Бортовой навигационный комплекс бнк-154м

На различных этапах полет самолета Ту-154М обеспечивают бортовые системы и устройства радиоэлектронного и навигационно-пилотажного оборудования. Однако ни одно отдельно взятое техническое устройство не является универсальным ни по объему решаемых задач, ни по применению в различных условиях навигационной обстановки. Поэтому практикой самолетовождения выработан основной принцип навигационной работы, заключающийся в совместном использовании различных (независимых друг от друга) навигационных средств. При этом достигается повышение точности и надежности выполнения операций за счет компенсации недостатков одних датчиков навигационной информации преимуществами других.

Автоматизированный БНК представляет собой совокупность функционально связанных датчиков навигационной информации, вычислительно - программирующих средств, систем индикации, сигнализации и пультов управления, обеспечивающих решение навигационной задачи. Он определяет отклонения ЛА от заданной траектории полета и вырабатывает сигналы для устранения этих отклонений, которые используются в пилотажном комплексе при управлении полетом.

В состав комплекса входят следующие основные группы бортовых систем и устройств:

— датчики навигационной информации (ДНИ);

— навигационный вычислитель (НВ);

— устройства управления, индикации и сигнализации (УУИС);

— бортовой пилотажный комплекс (БПК).

В качестве датчиков навигационной информации используются навигационно-измерительные и радиоизмерительные системы и устройства.

Навигационный вычислитель выполняет функции преобразования, обработки и хранения информации, вычисления отклонения параметров полета ЛА от заданного пространственно-временного графика и выработки решений, направленных на устранение имеющихся отклонений.

В качестве навигационного вычислителя на самолете Ту-154М в составе БНК используется аналоговый навигационный вычислитель типа НВУ-БЗ. Перед полетом в запоминающее устройство навигационного вычислителя вводятся координаты пунктов маршрута и навигационных радиомаяков ближней навигации.

В полете навигационный вычислитель обрабатывает информацию, поступающую от датчиков, вычисляет текущие координаты и параметры движения ЛА и сравнивает их с параметрами, заданными в программе полета. В результате сравнения навигационный вычислитель формирует сигналы, поступающие непосредственно (или через устройства управления, индикации и сигнализации) в бортовой пилотажный комплекс для выработки сигналов управления полетом.

Устройство управления, индикации и сигнализации позволяет экипажу получать информацию о текущих координатах, элементах движения и о техническом состоянии основных частей БНК. На основании этой информации экипаж контролирует процесс навигации и при необходимости вмешивается в его ход, используя пульты управления, приборы индикации и элементы сигнализации БНК. В состав УУИС входят:

— пульты управления различными датчиками информации, навигационным вычислителем и индикаторами;

— индикаторные приборы (навигационно-пилотажные, командно-пилотажные, плановые навигационные и др.);

— навигационные сигнализаторы (световые табло навигационных сигналов).

ПНК обеспечивает решение задач навигации и пилотирования в условиях, соответствующих требованиям II категории ICAO. Общая навигационная задача заключается в безопасном выводе самолета в заданную точку пространства с заданной скоростью по установленному или оперативно выбранному маршруту.

Следует отметить, что на самолете Ту-154М, несмотря на высокую степень автоматизации навигационного комплекса, все же сохраняется ведущая роль экипажа, на который возлагается функция контроля за работой комплекса, для чего в БНК предусмотрена возможность индикации командных сигналов, а также некоторой промежуточной информации при работе части систем в индикаторном режиме. При наличии такой индикации, а также индикации о работоспособности отдельных элементов комплекса экипаж самолета имеет возможность коррекции координат самолета, а также перехода, в случае необходимости, к ручному управлению.

БНК самолета Ту-154М используется при полетах на российских и международных авиалиниях в любое время суток и года в составе экипажа без штурмана. При этом выполнение обязанностей штурмана возложено на пилотов.

Функциональное построение БНК-154М

По степени автоматизации навигационный комплекс самолета Ту-154М относится к командным комплексам автоматизированного самолетовождения по участкам маршрута. Главную навигационную задачу здесь решает навигационный вычислитель НВУ-БЗ, а оператор контролирует правильность ее решения, вводит в НВУ-БЗ программу полета по следующему участку маршрута, управляет работой систем измерения навигационной информации, решает логические задачи навигации по определению необходимости коррекции счисленных координат и курса самолета, управляет процессом коррекции координат и решает все оперативные навигационные задачи.

Функциональное построение комплекса представляет собой совокупность устройств сбора и обработки информации и использование команд управления самолетом. По виду выдаваемой информации, необходимой для решения общей навигационной задачи, пилотажно-навигационные и радионавигационные системы навигационного комплекса целесообразно классифицировать следующим образом:

— измерители направления, определяющие угловую ориентацию самолета относительно стран света и навигационных ориентиров на земной поверхности;

— измерители путевой скорости и ее составляющих;

— вычислительные средства обработки навигационной информации, определяющие текущие и прогнозируемые навигационные параметры положения и движения самолета;

— средства получения информации о навигационных параметрах положения самолета, в частности средства позиционной коррекции координат места самолета;

— измерители вертикальной скорости и высотомеры.

К измерителям направления относится точная курсовая система ТКС-П2, предназначенная для измерения магнитного, истинного или ортодромического курса , и два комплекта автоматических радиокомпасов АРК-15М, измеряющие курсовые углы приводных радиостанций (КУР). В совокупности эти устройства также позволяют определить место самолета.

Угол сноса  и путевая скорость (W) измеряются с помощью доплеровского измерителя скорости и угла сноса ДИСС-013.

Истинную воздушную скорость V измеряют система воздушных сигналов СВС-ПН-15 и комбинированные указатели скорости КУС-730/1200.

От системы ТКС-П2, ДИСС-013 и СВС-ПН-15 измеряемая информация поступает в навигационное вычислительное устройство НВУ-БЗ, обеспечивающее автономное счисление координат самолета.

С навигационным вычислительным устройством НВУ-БЗ двусторонней информационной связью связана радиотехническая система ближней навигации РСБН-2СА, измеряющая, азимут самолета и наклонную дальность относительно наземных азимутально-дальномерных радиомаяков РСБН. Двусторонняя связь между системой РСБН-2СА и вычислительным устройством НВУ-БЗ повышает помехоустойчивость системы РСБН-2СА и обеспечивает коррекцию счисленных НВУ-БЗ координат самолета.

Радиотехническая система ближней навигации и посадки Курс МП-70 предназначена для измерения отклонений самолета от траектории посадки (к, г), задаваемой курсовым и глиссадным радиомаяками, и для определения моментов пролета маркерных радиомаяков на указанной траектории.

Совместно с дальномерами СД-75 аппаратура Курс МП-70 позволяет определить полярные координаты самолета относительно азимутального (VOR) и дальномерного (ДМЕ) радиомаяков международной системы ближней навигации.

Из системы ТКС-П2 в аппаратуру Курс МП-70 поступает сигнал гиромагнитного курса, что позволяет на ее выходе формировать КУР радиомаяков VOR.

Автономным средством определения курсовых углов ориентиров (КУО) и дальности от самолета до них является радиолокатор «Гроза М-154», с помощью которого решается и ряд других навигационных задач.

С помощью УКВ радиостанции ближней связи «Баклан-20» и KB радиостанции дальней связи «Микрон», имеющих выход через самолетное переговорное устройство СПУ-7 и самолетную громкоговорящую систему СГС-25, также можно получить (и передать) информацию о координатах самолета от служб УВД и другие необходимые сообщения.

Через СПУ также имеют выход радиотехнические системы самолетовождения АРК-15М, РСБН-2СА, Курс МП-70, СД-75, благодаря чему обеспечивается опознавание радиомаяков, с которыми они работают.

Вертикальная скорость измеряется вариометром ВАР-30, а в случае аварийного снижения — вариометром ВАР-75.

Абсолютная и относительная высота полета измеряются каналом измерения высоты системы воздушных сигналов СВС-ПН-15, барометрическим высотомером УВО-15 и электромеханическим высотомером ВЭМ-72, а истинная высота полета — радиовысотомером РВ-5М.

Сформированную таким образом информацию о навигационном режиме полета пилоты используют для управления самолетом с помощью пилотажного комплекса, куда входят устройства формирования команд управления самолетом, приборы контроля пилотажного режима полета и исполнительные органы с приводами: рули высоты и направления, элероны, интерцепторы, предкрылки, закрылки, стабилизатор, шасси и рычаги управления тягой.

Часть навигационной информации передается непосредственно в автоматические устройства пилотажного комплекса. Так, информация от устройств ТКС-П2, ДИСС-013, Курс МП-70, НВУ-БЗ и РВ-5М используется в автоматической бортовой системе управления АБСУ-154 для формирования команд управления самолетом в соответствующих режимах полета.

Система АБСУ-154, обеспечивающая необходимые характеристики устойчивости и управляемости самолета и ряд режимов автоматического управления полетом, имеет в своем составе:

— систему траекторного управления СТУ-154, предназначенную для формирования законов управления самолетом по сигналам навигационного комплекса и индикации ряда навигационно-пилотажных параметров;

— систему автоматического управления САУ-154 как исполнительного органа, воздействующего через приводы на органы управления самолетом, на автомат тяги АТ-6-2, обеспечивающий заданную приборную скорость полета.

Пилотажный режим полета по числу М контролируется с помощью прибора MC-I и указателя канала измерения числа М системы СВС-ПН-15, а по приборной скорости — с помощью двух комбинированных указателей КУС 730/1100 и двух указателей скорости УС-И, входящих в комплект автомата тяги.

По перегрузкам и углу атаки режим полета контролируется с помощью автомата углов атаки и сигнализации перегрузок АУАСП, режимы ограничения по _текущ которого изменяются в зависимости от положения закрылков и предкрылков. Он выдает сигнал при выходе самолета на критический угол атаки.

Информацию о пространственном положении самолета по крену и тангажу наряду с двумя пилотажными командными приборами ПКП-1, входящими в комплект системы СТУ-154, выдает аварийный авиагоризонт АГР-72.

Выключатель коррекции ВК-90 предназначен для отключения поперечной коррекции гироскопических приборов при выполнении самолетом разворотов с угловой скоростью, превышающей 0,02 град/с при наличии рысканья и 0,05 град/с без рысканья по курсу. Установленные на самолете четыре ВК-90 отключают поперечную коррекцию АГР, МГВ-1СК № 1, 2 и 3, входящих в комплект САУ-154 и магнитную и горизонтальную коррекции системы ТКС-П2.

С гировертикали МГВ-1СК № 1 (контрольной) сигналы крена и тангажа подаются в РЛС «Гроза М» для стабилизации антенны, а также в курсовую систему ТКС-П2 для стабилизации внешних кардановых рам гироагрегатов.

Магнитофон «Марс БМ» и самописцы МСРП и КЗ-63 функционально связаны с оборудованием навигационно-пилотажного комплекса и обеспечивают запись и хранение навигационно-пилотажной информации.

Радиоответчик СО-72М обеспечивает наземную диспетчерскую службу УВД российских авиалиний информацией о бортовом номере самолета, высоте полета, остатке топлива, а также информацией о координатах самолета, сигнале бедствия, потери радиосвязи и нападении на экипаж. На международных авиалиниях ответчик, выдает наземным службам УВД информацию о координатах самолета, условном цифровом коде и высоте полета. Высоту ответчик получает от высотомера УВО-15 системы СВС-ПН-15 и электромеханического высотомера ВЭМ-72.

На самолете Ту-154М в составе БНК используется аналоговый навигационный вычислитель НВУ-БЗ. Аналоговые навигационные вычислители по сравнению с дискретными бортовыми цифровыми вычислительными машинами (БЦВМ) имеют невысокие точность и помехоустойчивость, низкую надежность вследствие применения большого числа электромеханических элементов, большие габариты и массу. БНК с таким вычислителем имеет ограниченные тактические возможности.

Дискретные бортовые цифровые вычислительные машины существенно расширяют тактические возможности БНК прежде всего благодаря использованию оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). При этом имеется возможность программирования большого количества участков маршрута как на земле перед полетом, так и во время полета. В ОЗУ вводятся координаты ориентиров, маяков, приводных радиостанций, по которым в процессе полета автоматически корректируется система счисления текущих координат ЛА.

Применение БЦВМ в качестве навигационного вычислителя позволяет увеличить объем решаемых задач, что влечет за собой рост количества функциональных связей между БЦВМ и бортовыми навигационно-пилотажными системами. Эти связи осуществляются с помощью устройств ввода-вывода (УВВ), основу которых составляют преобразователи типа «аналог-код», «вал-код» и «код-аналог». Наличие таких преобразователей обусловлено тем, что бортовые системы, входящие в состав БНК и связанные с БЦВМ, имеют, как правило, аналоговые входы и выходы. Системы пилотажного комплекса воспринимают сигналы от БНК тоже в аналоговой форме. В связи с этим БНК с цифровым навигационным вычислителем следует рассматривать как комплекс аналого-дискретного типа.

Цифровые навигационные вычислители используются в БНК современных самолетов Ил-76, Ил-86 и Як-42. Устройства управления, индикации и сигнализации (УУИС) позволяют экипажу получать непрерывно или периодически (по вызову) информацию о текущих координатах полета и техническом состоянии основных частей БНК.

На основании этой информации экипаж контролирует процесс навигации и при необходимости вмешивается в его ход, используя пульты управления для реализации навигационных решений, выходящих за рамки возможностей автоматических устройств.