Моноблок вимірювання та відпрацювання био

Моноблок БИО призначений для:

- вимірювання полярних координат літака (ПКЛ) за сигналами радіоканалу;

- визначення ПКЛ за даними автономних датчиків ГМК-1АЭ та ДВС-5;

- коригування автономних координат за даними радіоканалу;

- видачі виміряних координат до індикаторних приладів НПП та ППД-2.

Моноблок БИО складається з трьох блоків: блока вимірювання азимута та дальності БИАД-04, блока поєднання БС-02 та блока відпрацювання БО-М.

Блок БИАД-04 призначений для вимірювання полярних координат окремо у грубому (0…180°, 180…360°) та точному (0…20°) каналах у двійковому цифровому коді та перетворення виміряних координат на напругу постійного струму. Величина вихідної напруги блока становить:

а) за грубим каналом дальності 0...35 В;

б) за точним каналом дальності 0...40 В;

в) за грубим каналом азимута 0...25 В;

г) за точним каналом азимута 0...40 В.

Блок поєднання БС-02 забезпечує утворення напруги управління двигунами механізмів відпрацювання блока БО-М за даними радіоканалу або за автономними даними. У блоці також утворюються сигнали справності по каналах дальності та азимута, які характеризують відповідність координат на виході блока БО-М координатам, які виміряні блоком БИАД-04. Дешифратор блока БС-02 за сигналами «Супровід Д», які поступають від блока БИАД-04, утворює сигнал перемикання антен АФС (передня – задня). Вихідна напруга блока, яка подається до двигунів каналів азимута та дальності, становить 0…30 В.

Блок відпрацювання БО-М призначений для перетворення напруг азимута і дальності, які надходять від блока Бс-02, на кутові положення механізмів азимута і дальності та видачі значень координат до індикаторних приладів. Блок видає також напруги зворотного зв’язку, які знімаються від відповідних потенціометрів зворотного зв’язку окремо по грубому та точному каналах. Для індикації виміряних значень азимута та дальності блок БО-М має шкальні пристрої.

 

Основні технічні дані

Діапазон вимірювання:

а) дальності ……………………………………………………...0...469 км

б) азимута …………………………………………….…………...0…360°

чутливість вимірювання:

а) азимута…………………….……………………………...…...…....0,05°

б) дальності …………………………………………………..…..….150 м

максимальна швидкість відпрацювання:

а) азимута……………………………............................................10 град/с

б) дальності…………………………………………………………17 км/с

Похибка автономного зчислення…….…………………………………...12 %.

 

Основними режимами роботи моноблока БИО є: «РСБН», «Автономне зчислення», «Поєднання», «Контроль», «Введення даних».

У режимі «РСБН» полярні координати вимірюються тільки за даними радіоканалу. Режим установлюється автоматично при несправності автономних датчиків ГМК-1АЭ та ДВС-5.

Режим «Автоматичне зчислення» встановлюється автоматично при відмові радіоканалу, тобто при зникненні будь-якого з сигналів: азимутального чи опорних «35» та «36».

У режимі «Поєднання» відпрацювання координат виконується одночасно і за даними радіоканалу, і за даними автономних датчиків. Утворена поправка до автономних координат зберігається протягом 15 с після зникнення даних радіоканалу.

Режим «Контроль» призначений для перевірки працездатності моноблока БИО. У цьому режимі у блоці БИАД-04 утворюються фіксовані контрольні значення напруг азимута та дальності, які відпрацьовуються на приладах: азимут 177° (±2°), дальність 291,5 (±0,3) км.

У режимі «Введення даних» за допомогою натискних перемикачів на ЩУ можна встановити будь-які значення координат на приладах НПП та ППД-2. Режим використовується для перевірки працездатності та встановлення координат у режимах «Автономне зчислення».

 

Принцип дії каналу азимута

Режим «РСБН»

Вимірювання азимута літака радіоканалом виконується таким чином (рис. 2.14): блок БИАД-04 вимірює часовим методом часовий інтервал азимута Т _А= t _А – t _П.ЗБ , де t _А – момент часу приймання на борту літака азимутального сигналу; t _П.ЗБ – момент часу «північного збігу».

Виміряний параметр у вигляді напруг постійного струму окремо за грубим (U _гр) і точним (U _т) каналами подається від блока БИАД-04 до входу

 

 

блока БС-02. При справності блока БИАД-04 до входу блока БС-02 надходить сигнал «Супровід азимута» з постійною напругою –27 В, яка надходить до дешифратора блока БС-02. Значення азимута відпрацьовується спочатку грубим, а потім точним каналами. Напруга грубого каналу U _гр від БИАД-04 надходить до датчика розузгодження грубого каналу азимута (ДРГКА) блока БС-02. До другого входу датчика ДРГКА надходить напруга зворотного зв’язку U _гр.з.з , яка знімається від потенціометра зворотного зв’язку R 2 і пропорційна раніше відпрацьованому значенню азимута. Повзунок потенціометра R 2 рухається від азимутального приводу блока БО-М. Діапазон зміни напруги зворотного зв’язку U _гр.з.з від 0 до 25 В.

Датчик розузгодження порівнює напруги U _гр та U _гр.з.з і утворює напругу різниці (похибка), яка за допомогою модулятора датчика ДРГКА перетворюється на змінну напругу типу «меандр» з частотою 400 Гц. Діапазон зміни різницевої напруги Δ U _гр від 0 до 2,5 В. Після підсилення утвореного сигналу напруга Δ U _гр надходить до входу ключа грубого каналу Кл1 та одночасно до дешифратора (на схемі не зображений). Якщо різниця між виміряним значенням азимута і раніше відпрацьованим більше 5° (ΔА_гр > 5°), то за сигналом дешифратора ключ Кл1 відкриється і пропустить сигнал Δ U _гр до входу суматора Σ₁ для подальшого відпрацювання.

Одночасно по точному каналу до входу датчика розузгодження точного каналу (ДРТКА) надходить напруга U _т (0…40 В) точного каналу від блока БИАД-04 та напруга зворотного зв’язку U _т.з.з від потенціометра зворотного зв’язку R 1 блока БО-М. Потенціометри R 1 та R 2 мають живлення від блока БИАД-04. Датчик ДРТКА утворює сигнал різниці (похибку) Δ U _т = U _т – U _т.з.з , яка перетворюється на змінну напругу типу «меандр» з частотою 400 Гц. Діапазон зміни напруги Δ U _т від 0 до 1 В. Фаза напруги Δ U _т (як і Δ U _гр) залежить від знака різниці. Від виходу датчика ДРТКА сигнал Δ U _т подається до потенціометра R 3, повзунок якого переміщується від осі механізму дальності блока БО-М. Таким чином, від повзунок потенціометра R 3 знімається сигнал множення «Δ U _т ·Д».

Таке множення на поточну дальність необхідне для того, щоб перетворити сигнал розузгодження точного каналу з кутової величини на лінійну, оскільки сигнал автономного каналу також утворюється як лінійна величина V _A = V_i ·sin(ψ – A). Потенціометр множення R 3 знаходиться у блоці БО-М. Утворений різницевий сигнал Δ U _т·Д після підсилення подається до входу аналогового ключа Кл2 та до дешифратора. Якщо різниця ΔА_гр < 5°, то за сигналом дешифратора ключ Кл2 відкривається, а ключ Кл1 закривається. Таким чином, до другого входу суматора Σ1 буде надходити сигнал Δ U _т · Д точного каналу.

Одночасно сигнал Δ U _т · Д надходить до випрямляча В для утворення поправки при спільній роботі радіоканалу та автономного каналу. Відпрацювання за утвореними сигналами (Δ U _гр або Δ U _т · Д) виконується послідовно: спочатку за грубим сигналом Δ U _гр, а потім за точним сигналом Δ U _т · Д. Сигнал розузгодження Δ U _роз від виходу суматора Σ1 подається для підсилення до підсилювача інтегруючого приводу (ПІП), а потім до підсилювача потужності (ПП). Підсилений сигнал від виходу ПП подається до двигуна-генератора приводу азимута блока БО-М. Двигун працює, і на шкальних пристроях 0…10° та 0…360° відпрацьовується значення азимута.

Від тахогенераторної обмотки двигуна-генератора (Д-ТГ) знімається напруга постійного струму зворотного зв’язку U _з.з, яка може змінюватись від 0 до 60 В. Напруга U _з.з пропорційна швидкості обертання осі двигуна-генератора азимута, тобто похідній від азимута.

Сигнал зворотного зв’язку від тахогенератора подається до модулятора для перетворення на змінну напругу типу «меандр». Від виходу модулятора сигнал зворотного зв’язку подається до входу суматора Σ1. Оскільки на іншому вході діє сигнал Δ U _т · Д, то на виході суматора Σ1 утворюється сумарний сигнал Δ U _т · Д – U _з.з. Цей сигнал підсилюється і надходить до керуючої обмотки двигуна-генератора. Обертатися двигун-генератор буде доти, доки сигнал різниці не стане дорівнювати нулю, тобто Δ U _т · Д – U _з.з = 0.

При появі у грубому каналі азимута розузгодження у азимуті більше 5° через 15 с слідкувальна система перемикається на грубий канал. При цьому швидкість відпрацювання механізму азимута збільшується.

Сигнал перемикання швидкості утворюється у дешифраторі. При цьому вмикається електромагнітна муфта (ЕММ) та змінюється коефіцієнт редукції, забезпечуючи більшу швидкість відпрацювання. Сигнал розузгодження грубого каналу вибирається швидко і при розузгодженні в грубому каналі азимута менше 5° слідкувальна система перемикається на точний канал, забезпечуючи слідкування за точним азимутом. При роботі точного каналу змінюється також рівень напруги зворотного зв’язку.

Для видачі значення азимута до приладу НПП використовується сельсин-датчик (СД). Сигнал розузгодження «за положенням» приладу НПП підсилюється одним із каналів блока підсилювачів БУ НПП.

Режим «Автономне зчислення»

Режим «Автономне зчислення» автоматично вмикається при зникненні сигналів від радіоканалу.

Управління двигуном-генератором у цьому режимі виконується за даними азимутальної складової повітряної швидкості, яка утворюється розкладанням вектора повітряної швидкості V_i від датчика ДВС-5 на азимутальну складову V _А та далекомірну складову V _д: V _A = V_i sin(ψ–A), V _д = V_i cos(ψ–A).

Апаратурне утворення цих напруг, пропорційних складовим V _А та V _д детально описане у підрозд. 2.3.

Змінна напруга автономного каналу азимута U _А від механізму курсового кута радіомаяка (ККР) надходить до фазочутливого випрямляча (ФЧВ) для перетворення на постійну напругу. Знак випрямленої напруги залежить від фази вхідної напруги U _А. Утворена постійна напруга U _А надходить через суматор Σ₃ до входу суматора Σ₂. До іншого входу суматора Σ₂ подається напруга зворотного зв’язку U _з.з. На виході суматора Σ₂ утворюється сигнал U _Σ2 = U _А – U _з.з, який у модуляторі перетворюється на змінну напругу. Вихідна напруга модулятора через суматор Σ1 надходить до підсилювача інтегруючого приводу. Далі автономний канал азимута працює аналогічно до режиму «РСБН».

Слід зауважити, що у дешифраторі блока БС-02 виробляються командні сигнали «Д > 25 км» та «Д < 25 км», за якими змінюється масштаб напруги азимутальної складової U _А у суматорі Σ₃.

Режим «Поєднання»

У режимі «Поєднання», коли працюють два незалежні канали – радіоканал та автономний канал, – здійснюється відпрацювання одночасно за виміряними значеннями азимута у точному каналі та за значеннями автономного каналу. Зазвичай, як і в режимі «РСБН», спочатку виконується відпрацювання у грубому каналі азимута, а коли похибка ΔА_гр стане менше 5°, виконається перемикання на точний канал.

До входу датчика розузгодження точного каналу (ДРТКА) надходять сигнал U _т радіоканалу від блока БИАД-04 та сигнал зворотного зв’язку U _т.з.з від блока БО-М. Від виходу датчика ДРТКА утворений сигнал Δ U _т = = U _т – U _т.з.з помножується на дальність Д на потенціометрі R 3. За наявності сигналу від дешифратора «Слідкування» сигнал множення Δ U _т · Д проходить ключ Кл2 та подається до входу суматора Σ₁. Водночас цей же сигнал подається до випрямляча В для утворення поправки до автономних даних.

До другого входу суматора Σ₁ надходить азимутальна складова автономного каналу, до якої додаються:

а) напруга зворотного зв’язку від тахогенератора двигуна;

б) напруга поправки та напруга компенсації U _к, яка знімається від потенціометра R 4.

Утворення напруги азимута автономного каналу U _А виконується аналогічно до режиму «Автономне зчислення».

Напруга поправки U _п утворюється за допомогою випрямляча В та інтегратора. До входу випрямляча подається змінна напруга розузгодження точного каналу ∆ U _т · Д. Напруга поправки U _п додається у суматорі Σ₃ до напруги автономного каналу U _А від фазочутливого випрямляча (ФЧВ).

Напруга U _А утворюється таким же чином, як і у режимі «Автономне зчислення». Від виходу суматора Σ₃ сигнал суми «U _А + U _п + U _к» надходить до входу суматора Σ₂, в якому додається до напруги зворотного зв’язку U _з.з від тахогенератора двигуна. Напруга зворотного зв’язку попередньо помножується на дальність.

Суматор Σ₂ утворює сигнал W _A – U _з.з = U _А + U _п + U _к – U _з.з. Утворений сигнал W _A – U _з.з перетворюється модулятором на змінну напругу з частотою 400 Гц. Вихідна напруга модулятора подається до входу суматора Σ1, в якому додається до сигналу від радіоканалу «∆ U _т · Д». Сумарний сигнал «∆ U _т · Д + W _A – U _з.з» після підсилення у підсилювачі інтегруючого приводу (ПІП) та у підсилювачі потужності (ПП) управляє двигуном-генератором механізму азимута, з валом якого поєднані рухомі контакти потенціометрів зворотного зв’язку R 1 та R 2. Привід у цьому випадку розв’язує рівняння ∆ U _т · Д + W _A – U _з.з = 0.

При появі у грубому каналі азимута розузгодження за азимутом більше 5°, яке триває більше 15 с, слідкуюча система перемкнеться на грубий канал з більшою швидкістю відпрацювання. При цьому у дешифраторі блока БС-02 утворюється сигнал, за яким вимикаються сигнали автономного зчислення та поправки. При переході слідкуючої системи на грубий канал змінюється величина напруги зворотного зв’язку. Сигнал зворотного зв’язку не помножується на дальність, оскільки при роботі грубого каналу вимикається автономна швидкість і немає необхідності приведення до єдиної розмірності.

Поєднання радіотехнічної системи з автономними даними значно підвищує завадозахищеність всієї радіотехнічної системи ближньої навігації у цілому.

Режим «Контроль»

Режим «Контроль» вмикається за допомогою кнопки КОНТРОЛЬ, яка встановлена на пульті управління. Режим призначений для перевірки працездатності моноблока БИО, тобто блоків БИАД-04, БС-02 та БО-М. У цьому режимі до блока БИАД-04 подається напруга +27 В від кнопки КОНТРОЛЬ і блок видає фіксовану напругу постійного струму, оскільки в блоці БИАД-04 імітуються вхідні сигнали (азимутальні та опорні «35» і «36»). Реальні вхідні сигнали при цьому не використовуються. У режимі «Контроль» слідкуюча система відпрацьовує значення азимута 177° (±2°). Відпрацювання фіксованого значення азимута здійснюється аналогічно до відпрацювання в режимі «РСБН», тобто спочатку виконується відпрацювання у грубому, а потім у точному каналах. Автономні дані та поправки в режимі «Контроль» вимикаються.

Режим «Введення даних»

Режим «Введення даних» (азимута) вмикається за допомогою натискного перемикача НАЧАЛЬН. УСТ. АЗИМУТА, який встановлений на ЩУ. Режим призначений для перевірки обладнання РСБН-5с, а також для встановлення необхідного значення азимута у режимі «Автономне зчислення».

При натисканні перемикача НАЧАЛЬН. УСТ. АЗИМУТА від ЩУ до входу блока БС-02 находить змінна напруга тієї чи іншої фази (4 В, 400 Гц). Напруга «Введення азимута» обмежується за амплітудою та проходить через ключ (на схемі – див. рис. 2.11 – обмежувач та ключ не зображені) до входу суматора Σ1. Ключ відкривається під дією напруги +27 В від названого перемикача. Напруга «Введення азимута» проходить суматор Σ₁ та через підсилювачі ПІП і ПП відпрацьовується двигуном-генератором приводу механізму азимута. У залежності від фази напруги «Введення азимута» вал двигуна генератора обертається у той чи інший бік, при цьому на шкалі азимута блока БО-М і на приладі НПП відпрацьовуються значення азимута. Вал двигуна буде обертатися доти, доки діє напруга «Введення азимута».

За сигналом «Введення азимута» вимикаються радіоканал, автономний канал та виконується скидання поправки. До електромагнітної муфти редуктора підводиться напруга і змінюється редукція для вмикання більшої швидкості відпрацювання.

Вихідним пристроєм моноблока БИО є блок БО-М, призначений для:

- відпрацювання на шкальних пристроях 0…10°, 0…360° значень азимута;

- утворення і видачі значень азимута до індикаторного приладу НПП;

- утворення значень кута ψ – А;

- перетворення кутових величин на лінійні.

До складу блока БО-М входять механізми азимута і дальності. Механізм азимута складається з:

- інтегруючого двигуна-генератора;

- потенціометрів R 1 та R 2 зворотнього зв’язку;

- датчика кута ψ – А (сельсина) для видачі сигналу кута ψ – А до механізму ККР;

- датчика точного каналу азимута – обертовий трансформатор (ОТ), який призначений для видачі значень азимута по точному каналу до індикаторного приладу;

- датчика грубого каналу азимута (сельсин-датчик), який призначений для видачі значень азимута по грубому каналу до індикаторного приладу НПП;

- датчика грубого каналу азимута (обертовий трансформатор) для видачі значень азимута по грубому каналу до індикаторного приладу;

- шкальних пристроїв (шкала 0…10°, 0…360°) для індикації на блоці БО-М положення механізму азимута;

- електромагнітної муфти (ЕММ), призначеної для перемикання швидкості обертання осі механізму азимута.

Сигнал азимута до приладу НПП подається від сельсин-датчика (СД). Напруга розузгодження «за положенням» від НПП підсилюється окремим каналом підсилення блока підсилювачів БУ НПП.