БСУ-ЗП — Бортовая система управления заходом на посадку (стр.-2)

Статья под цифровой редакцией подготовлена: Орловым Геннадием Викторовичем (08.11.1965) — Советским выдающимся публицистом СССР — Прозаиком СССР — Историком СССР

Страницы     [01]     [02]

Рис. 2. Структурная схема БСУ-ЗП и системы «Путь-4МПА», «Курс МП», КС-8 (КС-6), АГД-1.

Рис. 2а. Структурная схема автомата триммирования АТ-2.

Дистанционный авиагоризонт АГД-1 выдаёт в блок контроля гировертикалей БКГ сигналы, пропорциональные углам γ_агд и тангажа ϑ_агд самолёта.

Блок демпфирующих гироскопов БГД-10-1 выдаёт в автопилот сигналы, пропорциональные угловым скоростям крена (ργ), тангажа (ρϑ) и курса (ρψ). Сигнал ργ подаётся также и в блок контроля БК-4.

Датчик отклонения руля ДОР-1 выдаёт продольный канал БК-4 сигнал, пропорциональный углу δ_в отклонения руля высоты.

С помощью рукояток пульта управления ПУ-8 выдаются в систему сигналы γ_пу, ϑ_пу и ϑ_ф. Сигнал γ_пу используется для координированного разворота, а сигнал ϑ_пу — для спуска или подъёма самолёта на новую высоту. Форсирующий сигнал ϑ_ф служит для ускорения перевода самолёта из горизонтального полёта на полёт по глиссаде планирования.

Дублированный датчик усилий ДДУ-4 выдаёт в блок БУТ-3 управления триммером сигнал, пропорциональный усилию ∆Р в тяге управления рулём высоты, а также сигнал о превышении этими усилиями допустимых значений.

Курсовая система (гироагрегат ГА-1) выдаёт в систему «Путь-4МПА» сигналы курса ψ, а в автопилот через блок связи БС-КС сигналы  ∆ψ отклонения от заданного курса.

Пилотажно-навигационной системы «Путь-4МПА» выдаёт в автопилот и систему контроля сигналы γ₃, пропорциональные заданному крену, и сигналы δ_н команд по тангажу.

Радионавигационная система «Курс МП» выдаёт в систему «Путь-4МПА» сигналы ε, пропорциональные отклонению самолёта от заданной линии пути, и сигналы ξ, пропорциональные отклонению от глиссады. Эти сигналы через систему «Путь-4МПА» подаются также и в блок контроля БК-4.

ПОЛЁТ ПО МАРШРУТУ В РЕЖИМЕ СТАБИЛИЗАЦИИ КУРСА И ЗАДАННОЙ ВЫСОТЫ

Включение режима стабилизации (см. рис. 1). В этом режиме работает автопилот АП-6Е и автопилот триммирования АТ-2. Вычислители системы «Путь-4МПА» выключены, а приборы этой системы ПП-1ПМ и НКП-4 используются как обычные пилотажные и навигационные приборы для индикации тангажа, крена, курса и КУР.

Рис. 3. Структурная схема автопилота АП-6Е.

1, 8---лампочка «Отказ ЦГВ»; 2, 3---лампочка «Отказ путь-блок»; 4---сигнал на отключение бокового канала БС-3 и включение стабилизации курса; 5---сигнал на отключение бокового канала АП; 6---лампочка «Отказ АП-блок»; 7, 14---сирена; 9, 11---лампочка «Отказ пульт-прод.»; 10---сигнал на отключение продольного канала БС-3 и включение продления глиссады или КВ-11; 12---сигнал на отключение продольного канала АП; 13---лампочка «Отказ АП-прод.».

Рис. 4 Структурная схема бокового канала БСУ-ЗП.

Командные стрелки приборов ПП-1ПМ разведены (вертикальная — вправо, горизонтальная — вверх) для удобства пользования указателем авиагоризонта.

Автопилот можно включать после взлёта на высоте не ниже 200 м как в режиме набора высоты, так и горизонтальном полёте. Одновременно с включением продольного канала автопилота включается и автомат триммирования АТ-2.

Включение автопилота в режиме набора высоты приводит к стабилизации трёх угловых координат самолёта, в том числе и угла тангажа, необходимого для набора высоты. В том случае самолёт с заданным курсом продолжает автоматический полёт с набором высоты.

Включение автопилота в горизонтальном полёте приводит к стабилизации угловых координат и самолёт с заданным курсом продолжает горизонтальный полёт.

Продольный канал при стабилизации курса может работать либо в режиме стабилизации заданного (нулевого) угла тангажа, либо в режиме стабилизации заданной барометрической высоты. При включении последнего режима продольный канал, кроме стабилизации угла тангажа, будет выдерживать центр масс самолёта на заданной барометрической высоте.

Введение изодромых обратных связей по рулю высоты и тангажу делает продольный канал автопилота АП-6Е астатическим регулятором, который исключает статические ошибки по углу тангажа и высоте, возникающие при действии на самолёт постоянных моментов. Отсутствие статических ошибок в режиме стабилизации заданной высоты имеет важное значение при длительном полёте по маршруту, а также при выполнении предпосадочного манёвра «Коробочка».

Рис. 5. Структурная схема продольного канала БСУ-ЗП

Работа каналов. Боковой канал БСУ-ЗП (рис. 4) состоит из датчиков («Курс МП», «Путь-4МПА», КС, ЦГВ-4, БГД, ПУ-8) и двух каналов автопилота — крена и курса.

В режиме стабилизации курса в канале крена используется сигналы γ и ∆ψ, а в канал курса ∆ψ, ρψ, γ, . Из этих сигналов формируется регулирующие воздействия δ_э и δ_н, возвращающие самолёт на заданный курс. Одновременная работа каналов крена  и курса необходима для координированного управлением самолёта.

Продольный канал БСУ-ЗП (рис. 5.) состоит из датчиков  («Курс МП», «Путь-4МПА», КВ-11, ЦГВ-4, БДГ-10-1, ПУ-8) и продольного канала автопилота. В режиме стабилизации угла тангажа используются сигналы  ϑ—ϑ_пу, ρϑ, γ, а в режиме стабилизации высоты — дополнительно сигнал ∆H. Из этих сигналов формируется регулирующее воздействие δв, под действием которого в первом режиме стабилизируется угол тангажа, а во втором — угол тангажа и заданная высота полёта.

ПОЛЁТ ПО СИГНАЛАМ РАДИОМАЯКОВ СИСТЕМЫ БЛИЖНЕЙ НАВИГАЦИИ

Включение и выключение режима. Для выполнения автоматического полёта по траектории (см. рис. 1), задаваемой системой VOR (заданный азимут), необходимо на селекторе радиосредств установить режим VOR, а на пульте управления БСУ-ЗП выключатель «СТУ» установить в положение «Подготовка». При этом происходит сведение вертикальных командных стрелок в приборах ПП-1ПМ. Горизонтальные командные стрелки остаются разведёнными.

Для включения режима автоматического полёта по траектории, задаваемой системой VOR, необходимо нажать на кнопку-лампу «Курс» на пульте управления. При этом на левом приборе ПП-1ПМ загорается зелёная лампочка, указывающая, что к левому полукомплекту системы «Путь-4МПА» подключён автопилот. С этого момента в боковой канал автопилота через блок связи БС-3 поступает сигнал команды γ_з, сформированный в вычислителе В-12 системы «Путь-4МПА». За счёт сигнала γ_з боковой канал автопилота обеспечивает вывод и стабилизацию самолёта на траектории, задаваемой системой VOR. Полёт самолёта по заданной линии пути полностью автоматизируется. По движению вертикальной командой стрелки прибора ПП-1ПМ, штурвала и педалей лётчик контролирует правильность работы системы БСУ-ЗП по управлению самолётом.

Для выключения автоматического полёта по траекториям, задаваемой системой VOR, необходимо нажать и отпустить рукоятку «Разворот», выключить выключатели «СТУ» или «Попер.» на пульте управления. При нажатии на рукоятку «Разворот» или выключении выключателя «СТУ» боковой канал автопилота переходит на режим стабилизации курса. При включении выключателя «Попер.» боковой канал автопилота отключается и лётчик берет управление на себя. Во всех случаях гаснет кнопка-лампа «Курс» на пульте управления и зелёная лампа на левом приборе ПП-1ПМ.

Продольный канал автопилота  при автоматическом полёте по заданной линии пути может работать в режиме стабилизации заданного угла тангажа или в режиме стабилизации заданной высоты. Режим стабилизации заданного угла тангажа может быть использован для снижения самолёта до высоты построения предпосадочного манёвра или для набора высоты. Наклон траектории, необходимый для спуска или подъёма, задаётся с помощью рукоятки «Спуск-подъём».

В режиме автоматического полёта по заданному азимуту в канале крена используются сигналы γ и γ_з, в канале курса — сигналы γ, γ_з, ρψ, из которых формируется регулирующие воздействия δ_э и δ_н, за счёт которых центр масс самолёта стабилизируется на заданной линии пути.

ЗАХОД НА ПОСАДКУ ПО СИГНАЛАМ МАЯКОВ СИСТЕМ СП-50М И ILS

Включение и выключение режима. При подходе к аэродрому экипаж получает разрешение на выход на дальнюю приводную радиостанцию (ДПРС) и полную информацию об условиях посадки. При подходе самолёта к ДПРС экипаж:

• устанавливает переключатель на селекторе радиосистем в положение «СП-50М» или «ILS»;
• устанавливает на блоке управления аппаратуры «Курс МП» номер канала, соответствующий рабочим частотам СП-50М или ILS на данном аэродроме;
• убеждается в исправной работе аппаратуры «Курс МП» по прекращению свечения ламп К1, К2 (КРП) и Г1, Г2 (ГРП) на селекторе радиосистем , а также по отклонению стрелок на приборах НКП-4;
• устанавливают магнитный курс посадки на обоих приборах НКП-4;
• убеждается в исправной работе системы контроля, для этого при разведённых командных стрелках прибора ПП-1ПМ нажимается и отпускается кпопка «Тест-контроль». При этом срабатывает световая и звуковая сигнализация;
• проверяется электрический баланс приёмников аппаратуры «Курс МП».

Система «Путь-4МПА» может быть использована как самостоятельно для директорного захода на посадку, так и совместно с автопилотами АП-6Е и АП6ЕМ-ЗП — для автоматического захода на посадку. Для включения вычислителей системы «Путь-4МПА» и сведения командных стрелок приборов ПП-1ПМ лётчик должен на пульте управления выключатель «СТУ» установить в положение «Подготовка». С этого момента в вычислителях В-12 из сигналов γ, ϑ, ∆ψ, ε, ​​​​​​ξ формируются сигналы команд на управление самолётам (δ_z(γ_з), δ_н). Эти команды выдаются обоим лётчикам  в виде отклонения командных стрелок приборов ПП-1ПМ.

В режиме автоматического захода а посадку (в БСУ-ЗП такой режим является основным) сигналы команд γ_з и δ_н через блок связи БС-3 подаются соответственно в боковой и продольной каналы автопилота (см. на рис. 4, 5) и управление самолётом полностью автоматизируется. Автопилот может быть подключён к любому из двух полукомплектов системы «Путь-4МПА», но исходным (при полностью исправной системе БСУ-ЗП) является подключение автопилота к левому полукомплекту.

В начале построения предпосадочного манёвра самолёт снижается до необходимой высоты, а затем продольный канал автопилота переводится в режим стабилизации заданной высоты полёта нажатием на кнопку-лампу «КВ». Управление самолётом в боковом канале до начала четвёртого разворота производится через рукоятку «Разворот» пульта управления.

В момент полёта ДПРС необходимо вывести самолёт точно на заданный посадочный курс ВВП. Момент пролёта ДПРС определяется по сигналу маркерного радиомаяка  или повороту стрелки  КУР указателя АРК на 180°. После пролёта ДПРС самолёт летит с посадочным курсом в течении времени , определённого инструкцией по технике пилотирования самолёта, а затем производится первый разворот самолёта на 90°. Последовательность работы системы БСУ-ЗП при автоматическом заходе на посадку показана на (рис. 6). Второй и третий развороты  (на 90°) манёвра «Коробочка» производятся по показаниям НКП-4 при КУР, равном 240° (левая) при КУР, равном 120° (правая). Курс самолёта и углы разворота контролируются по шкале курсов НКП-4. При наличия ветра развороты производятся с учётом угла сноса, поправка на который вводится в КУР в начале соответствующего разворота.

Рис. 6. Последовательность работы БСУ-ЗП при заходе на посадку.

1—включение СТУ и кнопки-лампы КВ; 2—первый разворот; 3—второй разворот; 4—выпуск шасси; 5—третий разворот; 6—выпуск закрылков на 15°; 7—включение кнопки-лампы «Курс»; 8—довыпуск закрылков; 9—включение кнопки-лампы «Глиссада»; 10—автоматическое переключение передаточных отношений; 11—отключение АП (Н=50—60 м) 12—отключение при продлении глиссады (Н=30 м).

Четвёртый разворот выполняется по команде системы «Путь-4МПА», поступающей одновременно на командную стрелку прибора ПП-1ПМ и через блок связи БС-3 в боковой канал автопилота. Для автоматического поворота четвёртого разворота необходимо при КУР, равным 290° (левая «Коробочка»), или КУР, равном 70° (правая «Коробочка»), нажать кнопку «Курс» на пульте управления. Вертикальная командная стрелка в этот момент находится слева (справа), что означает команду на разворот. В результате действия команды γ_з автопилот создаёт самолёту левый (правый) крен (185°). При этом командная стрелка возвращается в нулевое положение. В дальнейшем автопилот выдерживает крен самолёта равный заданному, который вычисляется в системе «Путь-4МПА». Разворачиваясь, самолёт по оптимальной траектории выходит на равносигнальную зону курса (ось ВВП). По мере выхода самолёта равносигнальную зону крен уменьшается. Вертикальная командная стрелка прибора ПП-1ПМ в процессе автоматического захода на посадку удерживается около нулевого положения. При выпущенных закрылках включение кнопки-лампы «Курс» вызывает увеличение передаточного отношения автопилота по сигналу крена и введения сигнала угловой скорости крена.

Продольный канал БСУ-ЗП с режима стабилизации заданной барометрической высоты на режим полёта по глиссаде переводится нажатием кнопки-лампы «Глис.» при пересечении самолётом равносигнальной зоны глиссады. Этот момент лётчик определяет по нулевому положению стрелке глиссады прибора НКП-4. После нажатия кнопки-лампы «Глис.» в продольный канал автопилота через блок связи БС-3 подаётся сигнал команды δн, сформированный в системе «Путь-4МПА», а также фокусирующий сигнал ϑ_ф, ускоряющий выход самолёта на равносигнальную зону глиссады. С этого момента система БСУ-ЗП обеспечивает автоматическую стабилизацию центра масс самолёта на равносигнальной зоне глиссады, задаваемый глиссадными маяками СП-50М или ILS.

Так как сигналы ε, ξ, выдаваемые аппаратурой «Курс МП», пропорциональны не линейному, а угловому отклонению самолёта от равносигнальных зон, то величина этих сигналов, приходящихся на 1 м отклонения, увеличивается по мере приближения к радиомаякам (к ВВП). В результате коэффициент усиления системы «Самолёт БСУ—ЗП» с приближением к радиомаякам  всё время возрастает  и на определённом расстоянии до ВВП система может потерять устойчивость. При этом возникаеют расходящиеся колебания, что делает невозможным автоматический заход на посадку. Потеря устойчивости наступает тем раньше, чем выше крутизна сигналов курсового радиомаяка.

Так как система БСУ-ЗП должна обеспечивать устойчивость движения, как минимум до ближней приводной радиостанции, т. е. до момента перехода на визуальный полёт, то для повышения устойчивости системы введено автоматическое уменьшение передаточных отношений k_ε, k_ρξ при «Захвате» глиссады и дополнительное уменьшение передаточных отношений  k_ε, k_ερ, k_ξ, k_ρξ, через 50 с после «Захвата» глиссады. Указанное уменьшение передаточных отношений происходит как при автоматическом, так и при полуавтоматическом заходе на посадку. При полуавтоматическом заходе на посадку для уменьшения передаточных отношений правому  лётчику необходимо перед началом снижения по глиссаде нажать на кнопку-лампу «Глис.».

Автоматический заход на посадку по сигналам радиомаяков СП-50М или ILS выполняется до высоты 60 м, после чего система отключается кнопкой быстрого отключения автопилота или тумблером «Подг.». Лётчик берет управление на себя, переходит на визуальный полёт и производит посадку.

В случае больших помех в сигнале глиссадного радиомаяка, а также в сложных метеоусловиях можно перевести продольный канал БСУ-ЗП с режима автоматического полёта по глиссаде на режим «Продления» глиссады. Для этого на высоте 80—100 м поворачивают рукоятку «Спуск-подъём» на небольшой угол, что вызывает отключение от автопилота команды δ_н. Одновременно гаснет кнопка-лампа «Глис.» на пульте управления, а продольный канал автопилота переходит на режим стабилизации угла тангажа и стабилизирует осреднённый угол тангажа, заполненный системой при полёте при глиссаде до включения режима «Продления» глиссады.

В режиме автоматического захода на посадку (см. рис. 4, 5) регулирующие воздействие канала крена (δ_э) формируется из сигналов γ, γ_з, ργ, а в канале курса регулирующее воздействие δ_н формируется из сигналов γ, γ_з, ρψ.

В продольном канале после нажатия кнопки-лампы «Глис.» регулирующее воздействие δ_в формируется из сигналов ϑ—ϑ_пу, ϑ_ф,ρϑ,δ_н, γ. Самолёт при автоматическом заходе на посадку также управляется координированно с помощью всех трёх рулей.

—

«» ± °С δ β ε φ ​​​​​​ξ σ ρ ∆ γ Ʋ ϑ ψ k 

«» ± °С δ β ε φ ​​​​​​ξ σ ρ ∆ γ Ʋ ϑ ψ k

Материалы

Орлов Г.В. «БСУ-ЗП — Бортовая система управления заходом на посадку» (повествование 21.12.2022).

[01]     [02]

Источник

https://ussr-cccp.moy.su/index/aviacija_sssr/0-10