Принцип работы радиомаяков РМСП

Принцип работы КРМ и ГРМ РМСП аналогичен и имеет лишь некоторые различия в зависимости от категории системы посадки. Так курсовые глиссадные маяки РМСП I-ой категории обеспечивают задание плоскостей курса и глиссады равносигнальным методом. Для этого с помощью антенных систем маяка, имеющих диаграммы вида и , в пространстве формируется два поля излучения, отличающиеся частотами модуляции и (рис.28).

 

а) б)

Рис. 28. Структурная схема (а) и диаграммы излучения

антенной системы КРМ (б).

 

Выражения, описывающие мгновенное значение напряженностей полей излучения антенн А1 и А2, имеют вид:

 

 

 

Результирующе поле излучения e_∑ также оказывается модулированным по амплитуде колебаниями частот и с одинаковыми глубинами модуляции

 

и ,

где .

На борту ВС курсовой (глиссадный) приемник принимает эти сигналы, и после обработки на его выходе выделяются огибающие колебаний частот и , затем определяется разность амплитуд огибающих, которая пропорциональна разности глубин модуляции

РГМ= .

Зависимость РГМ от угловых координат пропорциональна разности векторов диаграмм направленности и (рис.29). По величине РГМ можно судить о положении ВС относительно траектории захода на посадку.

 

Рис. 29. Зависимость РГМ от углового отклонения

 

На равносигнальном направлении (РСН), которое совмещается с плоскостью посадочного курса (глиссады), эта разность равна нулю, а при отклонении от него РГМ возрастает. Величина и знак РГМ будут зависеть от величины и стороны отклонения ВС относительно РСН. Из принимаемых на борту сигналов формируется постоянное напряжение, пропорциональное РГМ.

Оно подводится к планкам прибора посадки (ПСП), вертикальная планка которого указывает положение линии курса, а горизонтальная линии глиссады.

Структурная схема радиомаяка равносигнального типа (рис.28) включает:

генератор высокой частоты, генераторы низкочастотных колебаний ГНЧ₁ и ГНЧ₂, амплитудные модуляторы АМ₁ иАМ₂ и антенны А₁ и А_2. Колебания ВЧ, формируемые ГВЧ, подвергаются амплитудной модуляции колебаниями низких частот 90 и 150 Гц и подводятся к антеннам А₁ и А_2, формирующ_ими поля излучения, энергия которых распределена в пространстве в соответствии с зависимостью диаграмм направленности и . Линия пересечения диаграмм направленности представляет собой равносигнальное направление, с

помощью, которого задается линия планирования. Для приема сигналов КРМ и ГРМ на борту ВС используются радиоприемные устройства супергетеродинного типа (рис.30).

Рис. 30. Структурная схема КРП и ГРП

На выходе приемника с помощью фильтров Ф₁ и Ф₂ выделяются низкочастотные колебания частот 90 и 150 Гц. Эти колебания выпрямляются выпрямителями В₁ и В₂ и через схему вычитания подводятся к стрелочному указателю. Сигнал на выходе схемы вычитания пропорционален РГМ, а его полярность указывает сторону отклонения ВС от глиссады. Выходные сигналы приемника после выпрямления подводятся также и к сумматору, выходной, сигнал которого управляет работой бленкерной сигнализации. При отсутствии сигнала на выходе сумматора бленкерная сигнализация не срабатывает и бленкер экспонируется в поле зрения пилотов, что указывает на отказ наземного маяка или бортового приемника. В радиомаяках более высоких категорий (II и III), у которых требования к стабильности и точности задаваемых траекторий значительно выше, принцип работы КРМ и ГРМ несколько от рассмотренного и получил название метода угломерных измерений с «опорным нулем» (рис.31) [1].

Однако, следует отметить, что формируемое в таких маяках поле излучения имеет структуру аналогичную полю равносигнальных радиомаяков и не требует изменения бортового оборудования.

Рис.31. Диаграммы излучения маяка с “опорным нулем”

Требования ИКАО и основные эксплуатационно-технические характеристики РМСП МВ

В соответствии с действующими стандартами ИКАО определены основные эксплуатационно-технические характеристики на наземное и бортовое оборудование радиомаячных систем посадки метровых волн. Требуемые размеры зон действия подсистем "курсовой радиомаяк - курсовой радиоприемник", "глиссадный радиомаяк - глиссадный радиоприемник" представлены на рис. 32, 33, а основные эксплуатационно-технические характеристики - в табл. 4.

Таблица 4

Параметр	СП-68	СП-70	СП-75	СП-80
Категория
Диапазон частот, МГц: канал курса канал глиссады	108,3-110,3 332,6-335	108 … 112 328,6 … 335,4
Дальность действия, км: канал курса канал глиссады		18,5		18,5
Погрешность определения положения ЛА у начала ВПП (2s): канал курса, м канал глиссады, град	0,3	0,15	0,15	0,15

 

 

Рис. 32. Зона действия подсистемы КРМ - КРП в горизонтальной плоскости

Рис. 33. Зона действия подсистемы ГРМ - ГРП в горизонтальной (а) и вертикальной (б) плоскостях

Канал курса

Для работы КРМ-КРП систем посадки метровых волн выделяется диапазон частот 108…112 МГц ().

Зона действия КРМ в горизонтальной плоскости, т.е. область пространства, в пределах которой эксплуатационные характеристики удовлетворяют установленным требованиям, представляет собой сектор шириной ±35⁰ относительно оси ВПП. При использовании средств навигации, обеспечивающих ввод ВС в зону действия КРМ I и II категорий, допускается сужение зоны действия до ± 10⁰ (рис.32).

Зона действия в вертикальной плоскости (рис.34) охватывает сектор, нижняя граница которого проходит через электрический центр антенны и точку на высоте 600м над землей на удалении 46 км от него или точку, расположенную на 300 м выше препятствий в зоне захода на посадку. Дальность действия равна 46 км в секторе ±10⁰ и 32 км в секторах ± 10…35⁰.

 

	Рис.34.Зона действия КРМ в вертикальной плоскости

 

 

Одна из важных характеристик КРМ – приборный курсовой сектор. Это область пространства в окрестности плоскости посадочного курса, на границах которой достигается отклонение стрелки бортового индикатора системы посадки на всю шкалу (4деления шкалы). В пределах курсового сектора обеспечивается прямопропорциональная зависимость между отклонением стрелки прибора и угловым отклонением ВС от плоскости посадочного курса. Под угловым отклонением ВС понимают угол между вертикальной плоскостью, проходящей через ВС и центр антенны КРМ и вертикальной плоскостью, проходящей через ось ВПП. Границы курсового сектора отстоят от оси ВПП на угол 2…3⁰.

Другой важной характеристикой КРМ является допустимое отклонение плоскости курса от оси ВПП. Это отклонение характеризует допустимое линейное смещение линии курса от оси ВПП у опорной точки (точка О рис.26).

Оно не должно превышать ± 10,5; ± 5; ±3м соответственно для систем I…III категорий. Рекомендуемое значение для систем II категории ± 4,5м.

Важнейшей эксплуатационной характеристикой КРМ является амплитуда искривлений задаваемой курсовой линии. Искривления курсовой линии возникают из-за воздействия сигналов КРМ, переотраженных неровностями рельефа и местными предметами, расположенными в окрестностях его антенной системы. Поскольку интенсивность отражений и расположение отражающих объектов носит случайный характер, учитываются только те искривления, вероятность которых наиболее высока (рис.35).

Выполнение этих требований обеспечивает в системах I категории выход ВС в точку С (рис.26) глиссады с боковым отклонением, которое с вероятностью 0,95 не превышает 10м, в системах II категории отклонение между точкой В и опорной точкой не более 5м, а в системах III категории отклонение между точками В и С не более 5м по положению и не более 2⁰ по тангажу и крену. Излучение КРМ содержит сигнал опознавания, передаваемый трехбуквенным кодом Морзе, первая из которых буква “И”, вторая, и третья – код аэродрома или ВПП. Автоматическая система контроля работы КРМ дает сигнал предупреждения или приводит к прекращению излучения за время не более 10; 5 или 2с для КРМ I…III соответственно, если установленные технические показатели работы маяка выходят за пределы допусков.

Канал глиссады

Глиссадные маяки работают в диапазоне частот 328,6…335,4 МГц (). Зона действия ГРМ в горизонтальной плоскости представляет собой сектор, ограниченный углами ± 8⁰ относительно оси ВПП и углами 0,45 и 1,75 в вертикальной плоскости (рис.33), где - угол наклона задаваемой глиссады, который в зависимости от местных условий лежит в пределах 2…4⁰.

Дальность действия ГРМ равна 18км. Оптимальный наклон глиссады обычно выбирается 2⁰40^’.

Приборный полусектор глиссады характеризует размер пространственной зоны, в пределах которой достигается отклонение стрелки бортового индикатора до крайних точек шкалы и пропорциональность между отклонениями стрелки и угловыми отклонениями ВС от заданной глиссады планирования. На границах полусектора стрелка должна отклоняться на половину шкалы. Границы полусектора определяются заданным углом наклона глиссады и удалены от линии глиссады на угол (0,1…0,14) .

Отклонение средней линии глиссады от номинального значения не должно превышать для ГРМ I категории- 12^´; для ГРМ II и III категорий – 6,4^´ при угле

2⁰40^´.

Амплитуда искривлений линии глиссады с вероятностью 0,95 не должна превышать значений, указанных на рис.35. При этом в системах I категории вертикальное смещение ВС в точке С (рис.26) не должно превышать 3м. В системах II и III категорий смещение ВС на высоте 15м не превышает 1,2м по высоте и 2⁰ по тангажу и крену.

В состав ГРМ входит контрольная аппаратура, обеспечивающая автоматическую сигнализацию, допусковый контроль и переключение на горячий резерв за время не более 6с для ГРМ II и III категорий.