работоспособности аппаратуры на стоянке и в полете. Питание блоков напряжением 27 В, выработка напряжения 36 В 400 Гц для УНП. Объединение в моноблок УНП, БВК, В-502, обеспечение их амортизации, электрического соединения и коммутации. РПМ-70 Прием сигналов маркерных радиомаяков и преобразование их в (1 шт.) сигналы, позволяющие осуществить световую и звуковую индикацию момента пролета над маркерным радиомаяком. СК Установка заданной линии пути в режиме «VOR». (2 шт.) СР Переключение режимов посадки, управление коммутацией (1 шт.) выходных цепей сигнализация готовности К и Г. ПУР Настройка курсового и глиссадных приемников на частоту (2 шт.) используемого радиомаяка, управление встроенным контролем аппаратуры. Гот. К У НП-1 СК-1 Аз (КУР) К СПУ г ЛЗ П Гот. Г БВК Индикация готовности СК-2 к ЛЗП Гот. К Аз (КУР) У НП-2 К СП У г Гот. Г ПУР-2 Выбор частотного канала Вкл. посадки Вкл. контроля, Вкл. навигации СР Маршрут/Посадка АГ-003 П УР-1 115 В 400 Гц Вкл. ILS, Вкл. СП-50 АКН-002 Контрольный НЧ сигнал Вкл. контроля, Вкл. навигации Вкл. посадки Выбор частотного канала к РПМ-70 Структурная схема Курс МП-70 В-502 115 В 36 В +27 В 400 Гц400 Гц Вкл. СП-50 Вкл. ILS АМВ-002 К СПУ К звонку К инд. лам. 11.6.2. Бортовая аппарат ура посадки ILS-85 Аппаратура ILS-85 предназначена для решения задач посадки по маякам типа ILS и функционирует в составе КС ЦПНО. Аппаратура позволяет осуществлять прием сигналов курсового и глиссадного радиомаяков, определения по ним отклонений самолета от плоскостей курса и планирования (глиссады) на этапе посадки и выдачи этой информации на индикацию и в САУ. Дополнительно аппаратура позволяет обеспечивать посадку по радиомаякам системы СП-50. Аппаратура ILS-85 выполнена в виде блока, представляющего собой модульную конструкцию. В комплект аппаратуры также входят антенна глиссадная АГ-006 и антенна курсовая АКН-005. Аппаратура работает в следующих режимах: «ILS» - прием сигналов курсового и глиссадного радиомаяков типа ILS и выработка сигналов отклонения от курса и глиссады; «СП» - прием сигналов курсового и глиссадного радиомаяков типа СП-50 и выработка сигналов отклонения от курса и глиссады; «Контроль» - по сигналам «Контроль», выдаваемым от вычислительной системы самолетовождения (ВСС) или комплексного пульта радиотехнических средств (КП РТС), вырабатываются тестовые значения отклонений от равносигнальных зон курса и глиссады «вверх- ТЛФ Код СЧК Управл. ТЛФ Модуль СЧ-К Модуль СП НЧК1 Модуль ВЧ-К НЧнК НЧК2 Код преселектора Модуль процессора Модуль комбинированный посадочный НЧГ1 Модуль ВЧ-Г НЧнГ Модуль цифрового обмена НЧГ2 Модуль СЧ-Г Код СЧГ Шина данных-адреса Структурная схема аппаратуры ILS-85 Выходные данные Модуль высокочастотный курсовой (ВЧ-К) осуществляет прием, фильтрацию, усиление и детектирование ВЧ сигналов, поступающих от курсовой антенны, а также формирование контрольных курсовых ВЧ сигналов. Модуль высокочастотный глиссадный (ВЧ-Г) осуществляет прием, фильтрацию, усиление и детектирование ВЧ сигналов, поступающих от глиссадной антенны, а также формирование контрольных глиссадных ВЧ сигналов. Модули синтезаторов частот (СЧ-К и СЧ-Г) осуществляют формирование в курсовом и глиссадном каналах сигналов перестраиваемых гетеродинов с цифровым управлением. Модуль селективного преобразователя (СП) осуществляет выделение и усиление сигналов телефонной связи и опознавания сигналов радиомаяков ILS. Модуль комбинированный посадочный осуществляет преобразование НЧ сигнала ILS в цифровую форму. Процессор выполняет программы, записанные в его постоянное запоминающее устройство. Модуль цифрового обмена осуществляет прием и передачу биполярного кода, которым производится информационный обмен с внешними системами, формирование и прием управляющих сигналов 11.6.3. Аппаратура ILS самолета А-320 ILS (MMR) The primary function of the Multi−Mode Receiver (MMR) is to receive and process Instrument Landing System (ILS) and Global Positioning System (GPS) signals. The MMR is a navigation sensor with two internal receivers: ILS Receiver + GPS Receiver The function of the ILS is to provide the crew and airborne system users with lateral (LOC) and vertical (G/S) deviation signals, with respect to the approach ILS radio beam transmitted by a ground station. The localizer operates in a frequency band which ranges from 108.1 MHz to 111.95 MHz and the glide uses the band from 329.15 MHz to 335 MHz. ILS Principle The function of the ILS is to provide the crew and airborne system users with signals transmitted by a ground station. A descent axis is determined by the intersection of a Localizer beam (LOC) and a Glide Slope beam (G/S) created by this ground station at known frequencies. The ILS allows measurement and display of angular deviations and receives the Morse audio signal, which identifies the ILS ground station. The components are two ILS antennas, two GPS antennas and two MMR units. The MMR system interfaces with: PFDs and NDs for display, EFIS control unit for display and ILS control, Flight Management and Guidance Computers (FMGCs), for ILS auto−tuning and GPS position, MCDUs for ILS manual tuning, CAPT and F/O Radio Management Panels (RMPs) for ILS back−up tuning, Audio Control Panels (ACPs) for ILS audio signal, Air Data/Inertial Reference Units (ADIRUs) for GP−IRS hybrid position computation ILS INDICATION Indication on PFD If the ILS pushbutton is pressed and a ILS frequency is sent to the receiver (flight plane insertion on auto tuning, MCDU or RMP insertion on manual tuning), the white ILS deviation scales appear. The magenta deviation indexes appear, when the Localizer or Glide Slope signals are valid. When the deviation is out of range, the index is against one stop and only its outer half remains in view. The scale and the index flash, when the deviation is excessive (ILS deviation warning). The magenta course cursor or dagger shows the ILS course against the heading scale. When the course is out of range, the numeric value is shown on the left or right corner of the heading scale. The magenta ILS Information shows: ILS identifier, if decoded by the ILS receiver. ILS frequency ILS DME distance, if there is a ILS/DME. Indication on ND ND in Rose ILS Mode The white ILS deviation scales appear. The magenta course cursor or dagger shows the ILS course (runway heading) against the heading scale. The magenta LOC deviation bar appears, when the Localizer signal is valid. It moves perpendicular to the course cursor. When the deviation is out of range, the bar moves against one stop. The scale and the bar flash, when the deviation is excessive (ILS deviation warning). The magenta G/S deviation index appears, when the glide slope signal is valid. When the deviation is out of range, the index moves against one stop and only its outer half remains in view. The scale and the index flash, when the deviation is excessive (ILS deviation warning). The magenta ILS information shows: − ILS system and frequency, − ILS course, − ILS identifier, if decoded by the ILS receiver. ND in Rose NAV or ARC Mode If the ILS pushbutton on the EFIS control panel is pressed, the magenta course cursor or dagger shows the ILS course (runway heading) against the heading scale. The ND shows the ILS APP message in its center top section when the pilot ILS TUNING FUNCTION Auto Tuning The MMR 1 is connected to the RMP 1 (the MMR 2 to the RMP 2). The MMR 1 receives management bus from the FMGC 1 through the RMP 1 (the MMR 2 from the FMGC 2 through the RMP 2). In normal operation, the FMGC 1(2) tunes the MMR 1(2) automatically. The departure and destination runway is entered by the crew into the flight plan, the FMGC gets the related ILS frequency from the navigation database. In this case the RMP 1(2) operates as a relay which sends the frequency information from the FMGC 1(2) to the receiver 1(2). Operation in case of FMGC failure With failure of one FMGC, the second FMGC, can control the two MMRs, the off side directly, the on side through its RMP. Manual Tuning by MCDU A frequency selection is done at the RAD/NAV page via the Alpha−Numeric Keys on the MCDU. ILS−TUNING On the RAD/NAV page it is possible to enter a ILS identifier or a frequency and a course. The course will be automatically cleared, if a new ILS station is entered. − After insertion of a new identifier, the FMGC uses the NAV DATA BASE to search for the new frequency and sends it to the receiver. − After insertion of a new frequency, the FMEC uses the NAV DATA BASE to search for the new identifier to display the data on the MCDU screen. Radio Navigation Back Up Tuning If both FMGC fail, each MMR must be tuned directly from the onside RMP. The RMPs can be used to tune the radio navigation systems: − RMP 1 for VOR 1, DME 1, ILS 1 and ADF 1 − RMP 2 for VOR 2, DME 2, ILS 2 and ADF 2 To do so, the guarded NAV pushbutton must be pressed to switch the RMP in the radio navigation back up mode (green NAV LED on). All navigation systems associated to that RMP now uses the last stored RMP NAV frequencies. After selection of the NAV system via the pushbuttons, a new frequency and a new course can be entered by using rotary knob and the transfer switch. NOTE: The Tuning Function is the same for VOR (DME), ADF. Учите мат част ь!!!