Угломерный канал навигации VOR предназначен для определения азимута ЛА относительно радионавигационной точки, в которой устанавливается наземное оборудование системы. В состав угломерного канала входит наземное и бортовое оборудование. Наземное оборудование представляет собой радиомаяк, излучающий сигналы, прием и обработка которых на борту ЛА позволяет определить его азимут. Бортовое оборудование представляет собой приемоиндикатор, принцип действия которого определяется используемым в канале методом измерения азимута. При таком построении азимутального канала его пропускная способность не ограничена. В настоящее время различают три основные модификации угломерных систем МВ диапазона:

с измерением фазы огибающей АМ колебаний (VOR);

с двухступенчатым измерением фазы (PVOR);

с использованием эффекта Доплера (DVOR).
VOR . Радиомаяки VOR имеют две передающие антенны:

ненаправленную антенну А 1 с диаграммой направленности (ДНА) в горизонтальной плоскости ;

направленную антенну А 2 с диаграммой направленности в горизонтальной плоскости .

В любом азимутальном направлении значение диаграммы направленности А 2 характеризуется величиной .

Антенна А 1

(1.1)

с амплитудой .

Антенна А 2 в любом азимутальном направлении создает поле

с амплитудой . (1.3)

Обычно для радиомаяков VOR выполняется условие .

Диаграммы излучения антенн радиомаяка VOR показаны на рис. 1.6(а).

Высокочастотные сигналы формируются одним передатчиком и излучаются антеннами, имеющими общий фазовый центр. При сложении полей в пространстве образуется суммарное поле всенаправленного РМ (рис. 1.6(б))
.


Рис. 1.6. Диаграммы излучения антенн радиомаяка VOR
С учетом выражений (1.2) и (1.3) величину суммарного поля можно выразить

. (1.4)

Диаграмма направленности А 2 вращается в горизонтальной плоскости с угловой скоростью

где n – частота вращения ДНА в минуту.

Длительность одного оборота Т равна периоду вращения, , а частота . Частота вращения в VOR составляет n=1800 об/мин (F=30 Гц) .

Положение диаграммы направленности А 2 (положение ее максимумов) – функция времени . Вращение антенны вызовет периодическое изменение суммарного поля. Обозначим отношение амплитуд и, подставив в (1.4) значения и , получим

В результате образуется поле с глубиной амплитудной модуляции , частотой модуляции и фазой огибающей, зависящей от азимута . Колебания, принимаемые бортовым приемником, можно представить выражением

где К – коэффициент, учитывающий ослабление.

После усиления и детектирования можно выделить напряжение низкой частоты
, (1.7)

фаза которого содержит информацию об азимуте самолета :
. (1.8)

Для выделения этой информации на борту ЛА необходимо иметь опорное колебание, несущее информацию о мгновенном положении ДНА. Эта информация должна быть заложена в фазе опорного колебания

с текущим значением фазы
(1.9)

соответствующим угловому положению ДНА в данный момент времени t .

При наличии на борту ЛА такого опорного напряжения можно определить азимут ЛА как разность фаз опорного и азимутального сигналов (1.8) и (1.9):

Для работы бортового измерителя необходим опорный сигнал, причем одинаковый для всех ЛА. Этот сигнал необходимо передавать по отдельному каналу связи. В целях сокращения частотных каналов связи опорный сигнал в этих системах передают на той же несущей частоте , что и азимутальный. Разделение азимутального и опорного сигналов по каналам происходит на приемной стороне методом частотной селекции продетектированного по амплитуде комбинированного сигнала. Такая возможность появляется при использовании для передачи опорного сигнала двойной амплитудно-частотной модуляции.

Рассмотрим формирование сигналов наземным оборудованием и работу бортового оборудования на примере упрощенной структурной схемы канала VOR (рис. 1.7).

В передатчике (ПРД) формируются высокочастотные колебания частоты . В делителе мощности (ДМ) ВЧ сигнал разделяется на два канала. Часть мощности поступает во вращающуюся антенну А 2 . Частота вращения антенны определяется блоком управления (БУА) и равна F=30 Гц. В радиомаяках применялись различные способы вращения антенны. В первых радиомаяках вращение антенны осуществлялось механическим способом при помощи электродвигателя. Другой способ предусматривает применение гониометрических антенных систем. Позднее были разработаны методы электронного вращения ДНА (метод электронного гониометра), при котором эффект вращения ДНА достигается питанием двух взаимно перпендикулярных направленных антенн с диаграммами в виде восьмерки. Питание антенн осуществляется балансно-модулированными колебаниями со сдвигом по фазе огибающей модуляции на 90°. Антенной А 2 создается электромагнитное поле (1.2).

Рис. 1.7. Структурная схема канала VOR
Антенна А 1 является ненаправленной и предназначена для формирования суммарной диаграммы направленности типа «кардиоида» и передачи опорного сигнала. Для формирования сигнала с двойной амплитудно-частотной модуляцией выбирают колебания, частота которых намного больше частоты вращения ДНА, но существенно меньше частоты несущих колебаний, и используют эти колебания в качестве вспомогательных. Вспомогательные колебания называются поднесущей, для которой должно выполнятся условие , где – частота поднесущих колебаний. Для системы VOR частота поднесущей равна F П =9960 Гц.

В модуляторе поднесущей (МП) осуществляется частотная модуляция поднесущей опорными колебаниями частотой F ОП =30 Гц с девиацией частоты ΔF П =480 Гц при индексе модуляции . В модуляторе МВЧ высокочастотные колебания модулируются по амплитуде напряжением поднесущей с глубиной модуляции .

Антенна А 1 создает поле с напряженностью

где – коэффициент амплитудной модуляции; – коэффициент частотной модуляции; – девиация поднесущей частоты.

Суммарное поле

воздействует на антенну бортового оборудования А 0 . На выходе антенны получается суммарное колебание вида

Амплитудно-частотный спектр суммарного колебания показан на рис.1.8(а).

Рис. 1.8. Амплитудно-частотный спектр:

а) принятого сигнала;

б) огибающей принятого сигнала
Бортовым оборудованием необходимо выделить из суммарного азимутальный и опорный сигналы и произвести их сравнение по фазе.

После преобразования суммарного сигнала в приемном устройстве (ПРМ), усиления его и детектирования амплитудным детектором выделяется огибающая, содержащая азимутальный и опорный сигналы вида
, (1.12)

где и – амплитуды составляющих полного сигнала.

Из спектра сигнала (1.12), представленного на рис. 1.8(б), видно, что азимутальный и опорный сигналы можно выделить путем частотной селекции. Для этой цели с выхода ПРМ сигнал подается на два фильтра Ф1 и Ф2.

В фильтре Ф1, настроенном на частоту (f=30 Гц ), выделяется азимутальный сигнал или сигнал переменной фазы, а в фильтре Ф2, настроенном на поднесущую частоту (f=9960 Гц ), выделяется частотно-модулированное поднесущее колебание. После симметричного ограничения в усилителе-ограничителе (УО) в частотном детекторе (ЧД) выделяется опорное колебание.

В результате преобразований получены:

азимутальный сигнал ;

опорный сигнал .

Опорное напряжение подается на фазовращатели ФВ1 и ФВ2. В исходном положении ось ФВ1 повернута на произвольный угол b , что вызывает дополнительный сдвиг фазы опорного напряжения на величину b

И . (1.13)

Азимутальное и опорное напряжение подается на фазовый детектор ФД1. Разница фаз между напряжениями на входе

Напряжение на выходе фазового детектора ФД1:

Это постоянное напряжение преобразуется (в ПНН) в сигнал рассогласования с частотой 400 Гц и подается на управляющую обмотку электродвигателя (ДВ), который поворачивает ось ротора фазовращателя ФВ1 до тех пор, пока разность фаз не станет равной нулю. При этом и . Таким образом, угол поворота ротора фазовращателя ФВ1 становится равным азимуту самолета. Ось ФВ1 связана с осью сельсин-датчика (СД), который передает результаты измерений на указатели азимута.

В системе VOR предусмотрена возможность полета самолета по заданному азимуту . Для этого в схему введены ФД2 и ФВ2. Ось ФВ2 поворачивается вручную и устанавливается на заданный угол . При этом фаза опорного напряжения дополнительно сдвигается на величину и становится

. (1.16)

Это напряжение подается на вход ФД2. На второй вход подается азимутальное напряжение с фазой

.

Разность фаз азимутального и опорного напряжений на входе ФД2

После фазового детектирования согласно (1.15) на выходе детектора
.

Когда , и азимут самолета совпадает с заданным направлением. Эта задача решается при полете ЛА на радиомаяк VOR или от него. Для индикации полета на радиомаяк или от него в схему вводится ФД3, на который подаются.

Общие сведения

В качестве основных средств ближней навигации в организации ИКАО (ICAO) приняты системы ВОР (VOR), BOR/ДМЕ (VOR/ДМП, ВОРТАК (VORTAK) и ТАКАН (TAKAN). Эти системы работают в диапазоне УКВ и обеспечивают определение азимута, дальности или обоих этих величин одновременно для самолета относительно наземного всенаправленного маяка. Ниже приводятся данные самолетного радиооборудования, обеспечивающего прием сигналов всенаправленного радиомаяка ВОР. Обычно эти радиоприемники обеспечивают не только прием сигналов маяка ВОР, но и сигналов курсового маяка системы посадки ИЛС (ILS).

• Радиотехническая система ТАКАН
• Системы ВРМ-5 и «КОНСОЛ» 1
• Инерциальный системы навигации
• Курсо-глиссадные системы
• Бортовая аппаратура КУРС-МП-1
• Бортовая система БСУ-ЗП
• Навигационный вычислитель
• Навигационный рассчетчик НРК-2
• Самолетные радиолокаторы
• Бортовой радиолокатор «ГРОЗА»

В последнее время на зарубежных самолетах дальномеры ДМЕ заменяются дальномерными блоками аппаратуры ТАКАН, так как дальномерная часть системы ТАКАН дает большую точность по сравнению с системой ДМЕ. В такой комплектации система получила наименование ВОРТА К. Кроме того, система ТАКАН дает и большую точность по азимуту сравнительно с маяком ВОР, а также в системе ТАКАН предусмотрена линия передачи данных с самолета на землю и обратно. Эта система постепенно заменяет систему

РАДИОТЕХНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА VOR

Самолетная аппаратура ВОР - ИЛС, SR-32 или SR-34/35 обеспечивает самолетовождение по наземным маякам ВОР и выполнение захода на посадку по системе ИЛС.

При работе в режиме «ВОР» эта аппаратура позволяет решать следующие навигационные задачи:

• определять магнитный пеленг наземного радиомаяка ВОР2 выполнять полет по ЗМП наземного радиомаяка;
• определять место самолета по магнитным пеленгам двух радиомаяков ВОР;
• определять угол сноса в полете.

Дальность действия системы ВОР (маяки мощностью 200 вт) находится в пределах, км:

Наибольшая дальность - при полетах над равнинной местностью и морем. Точность определения пеленгов радиомаяков ВОР при помощи бортовой аппаратуры характеризуется, как правило, ошибкой 2-3°. При полетах в горных районах ошибки могут доходить до 5-6°.

Всенаправленный радиомаяк ВОР излучает сигнал, состоящий из несущей (в диапазоне от 108 до 118 Мгц) частоты, модулированной двумя низкочастотными сигналами (30 гц). Разность фаз модулирующих частот, измеренная в любой точке рабочей зоны радиомаяка, пропорциональна азимуту самолета относительно заданного (эталонного) направления. Обычно за эталонное направление принимается направление на север; вдоль этого направления обе модулирующие частоты находятся в фазе.

При движении самолета по часовой стрелке относительно места установки маяка фаза одной из модулирующих частот изменяется, тогда как фаза другой, являющейся эталонной, остается без изменений. Это достигается путем раздельного излучения несущей и боковых частот, причем сигналы боковых частот эталонной фазы создают ненаправленную в горизонтальной плоскости диаграмму, а сигналы боковых частот переменной фазы создают горизонтальной плоскости направленную диаграмму в форме восьмерок.

Все радиомаяки системы ВОР работают автоматически и управляются дистанционно.

В настоящее время устанавливаются маяки ВОР с высотными маркерами, которые, благодаря сигнализации, передаваемой на борт само

лета, позволяют более точно определить момент пролета над маяком. Для того чтобы отличить один радиомаяк от другого, каждому из них присвоены свои позывные сигналы, представляющие собой две или три буквы латинского алфавита, передаваемые по телеграфной азбуке. Прослушивание этих сигналов на борту самолета производится через СПУ.

Наземное оборудование системы

ИЛС состоит из курсового и глиссадного радиомаяков и трех маркерных радиомаяков: дальнего, среднего и ближнего (в настоящее время ближний маркер устанавливается не во всех аэропортах). В некоторых аэропортах для построения маневра при заходе на посадку на дальнем маркерном пункте или вне его (в створе оси зоны курса системы ИЛС) устанавливается приводная радиостанция.

Имеются два варианта размещения наземного оборудования:

• 1) курсовой радиомаяк расположен на оси ВПП;
• 2) когда курсовой радиомаяк расположен левее или правее от оси ВПП с таким расчетом, что ось зоны курса проходит через средний или ближний маркерный пункт под углом 2-8° к продолжению оси ВПП. Во многих аэропортах дальний маркерный пункт системы ИЛС устанавливается на расстоянии 7400 м, средний маркерный пункт - 4000 м, а ближний - 1050 м от начала ВПП.

Блоки управления и приборы-указатели аппаратуры SR-32. Для настройки аппаратуры и снятия показаний в полете экипаж использует следующие приборы:

• щиток управления SR-32; указатель-задатчик пеленга радиомаяка;

Примечание. На некоторых самолетах Ту-104 из-за работы глиссадных приемников SR-32 и ГРП-2 от одной антенны предусмотрен переключатель антенного реле с надписью «СП-50 - ИЛС».

Щиток управления аппаратуры SR-32 и указатель-задатчик пеленга расположены на рабочем месте штурмана. Щиток управления имеет две рукоятки для установки значения частот ВОР или ИЛС. При установке соответствующей частоты на приборной доске пилотов загорается одна из сигнальных ламп с обозначением «ВОР» или «ИЛС». Курсо-глиссадные указатели расположены на приборных досках командира корабля и правого пилота. На некоторых самолетах они обеспечивают пилотирование самолета не только по сигналам маяков ВОР и ИЛС, но и позволяют производить посадку по системе СП-50.

Комплект бортовой аппаратуры ВОР

Установливаемая в настоящее время бортовая аппаратура ВОР - ИЛС, SR-34/35 имеет следующие блоки управления и указатели:

• щиток управления; селектор-азимут; радиомагнитный индикатор;
• два курсо-глиссадных указателя (нуль-индикаторы).
• Щиток управления аппаратуры ВОР-ИЛС, как и в аппаратуре SR-32, имеет две рукоятки для установки фиксированных частот «ВОР» или «ИЛС».
• Прибор селектора служит для установки и отсчета значений заданного магнитного пеленга маяка (или ЗМПУ), а стрелка «ТО - FROM» указывает положение самолета относительно маяка: положение «ТО» («НА») - полет на маяк ВОР;

положение «FROM» («ОТ») - полет от маяка ВОР.

Для полета по линии заданного пути на селекторе-азимуте устанавливается вручную значение ЗМПУ и если вертикальная стрелка курсо-глиссадного указателя удерживается в центре, можно считать, что самолет находится на линии заданного пути. Пролет маяка отмечается стрелкой «ТО-FROM». Показания этой стрелки зависят только от установки значения ЗМПУ и положения самолета относительно маяка и не Зависят от магнитного курса самолета. При переключении значения ЗМПУ показания вертикальной стрелки курсо-глиссадного указателя изменяются на обратные.

Радиомагнитный индикатор РМИ указывает значения МПР относительно места установки маяка (от 0 до 360"). Одновременно на этом приборе можно отсчитать магнитный курс самолета и курсовой угол радиомаяка ВОР. Магнитный курс самолета отсчитывается на подвижной шкале относительно неподвижного индекса. Этот комбинированный прибор удобен для пилотирования, так как стрелка, указывающая МПР относительно подвижной шкалы, одновременно показывает курсовой угол радиомаяка на неподвижной шкале. На РМИ имеются две совмещенные стрелки, которые показывают значения МПР от двух комплектов бортового оборудования ВОР.

При установке двух комплектов бортового оборудования ВОР-ИЛС, SR-34/35 устанавливаются два щитка управления, два селектор-азимута, два радиомагнитных индикатора, два курсо-глиссадных указателя (соответственно для первого и второго пилота).

Применение аппаратуры ВОР - ИЛС в полете

Наземная подготовка. Для использования аппаратуры ВОР-ИЛС в полете необходимо знать точные координаты, частоты и позывные наземных радиомаяков, расположение их относительно заданной линии пути (отдельных участков маршрута).

В целях облегчения определения и прокладки пеленгов на карте наносят азимутальные круги с центром в месте установки радиомаяка с ценой деления 5е. Нуль шкалы этих кругов совмещают с северным на

правлением магнитного меридиана радиомаяка. У круга должны быть надписи с указанием названия пункта, места расположения радиомаяка, частоты его работы и позывные (буквами телеграфной азбуки).

Для определения в полете магнитного пеленга радиомаяка ВОР относительно места самолета необходимо выполнить следующую работу:

• включить аппаратуру ВОР-ИЛС и выждать 2-3 мин, пока она прогреется;
• установить на пульте управления частоту радиомаяка;
• прослушать позывные радиомаяка;
• вращая кремальеру на указателе-задатчике пеленга SR-32, добиться совмещения двойной стрелки с одинарной, при этом одинарная стрелка должна находиться между составляющими двойной стрелки и быть им параллельна;
• убедиться, находится ли курсовая стрелка курсо-глиссадного указателя в центре шкалы прибора и при необходимости установить ее в центре черного кружка, вращая кремальеру на указателе-задатчике пеленгов;
• снять отсчет магнитного пеленга радиомаяка в окне счетчика указателя-задатчика пеленга и проложить на карте линию снятого МПР.
• При использовании аппаратуры SR-34/35 магнитный пеленг отсчитывают па РМИ или, вращая рукоятку установки ЗМПУ на селектор-азимуте, добиваются на курсо-глиссадном указателе установки вертикальной стрелки на нуле; тогда в окне селектор-азимута можно прочитать МПР, если стрелка «ТО-FROM» находится в положении «ТО».

Примечание. В полете по системе ВОР необходимо помнить, что пеленг на радиомаяк от курса самолета не зависит. Это отличает систему ВОР от системы «радиокомпас - приводная радиостанция», при работе с которой пеленг получается как сумма курса и курсового угла радиостанции.

Полет на радиомаяк ВОР по заданному магнитному пеленгу. После взлета экипажу необходимо:

• включить аппаратуру, установить частоту радиомаяка на щитке управления и прослушать его позывные;
• установить значение заданного МПР на указателе-задатчике пеленга (SR-32) или на приборе селектор- азимут (SR-34/35);
• если взлет был произведен не в направлении на радиомаяк, то выполнить маневр для выхода на линию заданного магнитного пеленга радиомаяка.

При приближении самолета к линии МПР одинарная стрелка указателя-задатчика пеленга подойдет к двойной стрелке (при использовании аппаратуры SR-32).

Для точного выхода на линию заданного МПР экипаж должен развернуть самолет в упрежденной точке разворота. Когда самолет будет лететь строго по линии заданного МПР, курсовая стрелка курсо-глиссадного указателя будет находиться в цент

ре прибора, а одинарная стрелка установится между двойной стрелкой и будет ей параллельна (при использовании бортовой аппаратуры SR-32).

Определение момента пролета над радиомаяком ВОР. При подходе самолета к радиомаяку ВОР отмечается периодическое выпадание бленкера. Курсовая стрелка курсо-глиссадного указателя становится более чувствительной даже при незначительных отклонениях самолета от линии заданного пути. Одинарная стрелка указателя-задатчика пеленга также колеблется в пределах от ±5 до ±Ю° в обе стороны.

В том случае, когда после пролета над маяком предусматривается следование по маршруту с тем же курсом, за 15-20 км от момента пролета радиомаяка целесообразно курс выдерживать не по курсовой стрелке курсо-глиссадного указателя, а по ГПК (курсовой системе в режиме ГПК).

Момент пролета над маяком отмечается поворотом стрелки, указывающей МПР, на 180°. Этот поворот в зависимости от высоты и скорости полета самолета совершается в течение 2-3 сек.

Полет от радиомаяка ВОР.

Для выполнения полета самолета в заданном направлении от радиомаяка необходимо:

• VI проложить на карте линию заданного пути;
• снять с карты значение магнитного пеленга радиомаяка от одного из характерных точечных ориентиров, расположенных на линии пути в пределах дальности действия радиомаяка;
• к полученному значению МПР прибавить 180°; после взлета включить аппаратуру ВОР, установить частоту радиомаяка и прослушать его позывные; установить значение угла МПР+ -f- 180° на указателе задатчика пеленга (SR-32) или на приборе селектор-азимут (SR-34/35).

В зависимости от направления взлета по отношению к направлению полета от маяка выполнить маневр для выхода на линию заданного МПР (линию пути), что отмечается приходом вертикальной стрелки курсо-глиссадного указателя в вертикальное положение.

Полет по линии заданного Пути выполнять по курсо-глиссадному указателю, контролируя значение ЗМПУ по показаниям одинарной стрелки указателя задатчика-пеленга (SR-32) или по РМИ (SR-34/35).

Пример полета на маяк и от маяка с аппаратурой SR-34/35.

Определение места самолета по магнитным пеленгам двух радиомаяков ВОР с наибольшей точностью получается в том случае, когда полет выполняется «От» или «На» маяк, а второй радиомаяк находится на

траверзе с правого и левого борта самолета. При этом пеленги двух радиомаяков составляют угол, близкий к 909.

Для определения места самолета необходимо :

• снять точный отсчет пеленга радиомаяка, находящегося в створе линии заданного пути, и проложить его на карте;
• выдерживать курс по ГПК, настроиться на маяк, расположенный в стороне от линии заданного пути полета самолета, и снять пеленг на этот радиомаяк;
• провести линию пеленга с бокового радиомаяка; точка пересечения двух пеленгов будет местом самолета, если учесть поправку на перемещение самолета за время прокладки пеленгов на карте.

По времени полета и расстоянию между отметками двух МС, определенных пеленгацией радиомаяков ВОР, можно определить значение путевой скорости.

Определение угла сноса при полете вдоль линии магнитного пеленга радиомаяка ВОР («На» или «От» него) производят по формулам: при полете на радиомаяк.

Выполнение маневра для входа в зону курсового радиомаяка системы ИЛС. При помощи аппаратуры ВОР-ИЛС можно выполнить маневр снижения самолета, используя сигналы радиомаяка ВОР, расположенного в аэропорту, и осуществить вход в зону курсового радиомаяка системы ВОР следующими способами: с прямой; по большому прямоугольному маршруту; методом стандартного разворота или отворотом на расчетный угол.

Наиболее просто маневр снижения и вход в зону курсового маяка системы ИЛС выполняется тогда, когда радиомаяк ВОР расположен в створе линии посадки.

В случае захода на посадку с прямой при снижении на курсе подхода к аэропорту экипаж пилотирует самолет с использованием сигналов радиомаяка ВОР по курсовой стрелке курсо-глиссадного указателя до входа в зону действия курсового маяка системы ИЛС. При заходе на посадку на щитке управления вместо частоты радиомаяка ВОР устанавливается частота курсового маяка ИЛС. Вход в зону маяка ИЛС контролируется по загоранию сигнальной лампы с надписью «ИЛС» и по срабатыванию бленкера.

При заходе на посадку по большому прямоугольному маршруту экипаж определяет по показаниям приборов аппаратуры ВОР-ИЛС моменты разворотов и входа в зону курсового радиомаяка ИЛС. Для этого на схеме снижения и захода на посадку заранее рассчитываются значения МПР контрольных точек. При совпадении расчетных и фактических величин А1ПР, снятых с. указателя пеленгов, отмечается момент пролета этих контрольных точек.

Назначение и основной принцип работы дальномерной системы навигации (DME). Режимы работы бортового оборудования. Нормы на параметры канала дальности и дальномерный радиомаяк DME. Основные параметры бортовой аппаратуры DME/P и её структурная схема.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Введение

3. Измеряемый навигационный параметр в системе DME

5. Дальномерный радиомаяк DME

6. Бортовая аппаратура DME/P

Заключение

Литература

Введение

Навигация - это наука о методах и средствах, обеспечивающих вождение подвижных объектов из одной точки пространства в другую по траекториям, которое обусловленные характером задачи и условиями ее выполнения.

Процесс навигации ВС состоит из ряда навигационных задач:

Точного выполнения полета по установленной трассе на заданной высоте с выдерживанием такого режима полета, который обеспечивает выполнение задания;

Определение навигационных элементов, необходимых для выполнения полета по установленному маршруту или поставленной специальной задачи;

Обеспечения прибытия ВС в район, пункт или на аэродром назначения в заданное время и выполнения безопасной посадки;

Обеспечения безопасности полета.

Развитие радионавигационных средств (РНС) на протяжении всей истории их существования неизменно стимулировалось расширением области применения и усложнением задач, возлагавшихся на них, и, прежде всего ростом требований к их дальности действия и точности. Если в первые десятилетия радионавигационные системы обслуживали морские корабли и самолеты, то затем состав их потребителей значительно расширился и в настоящее время охватывает все категории подвижных объектов, принадлежащих различным ведомствам. Если для первых амплитудных радиомаяков и радиопеленгаторов была достаточна дальность действия в несколько сотен километров, то затем постепенно требования к дальности возросли до 1-2,5 тыс. км (для внутриконтинентальной навигации) и до 8-10 тыс. км (для межконтинентальной навигации) и, наконец, превратились в требования глобального навигационного обеспечения.

Система DME предназначена для определения дальности на борту ВС относительно наземного радиомаяка. Она включает в себя радиомаяк и бортовое оборудование. Система DMEбыла разработана в Англии в конце второй мировой войны в метровом диапазоне волн. Позднее в США был разработан другой, более совершенный вариант в 30 - сантиметровом диапазоне. Этот вариант системы рекомендован ICAO в качестве стандартного средства ближней навигации.

Сигнал опознавания радиомаяка DME: Сообщение в виде двух или трех букв международного кода Морзе, передаваемое с помощью тонального сигнала, представляющего собой последовательность частотой 1350 пар импульсов в секунду, заменяющих все ответные импульсы, которые могли бы передаваться в этот интервал времени.

Дальномерная система навигации (DME) и ее возможности

Система обеспечивает получение на борту воздушного судна следующей информации:

Об удалении (наклонной дальности) воздушного судна от места установки радиомаяка;

Об отличительном признаке радиомаяка.

Радиомаяк дальномерный может устанавливаться совместно с радиомаяком азимутальным VOR (PMA) или использоваться автономно в сети DME-DME.

В этом случае на борту воздушного судна обеспечивается определение его местоположения в системе измерения двух дальностей относительно места установки радиомаяка, что позволяет решать задачи самолетовождения на трассе и в зоне аэродрома.

1. Назначение и принцип работы дальномерной системы DME

Система DME работает в диапазоне 960 -1215 МГц с вертикальной поляризацией, имеет 252 частотно - кодовых канала.

В основе работы системы DME лежит известный принцип «запрос - ответ». Структурная схема этой системы приведена на рисунке 1.1

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.1 - Структурная схема системы DME

Измеритель дальности бортового оборудования создает сигнал запроса, который в виде двухимпульсной кодовой посылки подается на передатчик и излучается бортовой антенной. Высокочастотные кодовые посылки сигнала запроса принимаются антенной наземного радиомаяка поступают на приемник и далее на устройство обработки. В нем производится декодирование принятой посылки, при этом отделяются случайные импульсные помехи от сигналов запросов бортового оборудования, затем сигнал вновь кодируется двухимпульсным кодом, поступает на передатчик и излучается антенной радиомаяка. Ответный сигнал, излученный радиомаяком, принимается бортовой антенной, поступает на приемник и с него на измеритель дальности, где осуществляется декодирование ответного сигнала и выделение из принятых ответных сигналов конкретного ответного сигнала, излученного радиомаяком на посланный запрос. По времени задержки ответного сигнала относительно запросного определяется дальность до радиомаяка. Ответные сигналы радиомаяка относительно запросных задержаны на постоянную величин, равную 50 мкс, которая учитывается при измерений дальности.

Наземный радиомаяк должен одновременно обслуживать большое число летательного аппарата, поэтому его аппаратура рассчитывается на прием, обработку и излучение достаточно большого числа запросных сигналов. При этом для каждого конкретного летательного аппарата ответные сигналы всем остальным летательным аппаратам, работающим с данным радиомаяком, являются помехой. Поскольку бортовое оборудование может работать только при определенном числе помех, установлено постоянное число ответных сигналов радиомаяка, равное 2700; и бортовое оборудование рассчитывается исходя из условия 2700 помех при нормальной работе радиомаяка. Если число запросов очень велико, по чувствительность приемника радиомаяка снижается до такого значения, при котором число ответных сигналов не превышает 2700. В этом случае летательные аппараты, находящиеся на больших расстояниях от радиомаяка, перестают обслуживаться.

В радиомаяках при отсутствии запросных сигналов ответные сигналы формируют из шумов приемника, чувствительность которого в данном случае максимальна. При появление запросных сигналов его чувствительность понижается, одна часть ответов формируется в соответствии с запросами, а другая часть формируется из шумов. При повышении числа запросов доля ответов, формируемых от шумов, снижается, и при числе запросов, соответствующих предельно допустимому числу ответов, ответные сигналы радиомаяка практически излучаются только на запросные. При дальнейшем увеличении числа запросов чувствительность приемника продолжает понижаться, до такого уровня, при котором число ответов поддерживается постоянным равным 2700; зона обслуживания радиомаяка по дальности при этом снижается.

Работа с постоянным числом ответных сигналов имеет ряд достоинств: обеспечивается возможность построения эффективной автоматической регулировки усиления (АРУ) в бортовом приемнике; чувствительность приемника радиомаяка и, следовательно, дальность его действия постоянно находится на максимально возможном для данных условий работы радиомаяка уровня; передающие устройства работают на постоянных режимах.

В бортовой аппаратуре системы DME весьма существенным является вопрос выделения «своих» ответных сигналов на фоне ответов, излучаемых радиомаяком по запросам других летательных аппаратов. Решение этой задачи может достигаться различными способами, на все они основываются на том, что задержка ”своего” ответного сигнала относительно запросного не зависит от момента запроса и определяется только дальностью до радиомаяка. В соответствии с этим схема измерения бортового оборудования каждого летательного аппарата производит запрос с меняющейся частотой, отличной от частоты запроса бортового оборудования других летательных аппаратов. При этом момент прихода ”своих” ответных сигналов относительно запросных будет постоянным или плавно изменяющимся в соответствие с изменением дальности до радиомаяка, а моменты прихода помеховых ответных сигналов окажутся равномерно распределенными во времени.

Для выделения ”своих” ответных сигналов очень часто используется метод стробирования. При этом из всего интервала дальности, в котором работает система, стробируется узкий участок и обработке подвергаются только те сигналы ответа радиомаяка которые пошли в строб.

2. Режимы работы бортового оборудования

Бортовое оборудование имеет два режима: поиска и слежения. В режиме поиска средняя частота запроса увеличивается, строб расширяется, и его местоположение принудительно медленно изменяется от нулевого до предельного значения дальности. При этом, когда строб находится на дальностях, отличающихся от дальности летательного аппарата на вход схемы стробирования, происходит некоторое среднее число ответных сигналов, определяемое общим числом ответных сигналов, радиомаяка и длительности строба. Если строб оказывается на дальности, соответствующей дальности летательного аппарата, то число ответных сигналов резко увеличивается за счет прихода ""своих” ответных сигналов, общее их число превысит определенный установленный порог и схема измерения переходит в режим слежения. В этом режиме число запросных сигналов уменьшается, строб сужается. Его перемещение производится устройством слежения таким образом, чтобы ответные сигналы радиомаяка оказывались в центре строба. Значение дальности определяется по положению строба.

Средняя частота запроса -- 150 Гц, длительность строба -- 20 мкс, скорость движения строба -- 16 км/с. При излучении радиомаяком в секунду 2700 случайно распределенных во времени ответных сигналов, через строб в среднем будет проходить около 8 импульсов в секунду. Время, в течение которого строб проходит дальность своего летательного аппарата, составляет 0,188 с. За это время дополнительно к среднему числу помех 8 импульсов/с, пройдет 28 ""своих” ответных сигналов. Таким образом число импульсов увеличится с 8 до 36. Такая разница в их числе позволяет определить момент, когда строб проходит ""свою” дальность, и переключить схему в режим слежения.

В режиме слежения скорость движения строба снижается, поскольку теперь она определяется скоростью движения J1A, при этом увеличивается число ""своих” ответов, проходящих через строб. Это позволяет снизить частоту запросных сигналов в режиме слежения до 30 Гц и таким образом повысить число ВС, обслуживаемых одним радиомаяком.

Система DME имеет 252 частотно-кодовых канала в диапазоне 960--1215 МГц (рисунке 1.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.2- Распределение каналов системы DME

А- линия борт-земля (каналыXи Y);

Б- линия земля-борт (каналы Х);

В- линия земля борт (каналы Y)

По линии земля--борт каналы группы ”Х” занимают две полосы частот (962--1024 МГц и 1151--1213 МГц). В них поддиапазонах каналы следуют через 1 МГц, ответные сигналы радиомаяка кодируются двухимпульсным кодом с интервалом 12 мкс. Каналы группы ”У” линии земля--борт занимают полосу частот 1025--1150 МГц и следуют через 1МГц, ответные сигналы кодируются двухимпульсным током 30 мкс.

Частотно-кодовые каналы системы DME жестко связаны между собой, т. е. каждому каналу группы ”Х” (или "У") линии борт--земля соответствует строго определенный канал”Х”(или "У") линии земля--борт. Частотный разнос между сигналами запроса и ответа для каждого частотнокодового канала постоянен и равен промежуточной частоте 63 МГц. Это упрощает аппаратуру, позволяя использовать возбудитель передатчика в качестве гетеродина приемника.

Поскольку частотные каналы системы DME расположены относительно близко друг от друга (через 1 МГц при несущей частоте 1000 МГц), возникает проблема влияния боковых лепестков спектра импульсных сигналов на соседние частотные каналы. Для исключения этого влияния сигналы системы DME имеют специальную форму, близкую к колокольной, и относительно большую длительность (рис. 1.2). Длительность сигнала на уровне 0,5 U т равна 3,5 мкс, длительность переднего и заднего фронтов на уровнях (0,1--0,9) U т -- 2,5 мкс.

Требования к спектру импульсов оговаривают необходимость уменьшения амплитуд лепестков спектра импульса по мере удаления от номинальной частоты и устанавливают максимально допустимое значение эффективной мощности в полосе 0,5 МГц для четырех частот спектра. Так, для радиомаяков на частотах спектра, смещенных на ±0,8 МГЦ относительно номинальной частоты, эффективная мощность в полосе 0,5 МГц не должна превышать 200 мВт, а для частот, смещенных на ± 2 МГц, -- 2 мВт. Для бортовой аппаратуры на частотах спектра, смещенных на ±0,8 МГц относительно номинальной частоты, мощность в полосе 0,5 МГц должна быть на 23 дБ ниже мощности в полосе 0,5 МГц на номинальной частоте, а для частот, смещенных на ±2 МГц, соответственно уровень мощности должен быть на 38 дБ ниже уровня мощности на номинальной частоте.

Рисунок 1.3 - Форма сигнала системы DME

Таблица 1.1

	Основные характеристики
		США Wilcox 1979	ФРГ Face Standard 1975
	Максимальная дальность действия, км
	Погрешность по дальности, м
	Погрешьность по азимуту, о
	Пропускная способность по дальности, сичло ВС
	Число каналов связи
	Влияние местных предметов на точность измерения азимута в сектор, о

В настоящее время развитие системы DME происходит н направлении повышения надежности, уровня автоматизации и контролеспособности, снижения габаритов, массы потребления энергии за счет применения современных комплектующих изделий и технологии использования вычислительной техники. Характеристики радиомаяка DME приведены н табл. 1.1, а бортового оборудования -- в табл. 1.2.

Наряду с системами DME в 70-х годах начались работы по созданию высокоточной системы PDME.

Таблица 1.2

предназначенной для обеспечения точной информации о дальности ВС, осуществляющихпосадку по международной системе посадки МСП. Радиомаяки PDME работают со стандартным бортовым оборудованием DME, а стандартные радиомаяки DME -- с бортовым оборудованием PDME; повышение точности достигается только на малых расстояниях за счет увеличения крутизны нижней части переднего фронта импульсов с соответствующим расширением полосы приемников.

3. Измеряемый навигационный параметр в системе DME

навигация дальномерный бортовой радиомаяк

В системе DME измеряется наклонная дальность d h между ВС и наземным радиомаяком (см. рисунке 1.4). В навигационных расчетах используется горизонтальная дальность:

D = (d h 2 - Нс 2) 1/2 ,

где Нс - высота полета самолета.

Если в качестве горизонтальной дальности использовать наклонную, т.е. считать, что D = d h , то возникает систематическая погрешность

Рисунок 1.4 - Определение наклонной дальности в системе DME

D = Нс 2 / 2Dн. Она проявляется на малых дальностях, но практически не сказывается на точности измерений при d h 7Нс.

4. Нормы на параметры канала дальности

Частотный диапазон, МГц:

запроса …………………..1025 -1150

ответа …………………..965 -1213

Число частотно-кодовых каналов …………………..252

Разнос частот между соседними частотными каналами, МГц..1 Нестабильность частоты, не более:

несущей, %...............................................................................±0,002

бортового запросчика, кГц ………………….±100

Отклонение средней частоты гетеродина, кГц……………….±60

Дальность действия (если она не ограничена дальностью прямой видимости), км…………………………………...370

Погрешность измерения дальности, большая из величин (R- расстояние до маяка), не более:

обязательное значение: ……………920м

желательное значение:

маяка……………………………..150м

бортовой аппаратуры…………...315м

общее…………………………….370м

Пропускная способность (число ВС)….....>100

Частота следования пар импульсов, импульс/с:

Средняя…………………………………30

Максимальная…………………………..150 2700 ±90

ответа при максимальной пропускной …4--10 --83

Время включения сигнализации о неисправности и переключении на резервный комплект, с………………………4 -10

Импульсная мощность передатчика на границе зоны действия

плотность мощности (относительно 1 Вт), дБ/м 2 , не менее……….-83

Различие мощности импульсов в кодовой паре, дБ……………..<1

Мощность:

Вероятность ответа на запрос, обеспечиваемая чувствительностью приемника ………………………………………………………………>0,7

5. Дальномерный радиомаяк DME

Состоит из антенной системы, приемного и передающего устройств и контрольно-юстировочной аппаратуры. Все оборудование выполнено в виде съемных функциональных модулей (блоков) и размещено в аппаратной кабине, расположенной под антенной системой (возможно размещение кабин и на некотором удалении от антенной системы).

Здесь применяют как одинарные, так и сдвоенные комплекты аппаратуры (второй комплект резервный). В состав радиомаяка входят устройства дистанционного управления и контроля работы аппаратуры. Основные показатели радиомаяка DME соответствуют нормам ICAO.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.5- Структурная схема дальномерного радиомаяка DME: А -- приемо-передающая антенна; УМ -- усилитель мощности; ЗГ - задающий генератор; М -- модулятор; ФИ -- формирователь импульсов; Ш-- шифратор; АП -- антенный переключатель; ГС -- генератор стробов; СК -- суммирующий каскад; СЗ -- схема запуска; ДСО -- датчик сигналов опознавания; Прм-- приемник; ВУ -- видеоусилитель; Дш -- дешифратор; КА -- контрольная антенна; СУЯ -- схема управления нагрузкой; К.У -- контрольное устройство; АРУ -- схема автоматической регулировки усиления; СИ -- счетчик импульсов; УП -- схема управления порогом; ГСИ -- генератор случайных импульсов.

Антенная система конструктивно объединяет приемо-передающую и контрольную антенны. Обе закреплены на металлической конструкции, выполняющей функции рефлектора и закрыты общим обтекателем диаметром 20 см и высотой 173 см. При территориальном совмещении радиомаяков VOR и DMEантенну DME монтируют над антенной системой VOR. Приемо-передающая антенна имеет четыре вертикальных ряда полуволновых вибраторов, расположенных по образующим цилиндра, диаметром около 15 см. Максимум излучения антенны поднят на 4° над горизонтом. Ширина луча в вертикальной плоскости э>10° по уровню половинной мощности. В горизонтальной плоскости ДНА круговая. В контрольную антенну входят две независимые приемо-передающие антенны, состоящие из вертикального ряда полуволновых вибраторов, расположенных по образующим цилиндра непосредственно под основной приемопередающей антенной.

Передающее устройство -- это стабилизированный кварцем задающий генератор, в который входит варакторный умножитель частоты, усилитель мощности на пленарных триодах и модулятор.

Приемное устройство включает в себя приемник сигналов запроса дальности, устройство управления нагрузкой ответчика, задержки, установки порога, генератор случайных импульсов, а также устройство, предназначенное для декодирования и кодирования сигналов. Для запирания приемного канала после приема очередного запросного сигнала служит генератор строб-импульсов. Устройство установки порога и генератор случайных импульсов формируют из шумового напряжения импульсы, количество которых в единицу времени зависит от числа запросных сигналов на выходе приемника. Схема отрегулирована таким образом, что общее число импульсов, проходящих через суммирующий каскад, соответствует излучению ответчиком 27 000 импульсных пар в секунду.

Контрольно-юстировочная аппаратура служит для определения выхода за пределы допусков основных параметров маяка (излучаемой мощности, кодовых интервалов между импульсами, аппаратурной задержки и т. п.). Она же выдает сигналы на систему управления и переключения (вводится только при двух комплектах) и на соответствующие индикаторы. Эти сигналы могут использоваться для отключения маяка.

6. Бортовая аппаратура DME/P

Бортовая аппаратура DME/Р - предназначена для работы с радоомаяками типа DMEиDME/P.

Основные параметры.

Частотный диапазон, МГц:

Передатчик. . . . . . . . . . . .1041…1150

Приемник. . . . . . . . . . . . . .978…1213

Число частотных каналов 200

Погрешность в режиме (2у), м. . . .15

Импульсная мощность передатчика, Вт. . 120

Чувствительность приемника, дБ-мВт:

В режиме . . . . . . .-80

В режиме . . . . . . .-60

Потребляемая мощность, В-А, от сети 115 В, 400 Гц 75

Масса, кг:

Всего комплекта (без кабелей) . . . . . .5,4

Приемопередатчика. . . . . . . . . . . . . . .4,77

Объем приемопередатчика, дм3 . . . . . .7,6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1.6-Структурная схема запросчика DME/P

Приемопередающая часть запросчика содержит приемопередатчик с модулятором, сигналы на который поступают от видеопроцессора и зависят от режима работы. Синтезатор частот служит задающим генератором приемопередатчик, связан с последним через буферный усилитель и вырабатывает опорные колебания для См, сигнал перестройки преселектора Прс и контрольный сигнал КС (63 МГц). Используется общее АФУ, коммутируемое антенным переключателем АП. Усиление в УПЧ регулируется с помощью, АРУ. Тракт усиления сигнала заканчивается узкополосным УПК и широкополосным ШПК каналами, идентичными показанным на рисунке 1.6. Дискриминатор Ферриса ДФ подает на ВП сигнал, соответствующий выбранному частотному каналу.

Тракт обработки содержит пороговые схемы ПС (см. рисунке 1.6), видеопроцессор ВП, счетчик, микропроцессор МП и интерфейс. Видеопроцессор ВП вместе с счетчиком рассчитывает дальность по задержке сигнала ответа, контролирует правильность работы, вырабатывает сигналы управления АРУ и модулятором и выдает строб импульс для Сч. Используется 16-разрядный счетчик и счетные импульсы с частотой 20,2282 МГц, период которых соответствует 0,004 м. мили (примерно 7,4 м). Данные с Сч поступают на МП, где они фильтруются и преобразуются в код, используемый внешними потребителями. Кроме того, МП вычисляет радиальную скорость Dи высоту полета Н, используя в последнем случае информацию об угле места 0 от УПС. Интерфейс служит для связи запросчика с другими системами ВС.

Заключение

Значительной степени повышает уровень безопасности самолетовождения при выполнении процедур входа в зону аэродрома и осуществлении маневрирования в аэродромной зоне при всех возрастающих уровнях самолетопотоков. Радионавигационное поле ближней навигации, создаваемое и совершенствуемое на основе перспективных наземных радиомаяков VOR/DME, будет основным радионавигационным полем по крайней мере еще ближайшие 10-15 лет. Внедрение новых спутниковых технологий навигации и самолетовождения будет поэтапно усиливать возможности систем ближней навигации (интегрировано дополняя друг друга), повышая целостность систем ближней и зональной навигации.

В самой ближайшей перспективе с внедрением новых технологий организации воздушного движения на основе автоматического зависимого наблюдения и других перспективных технологий роль наземного навигационного оборудования с повышенными техническими и надежностными характеристиками будет объективно возрастать.

Литература

1. Современные системы ближней радионавигации летательных аппаратов: (Азимутально-дальномерные системы): Под редакцией Г.А. Пахолкова. - М: Транспорт, 1986-200с.

2. Авиационная радионавигация: Справочник./ А.А. Сосновский, И.А. Хаймович, Э.А. Лутин, И.Б. Максимов; Под редакцией А.А. Сосновского. - М.: Транспорт, 1990.- 264 с.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Уровень развития навигационных средств. Современные радиотехнические системы дальней навигации, построенные на основе дальномерных и разностно-дальномерных устройств. Авиационные радионавигационные системы. Основные задачи современной воздушной навигации.

доклад , добавлен 11.10.2015


Технологическое планирование участка по установке системы спутниковой навигации и мониторинга. Монтаж датчика уровня топлива и блока навигации, подбор оборудования. Разработка алгоритма расхода топлива в городском режиме с применением системы Omnicomm.

дипломная работа , добавлен 10.07.2017


Структурная схема, общий принцип и временная диаграмма работы, проверка и регулировка узлов и блоков аппаратуры ПОНАБ-3. Временная диаграмма работы устройства отметки прохода физических подвижных единиц аппаратуры ПОНАБ-3 с учетом неисправности.

контрольная работа , добавлен 28.03.2009


Назначение и описание автоматизированной системы диспетчеризации горнотранспортного комплекса на базе использования системы спутниковой навигации GPS. Эффективность автоматизированных систем управления промышленным транспортом в Куржункульском карьере.

дипломная работа , добавлен 16.06.2015


Ознакомление с конструкцией бортового компьютера, его функциональными возможностями, принципом работы. Строение и назначение контроллера, постоянного запоминающего устройства, дисплея, парктроника. Анализ типичных неисправностей автомобильного компьютера.

курсовая работа , добавлен 09.09.2010


Рассмотрение эксплуатационных характеристик автомобильных аккумуляторов. Назначение, устройство и принцип работы прерывателя-распределителя и катушки зажигания. Основные правила эксплуатации систем зажигания и работы по их техническому обслуживанию.

курсовая работа , добавлен 08.04.2014


Нормативные параметры, режимы работы и предъявляемые требованиям к неразветвленной рельсовой цепи на участке железной дороги с электротягой. Электрические параметры оборудования. Расчет коэффициентов четырёхполюсников, перегрузки реле, шунтового режима.

курсовая работа , добавлен 12.10.2009


Спутниковые технологии в инновационной стратегии ОАО "РЖД". Эксплуатационные возможности спутниковой навигации на железнодорожном транспорте и обоснование ее необходимости. План перегона "Трубная-Заплавное", технические решения при модернизации участка.

курсовая работа , добавлен 30.06.2015


Типы беспилотных летательных аппаратов. Применение инерциальных методов в навигации. Движение материальной точки в неинерциальной системе координат. Принцип силовой гироскопической стабилизации. Разработка новых гироскопических чувствительных элементов.

реферат , добавлен 23.05.2014


Анализ существующей аэронавигационной системы и ее основные недостатки. Технология системы FANS по обмену информацией управления воздушным движением. Модернизация процессорного модуля бортового модема. Разработка программного обеспечения для него.

Общее описание

Приёмник VOR-900 — приёмник всенаправленного/маркерного радиомаяка (VOR/MKR) — представляет собой твердотельный, управляемый микропроцессором приёмник сигнала всенаправленного радиомаяка (VOR) и приёмник сигналов маркерного радиомаяка (MKR). Он объединяет в себе функции 160-канального приёмника VOR в диапазоне 108-117.9 МГц с шагом изменения частоты в 50 кГц и одноканального 75 МГц приёмника маркерного маяка. Настройка приёмника VOR/MKR осуществляется либо через системы самолётовождения FMS (основное средство настройки) или двумя пультами управления радиосредствами RMP (резервное средство настройки).

Приёмник VOR-900 имеет две раздельные функции. Первая из них заключается в приёме, декодировании и обработке информации пеленга из принимаемого сигнала всенаправленного радиомаяка. Вторая заключается в приёме, декодировании и обработке принимаемых сигналов радиомаяка.

Функция всенаправленного радиомаяка обеспечивает оцифрованную информацию пеленга, визуальную и акустическую информацию по идентификации наземной станции.

Функция радиомаркера обеспечивает визуальную и звуковую идентификацию при нахождении над передатчиком радиомаркера путём индикации в кабине экипажа трёх случаев: дальний, средний, ближний, сопровождаемых сигналами одного из трёх слышимых тонов: 400 Гц, 1300 Гц, 3000 Гц.

Компоненты системы

Система VOR/MKR включает в себя следующее оборудование и соответствующие аппаратные средства:

• два приёмника;
• одну (двойную) антенну всенаправленного радиомаяка;
• одну (двойную) маркерную антенну;
• один делитель марерного радиомаяка.

Принцип работы

Настройка приёмников VOR/MKR осуществляется через блоки FMS или панели RMP по шине ARINC 429. Приёмник VOR настраивается на 160 каналов в диапазоне 108-117,95 МГц, в диапазоне 108-112 МГц используются каналы с частотой, имеющей чётное число десятых мегагерца. Маркерный приёмник работает на частоте 75 МГц.

Информация от маркерных маяков обычно используется при заходе на посадку с высокой точностью, но может также использоваться на отрезках маршрута при получении её от «путевых маркеров».

Информация VOR может использоваться на всех этапах полёта, где расположены и должным образом введены в эксплуатацию наземные маяки VOR.

Поскольку приёмник VOR-900 отвечает за выполнение двух отдельных функций навигации самолёта, две независимые антенны используются для обеспечения входных сигналов для отдельных систем приёмника. Приёмник VOR принимает входящий сигнал с антенны VOR. Этот приёмник обнаруживает, фильтрует и усиливает пеленг и аудиоинформацию перед дальнейшей обработкой. Индикация TO/FROM также выводится из принятого сигнала. Система электронной индикации (CDS) отображает отклонение от курса VIUD (5 градусов на точку) как функцию установки полосы курса.

Маркерный приёмник принимает сигнал с частотой 75 МГц. когда воздушное судно пролетает над местом расположения маркерного передатчика. Обнаруженный сигнал фильтруется и усиливается перед передачей на детектор. Аудиосигнал, выводимый из несущей частоты 75 МГц, подаётся на систему из трёх фильтров, каждый из которых настроен на пропускание одной частоты.

Частотами фильтров являются: 400 Гц, 1300 Гц и 3000 Гц, модулированные азбукой Морзе. Эти звуковые тона соответствуют дальнему, среднему и ближнему маркерам на пути захода на посадку.

Звуковой сигнал от фильтра через усилитель звуковой частоты поступает на системы распределения звуковых сигналов воздушного судна. Сигнал также включается в выходное слово приёмника VOR, которое передаётся по шине ARINC 429 для индикации на CDS.

Отображение символики «O», «M», «I» представляет, соответственно, прохождение внешнего, среднего и ближнего маркеров при заходе на посадку по приборам. В случае переполнения путевых маяков и веерных радиомаяков, принимаемый и демодулируемый звуковой сигнал с частотой 3000 Гц включает символику «I».

Антенна VOR оборудована двумя коаксиальными антенными портами С-типа. Оба приёмника VOR/MKR присоединены, таким образом, непосредственно к антенне и не нуждаются в распределителе сигналов. Антенна VOR расположена в киле под обтекателем.

Маркерная антенна разработана с коаксиальным антенным портом. Для формирования сигнала на два приёмника VOR/MKR установлен также делитель сигналов от маркерной антенны.

Управление системой

Настройка приёмников VOR/MKR осуществляется через блоки FMS (основная настройка) или панели RMP (резервная настройка).

Выбор основывается на контрольной сумме опознавания (SDI) стандарта ARINC 429. Каждая FMS передаёт данные настройки на приёмник VOR1 c SDI = 01, а на приёмник VOR2 с SDI = 10. Каждый приёмник принимает данные настройки с правильной величиной SDI.

Данные VOR отображаются на дисплеях в кабине экипажа при выборе средств VOR в качестве навигационного источника.

Информация от марекров (I, M, O) автоматически принимается и обрабатывается, когда воздушное судно пролетает над радиомаркерами или путевыми маркерами. Эти устройства осуществляю передачу на фиксированной частоте 75 МГц, поэтому никакой настройки в кабине экипажа не требуется.

Приёмник VOR-900

Приёмник VOR-900 — приёмник всенаправленного/маркерного радиомаяка (VOR/MKR), представляет собой твердотельный, управляемый микропроцессором приёмник сигнала всенаправленного радиомаяка (VOR) и приёмник сигналов маркерного радиомаяка (MKR). Он объединяет в себе функции 160-канального приёмника VOR в диапазоне 108-117.9 МГц с шагом изменения частоты в 50 кГц и одноканального 75 МГц приёмника маркерного маяка.

Функциональная структура

Приёмник VOR-900 обеспечивате передачу информации пеленга и маркера в систему самолётовождения и систему электронной индикации в кабине экипажа. Информация пеленга извлекается из амплитудно-модулированных сигналов в диапазоне 108-117,5 МГц. Электрическими блоками, демодулирующими сигналы и обрабатывающими информацию пеленга, являются процессор А2, блок питания А3, приёмник VOR А4 и маркерный приёмник А5.

Задний межкомпонентный соединитель А1

Задний межкомпонентный соединитель А1 обеспечивает всю соединительную проводку и разъёмы, наличие которых необходимо между ним и процессором А2. Также он содержит фильтры электромагнитных полей высокой интенсивности (HIRF) и обеспечивает заземление, изолированное от радиозаземления.

Процессор А2

Процессор А2 на базе микропроцессора оцифровывает выходные сигналы приёмника VOR А4 для восстановления фазовой информации сигнала VOR. Процессор А2 состоит из процессора сигнала, системного процессора, оперативных и постоянных запоминающих устройств, аналого-цифровых преобразователей, главной цепи сброса и буферов.

Блок питания А3

Блок питания принимает первичное питание с напряжением 115В 400 Гц переменного тока. На выходе блока питания формируются вторичные напряжения на уровне +12В, -12В, +5В, -5В.

Приёмник VOR А4

Приёмник VOR Ф4 принимает и демодулирует модулированный сигнал маяка VOR. Приёмника A4 состоит из каскада радиочастоты/промежуточной частоты, детектора огибающей и каскада автоматической регулировки усиления.

Маркерный приёмник А5

Маркерный приёмник А5 включает в себя сетевой фильтр, каскады формирования радиосигналов выходной и промежуточной частоты, детектора амплитудной модуляции и усилителя с истемой автоматической регулировки усиления. Маркерный приёмник усиливает сигнал, выделяет звуковую составляющую, и выдаёт результат в цепь автоматической регулировки усиления.

Материнская плата А6

Материнская плата А6 обеспечивает межкомпонентную проводку и монтаж электрических узлов А2, А3, А4, А5.

Процессор технического обслуживания А7

Процессор технического обслуживания А7 контролирует и сохраняет в памяти сообщения об отказах из процессора А2. Процессор обслуживания состоит из микропроцессора, постоянного и оперативного запоминающего устройства, главной цепи сброса и буферов.

Механическая конструкция

Приёмник выполнен по стандарту ARINC 600в корпусе с размерами 3 MCU. Разъём также выполнен по ARINC 600. Специальный тестовый соединитель расположен в задней части блока, что облегчает тестирование.

Приёмник состоит из алюминиевого корпуса, обеспечивающего крепление основных узлов: заднего межкомпонентного соединителя А1, процессора А2, блока питания А3, приёмника VOR А4, маркерного приёмника А5, материнской платы А6 и процессора технического обслуживания А7.

Конструкция корпуса сводит к минимуму число и длину швов. Конструкция герметична и экранирована от влияния помех. Цени с низким сопротивлением обеспечиваются широкими перекрытиями и минимальными зазорами. Пружинная металлическая прокладка по периметру обеспечивает в закрытом состоянии плотную изоляцию от влияния РЧ помех.

Каждый модуль внутри приёмника VOR-900 закреплён на раме при помощи винтов для обеспечения хорошего электрического заземления, сведения к минимуму электрических помех и надёжного удержания модуля для предотвращения вибрации. Каждый модуль имеет металлических кожух для лучшей защиты от внешних радиопомех. Боковые кожухи закрепляются невыпадающими винтами. После ослабления винтов, боковые кожухи могут быть откинуты на петлях, закреплённых в задней части блока. Процессор технического обслуживания монтируется с наружной стороны левого кожуха. Ленточный кабель присоединяет его к процессору прибора. Процессор А2 и блок питания А3 смонтированы в левой части правой металлической панели, которая и образует центр рамы. Материнская плата смонтирована между процессором прибора и блоком питания, и центральной панелью шасси. Материнская плата обеспечивает электрические соединения между компонентами с противоположный сторон шасси. Маркерный приёмник и приёмник VOR смонтрированы с правой стороны центральной панели шасси. Лентончные кабели используются для присоеднинения компонентов, смонтированных на центральной панели рамы, к межкомпонентному соединителю А1, смонтированному в задней части рамы.

Межкомпонентный соединитель А1 располагается в задней секции шасси. Кожух в задней части шасси может быть снят без необходимости снятия боковых кожухов. Соединительный разъём ARINC 600 смонтирован непосредственно на плате межкомпонентного соединителя. Штыри соединительного разъёма вставляются спереди и проходят через соединительный разъём непосредственно в плату мужкомпонентного соединителя. Прокладка из металлической оплётки окружает задний соединительный разъём для защиты от излучаемых электромагнитных помех.

Маленькая плата, содержащая светодиодные индикаторы и выключатель тестирования, смонтирована внутри передней панели приёмника VOR-900.

Технические характеристики

Общие характеристики:

• диапазон частот приёмника VOR: 108,00 — 117,95 МГц с шагом изменения частоты 50 кГц;
• частота маркерного приёмника: 75 МГц, фиксированная настройка;
• соответствует требованиям приложения 10 ИКАО по устойчивости к радиоизлучению частотной модуляции;
• соответствует требованиям по воздействию электромагнитных полей высокой интенсивности (HIRF) «существенного» уровня.
• соответствует требованиям DO-178A/DO-160C$
• повышенная устойчивость к перерывам в электрическом питании;
• улучшенный интерфейс оборудования встроенного контроля.

Габариты:

• Ширина: 95 мм
• Высота: 195 мм
• Длина: 320 мм

Масса: 9 фунтов (4, 08 кк)
Температура:

• -55 — 70 °C рабочая
• -65 — 85 °C температура хранения

Высота: 50 000 фт.

Чувствительность:
акустическая — -99 дБм при 6 дБ (сигнал + шум)/шум.
навигационная — -99 дБм

Избирательность:
Приёмник VOR: ± 15кГц при 6 дБ, ±33б0 кГц при 60дБ.
Маркерный приёмник: 10кГц при 2 дБ, ±50кГц при 60дБ.

Точность пеленга: 0,2 градуса, стандартное отклонение 0,1 градуса

Антенна VOR

Антенна приёмника VOR разработана для самолётов семейства RRJ и рассчината на работу в диапазоне частот 108-118 МГц.

Антенна даёт возможность одновременной работы двух приёмников посредством двух антенных коаксиальных соединителей С-типа и внутреннего гибридного соединителя.

Металлическая конструкция заземлена по постоянному току, что обеспечивает эффективную молниезащиту и дисперсию зарядов статического электричества. Заземление антенны обеспечивается посредством монтажных винтов, завёрнутых на неокрашенных металлических контактах.

Технические характеристики

Масса: ≤1,25 кг

Габариты:

• Длина — 54 см
• Ширина — 12 см
• Высота — 15 см

Электрические характеристики:

• Диапазон частот — 108-118 МГц
• Номинальное полное сопротивление — 50 Ом
• Поляризация — горизонтальная
• Диаграмма направленности — в соответствии с DO 153A
• Развязка между портами — ≥10 дБ

Средняя наработка на отказ: ≥ 40000 рабочих часов.

Маркерная антенна

Маркерная антенна представляет собой низкопрофильную антенну, разработанную для приёма сигналов маркерного маяка при номинальной частоте 75 МГц.

Антенна имеет горизонтальную поляризацию и излучающие элементы являются предварительно формованными и герметизированными внутри антенны как единый узел, не имеющий пустот.

Технические характеристики

Масса: ≤0,25 кг
Диапазон температур: -75 — +180 °C (рабочий), до +220 °C (не вызывающий повреждения).

Проводящая герметизирующая прокладка из алюминиевой фольги, устанавливаемая в сухом состоянии, устанавливается с маркерной антенной. Давление, оказываемое в процессе установки, придаёт прокладке необходимую форму, соответствующую пространству между двумя сопрягаемыми поверхностями, что обеспечивает постоянное распределение проводящих контактов прокладки.

Электрические характеристики:

• Диапазон частот — 75 ± 0,25 МГц
• Поляризация — горизонтальная
• Волновое сопротивление — 50 Ом
• Соединительный разъём — BNC, внутренняя резьба

Делитель маркерного радиомаяка

Делитель маркерного радиомаяка разработан для использования с маркерами антенны на частоте 75 МГц. Данное устройство разработано для обеспечения подачи входных сигналов в два маркерных приёмника от одной антенны.

Структура взаимодействия приёмника VOR/MKR с блоками и системами

Система VOR/MKR имеет интерфейсную связь со следующими системами.

Всенаправленный азимутальный радиомаяк (VOR) диапазона ОВЧ предназначен для измерения азимута воздушного судна относительно места установки радиомаяка при полетах воздушного судна по трассам и в районе аэродрома.

Всенаправленный дальномерный радиомаяк (DME) диапазона УВЧ предназначен для измерения дальности воздушного судна относительно места установки радиомаяка при полетах воздушных судов по трассам и в районе аэродрома.

Эффект Доплера - изменение частоты и длины волн, регистрируемых приёмником, вызванное движением их источника и/или движением приёмника. Эффект назван в честь австрийского физика Кристиана Доплера.

Всенаправленный Доплеровский ОВЧ-радиомаяк (DVOR) предназначен для формирования и излучения радиосигналов, обеспечивающих измерение азимутального угла воздушного судна, оснащенного бортовым оборудованием системы VOR (азимутальный радиомаяк). DVOR обеспечивает улучшенное качество сигнала и точность, обусловленные использованием эффекта Доплера и антенны с большой базой, являясь вторым поколением VOR. В отличии от радиомаяка VOR, DVOR может использоваться в районах со сложными географическими условиями. Радиомаяк используется в аэропортах и на трассах полетов самолетов гражданской авиации. Радиомаяк может использоваться как в комплексе с дальномерным радиомаяком DME, так и как самостоятельное изделие.

Радиомаяк азимутальный доплеровский DVOR 2000. Используется как самостоятельное изделие, так и в комплексе с DME2700.

Состав радиомаяка

В состав радиомаяка входит шкаф с двумя комплектами оборудования радиомаяка, антенная система, две контрольные антенны и система электропитания с аккумуляторами. Аппаратура формирования сигналов, управления и контроля радиомаяка размещается в контейнере, снабженном системой терморегулирования.

Антенная система состоит из одного центрального и 48 кольцевых излучателей, расположенных по окружности диаметром 13,5 м. Излучатели антенной системы установлены на отражателе диаметром 30 м. В антенной системе полностью исключено взаимовлияние между соседними антеннами и приняты меры по уменьшению краевого эффекта.

Цифровой формирователь частоты с полностью цифровым управлением доплеровского радиомаяка обеспечивает высокую стабильность и точность выходного сигнала. Цифровой синтез частоты позволил решить проблему старения элементов путем подстройки электрической длины пути прохождения сигналов.

В состав радиомаяка не входят контейнер, аппаратура дистанционного управления, панели информации и каналообразующая аппаратура (модемы). Количество, тип и наличие данного оборудования определяется договором на поставку.

Система контроля радиомаяка DVOR предоставляет полный дистанционный контроль и управление оборудованием, система диагностики дистанционно определяет отказавший узел с точностью до платы, а резервирование основных узлов обеспечивает высокую степень надежности и отказоустойчивости радиомаяка. Параметры радиомаяка и состояние аппаратуры отображаются на цветном дисплее в графическом режиме. В процессе работы все изменения в состоянии аппаратуры и действия обслуживающего персонала документируются и сохраняются в течение 30 суток в аппаратуре дистанционного управления.

Электропитание радиомаяка обеспечивается от основной и резервной сети 220В, 50Гц. В течение 30 минут радиомаяк может работать от аккумуляторных батарей. Режим работы радиомаяка - непрерывный круглосуточный, без постоянного присутствия обслуживающего персонала. Встроенный источник бесперебойного питания обеспечивает работу даже при отключении основной и резервной питающей сети.

Основные технические характеристики

Зона действия:

в горизонтальной плоскости: от 0 до 360°

в вертикальной плоскости: от 0 до 40°

по дальности (в условиях прямой видимости)

≥ 300 км (при высоте полета 12 000 м)

≥ 210 км (при высоте полета 6000 м)

Погрешность информации об азимуте ±1°

Диапазон частот 108,000-117,950 МГц

Диапазон измерения азимута от 0 до 360°

Погрешность измерения азимута ±0,2°

Габаритные размеры

Аппаратная (высота × ширина × глубина) 4,5 × 2,5 × 2,7 м

Антенная система (диаметр) 13,5 м

Условия эксплуатации:

Оборудование вне контейнера:

температура окружающей среды от −50 до +50 °С;

воздействие атмосферных осадков (дождя) - интенсивность до 3 мм/мин

воздействие ветровых нагрузок - скорость ветра до 50 м/с

Оборудование внутри контейнера

температура окружающей среды от 0 до +40 °С