Основы автоматизированного решения навигационных задач современные проблемы воздушной навигации
Развитие гражданской авиации и расширение ее применения в различных областях народного хозяйства непрерывно изменяют и условия решения навигационных задач в полете.
Повышение интенсивности воздушного движения предъявляет новые требования к точности навигации в целях предупреждения столкновений между самолетами в воздухе при пересечениях воздушных трасс, а также для обеспечения приема прибывающих в зону аэропорта самолетов. Точная навигация является главным фактором, позволяющим повысить пропускную способность воздушных трасс за счет более плотного бокового, вертикального и продольного эшелонирования.
Для повышения экономической эффективности транспортных полетов дальние рейсы, например через океаны, организуются с выбором оптимального маршрута, учитывающего распределение ветра на трассе. Такие маршруты более сложны для навигационного обеспечения по сравнению с обычными ортодромическими трассами и требуют специальных мер для их успешного выполнения. Влияние экономики проявляется также в тенденции к сокращению летного экипажа, что требует, в частности, обеспечения командира экипажа автоматизированными бортовыми и наземными техническими средствами.
Общая логическая схема навигационного процесса, оставаясь в принципе неизменной, практически реализуется при скоростных и высотных полетах с существенными особенностями, вытекающими из требований к технике и методике навигации конкретных летательных аппаратов. Для обеспечения наибольшей надежности и точности в любых возможных условиях полета на борту современного самолета необходимо иметь несколько независимых датчиков курса и скорости полета, работающих на различных принципах действия, а определение текущих координат вести как методами независимых определений, так и методами счисления. Увеличение числа каналов сбора навигационной информации достигается также путем дублирования некоторых одинаковых датчиков.
Особенности траекторий и временных характеристик движения самолетов требуют выполнения всех вычислительных и логических операций немедленно в реальном масштабе времени или даже с упреждением (прогнозирование хода полета) и тем самым определяют необходимость высокой оперативности при сборе и обработке информации.
Повышенные требования предъявляются также и к пилотированию, которое должно обеспечить высокое качество регулирования режима полета и особенно качество переходных процессов: плавность (апериодичность), краткость (малую постоянную времени), астатизм (отсутствие систематической ошибки по окончании переходного процесса), устойчивость. Для выполнения этих задач необходимы повышение точности и оперативности выработки решений на изменение положения органов управления самолетом и его двигательной установкой.
Реализация отмеченных требований приводит к усложнению информационных процессов на борту летательного аппарата, резкому повышению их объема и темпа.
В связи с развитием средств сбора навигационной информации, усовершенствованием и созданием новых датчиков курса, высоты, скорости, угла сноса, параметров линий положения и других величин экипаж получает такой объем исходных данных, который не может быть полностью использован при решении задачи навигации «ручными» способами, когда основные вычислительные и логические операции выполняются штурманом или пилотом. Это является следствием ограниченных возможностей человека при обработке информации в процессе управления.
Существенным недостатком человека-оператора является также его ограниченная возможность оперировать с многозначными числами, даже при использовании средств механизации счета (линейки, номограммы и т. п.), что непосредственно сказывается на точности результатов.
Из других недостатков человека, как звена в системе управления, следует отметить утомляемость при выполнении однообразных операций, подверженность мешающему воздействию внешних факторов, малую оперативную память.
Все эти недостатки особенно сказываются на тех этапах полета, где навигационные и пилотажные задачи тесно переплетаются между собой (при сложном маневрировании на маршруте и заходе на посадку). Определение целесообразного воздействия на органы управления самолетом на основании показаний навигационных приборов требует в этих случаях быстрого и точного учета таких характеристик движения, как скорости изменения (производные) координат, без чего не обеспечиваются плавный вывод и удержание самолета на программной траектории. Выработка пилотажных решений чисто интуитивным или рефлекторным (приобретенным в процессе предыдущего опыта и тренировок) путем в условиях современных полетов уже себя не оправдывает. Так, при использовании для захода на посадку только нуль-индикаторов курса и глиссады пилот практически не в состоянии точно вести самолет по заданной программе, так как эти приборы не дают информации о скоростях изменения координат.
Применение автоматизации для совершенствования навигации и пилотирования современных самолетов основывается на ряде преимуществ вычислительных устройств по сравнению с человеком-оператором (пилотом или штурманом) при решении задач общей логической схемы навигации.
Эти преимущества следующие: высокая скорость выполнения вычислительных и простейших логических операций, высокая (при применении цифровых машин практически неограниченная) точность вычислений, большая оперативная память и малое время обращения к ней, быстрая реакция на внешние сигналы, меньшая подверженность ошибкам при выполнении многократно повторяющихся операций, отсутствие «усталости».
Однако преимущества автоматических устройств при выполнении конкретных операций навигационного процесса не умаляют ведущей роли человека на пилотируемом летательном аппарате, для которого любая машина является орудием, повышающим производительность труда. Человек обладает целым рядом психофизиологических свойств, позволяющих решать навигационные задачи, как и вообще задачи управления, в условиях, когда машина оказывается неэффективной. К таким свойствам относятся:
большой диапазон принимаемых сигналов;
способность к инициативе в случаях изменения обстановки, требующих творческого решения задачи и выработки суждений в условиях недостаточности поступающей информации;
длительная память, позволяющая учитывать накопленный опыт.
Основными задачами автоматизации навигации являются:
сбор первичной информации от всех применяемых в данных условиях датчиков;
обработка полученных данных оптимальными способами;
полное (по трем координатам) решение навигационной задачи с использованием точных аналитических зависимостей на основе оптимального комплексного использования различных датчиков;
решение всех вычислительных и логических задач в реальном масштабе времени, с наименьшим временем запаздывания;
обеспечение наглядной и оперативной автоматической индикации внешних условий и навигационных элементов движения самолета;
повышение экономичности полетов.
- Оглавление
- Лекции 1,2. Введение
- Лекции 3,4 применение автоматизированных навигационных комплексов
- Основы автоматизированного решения навигационных задач современные проблемы воздушной навигации
- Принцип и основные операции автоматизированного навигационного процесса
- Общая схема работы анк
- Основная система координат анк
- Аналитические зависимости для решения задач в анк
- Лекция 5. Способы оптимизации навигационной информации
- Устройства управления, индикации и сигнализации
- Характеристика типового автоматизированного навигационного комплекса с аналоговым вычислителем
- Состав комплекса
- Лекции 6, 7, 8 Автоматическая бортовая система управления абсу-134а
- Комплекс автоматов ка-142
- Командная пилотажно-навигационная система путь-4
- Счисление и преобразование координат
- Оптимизация (коррекция) счисленных координат
- Лекции 9,10,11,12,13. Режимы управления самолетом
- Решение задачи захода на посадку
- Применение автоматизированных навигационных комплексов с цифровыми вычислителями
- Характеристика автоматизированного навигационного комплекса с цифровым вычислителем
- Общие принципы построения комплексных навигационных систем
- Типы комплексных и комбинированных навигационных систем
- Комплексная система, сочетающая анк с неавтономными радионавигационными устройствами
- Комбинированная система инерциальной навигации в сочетании с доплеровским измерителем w и ус
- Комбинированная система навигации (анк в сочетании с доплеровским измерителем w и ус)
- Комплексная система навигации (анк в сочетании с панорамным радиолокатором и астрокорректором курса)
- Комплексные системы, сочетающие инерциальные средства с астрономическими и радиолокационными корректорами места
- Лекция 14 комплексные системы навигации, определяющие место самолета в единой системе координат
- Лекция 15 базовый навигационный комплекс "ольха-1"
- Базовый пилотажный комплекс бпк-1п-42
- Датчик усилий дублированный дду-4 сер. 03
- Информационный комплекс высотно-скоростных параметров ик всп-1-6
- Блок формирования и контроля бфк-3
- Система сигнализации комплексов бпк-1п-42, "Ольха-1" и ик всп-1-6
- Сигнализация режимов работы и отказов пилотажного комплекса. Формирование информации
- Лекция 16 комбинированный прибор да-30п
- Базовая система формирования курса бсфк-1 с гироагрегатами га-8 и блоками усилителей бу‑12 сер. 2
- Лекция 17 цифровая вычислительная маШиНа цвм20-1м
- Пульт ввода и индикации пви-1пм
- Лекция 18 пульт подготовки и контроля ппк
- Пульт управления пу-1п
- Блок коммутации бк-1п
- Преобразователь кода дальности пкд
- Картографический планшет пк-4-42
- Лекция 19 бортовой навигационный комплекс «пижма‑1»
- Состав и функциональное построение комплекса
- Навигационный комплекс для средних магистральных самолетов Ту-154м ("Жасмин")
- Цифровая вычислительная машина цвм 80
- Лекция 20 комплекс стандартного пилотажно-навигационного оборудования кспно-204
- Вычислительные системы самолетовождения, управления полетом и тягой
- Вычислительная система самолетовождения всс-85
- Вычислительная система управления полетом всуп-85
- Вычислительная система управления тягой всут-85
- Лекция 21 Системы предупреждения критических ситуаций
- Система предупреждения критических режимов полета спкр-85
- Система предупреждения приближения земли сппз-85
- Система воздушных сигналов свс-85
- Обзорные радиолокационные системы
- Метеонавигационная радиолокационная станция мнрлс-85-204
- Бесплатформенная инерциальная навигационная система и42-1с
- Бесплатформенная инерциальная навигационная система irs hg1150фирмыhoneywell
- Лекция 22 Бортовая аппаратура радиотехнических и посадочных систем
- Радиотехническая система ближней навигации а-331
- Радиотехническая система дальней навигации рсдн-85
- Спутниковая навигационная система снс-85
- Система посадки по радиомаякам типа ilSи сп- 50 -ils-85
- Микроволновая система посадки mls-85
- Радиотехническая система ближней навигации по маякам vor vor-85
- Радиодальномер дме/р-85
- Лекция 23 Автоматический радиокомпас арк-25
- Радиовысотомер малых высот рв-85
- Средства отображения индикации, сигнализации и системы контроля
- Система электронной индикации сэи-85
- Резервные приборы
- Авиагоризонт агб-96р
- Радиомагнитный индикатор рми-3
- Магнитный жидкостной компас ки-13бс
- Система сбора и локализации отказов ссло-85
- Антенна акн-005-204
- Хронометр авиационный электронный хаэ-85м
- Антенно-фидерное устройство рсбн "Астра-204"
- Комплексный пульт радиотехнических средств кп ртс
- Лекция 24 Современные комплексы
- Бортовой комплекс радиоэлектронного оборудования aria-200
- Интегрированный комплекс навигации и посадки икнп
- Электромагнитная система ориентации и навигации малого радиуса действия для точной посадки беспилотных летательных аппаратов
- Комплекс цифровой пилотажно-навигационный цпнк-114
- Лекция 25 Пилотажно-навигационный комплекс пнк-10
- Интегрированная навигационная система
- Комплексная вычислительная система самолетовождения квсс-140