Канал контроля линии курса посадки в системах

СП-50М, СП-68

Бортовая аппаратура определяет угловое (боковое) отклонение ε_к ВС в горизонтальной плоскости относительно линии, совпадающей с осью ВПП, задаваемого радиомаяками КРМ.

Радиомаяки КРМ систем СП-50, СП-68 предназначены для задания линии курса посадки, совпадающей с осью ВПП. Линия курса геомет­рическое место точек, ближайших к оси ВПП в горизонтальной плос­кости, в которых глубина модуляции равна нулю. Они по принципу формирования линии курса посадки относятся в радиомаякам с опорным напряжением. Радиомаяки систем СП-50М, СП-68 аналогичны, отличаются только антенными устройствами, усовершенствованными отдельными узлами и блоками и различным числом частотных кана­лов. Радиомаяк систем СП-50М работает на одном из шести фиксиро­ванных частотных каналов в диапазоне частот 108,3... 110,3 МГц с частотным интервалом 0,4 МГц, системы СП-68 - на одном из двадцати в диапазоне частот 108,1...111,9 МГц с частотным интервалом 0,2 МГц.

Для задания линии курса посадки 5 радиомаяк КРМ 1 (рис. 3.6) на одной из несущих частот излучает сигналы опорной и переменной фаз. Антенная система радиомаяка формирует в пространстве две диаграммы направленности. Сигнал опорной фазы излучается центральной антенной радиомаяка, которая формирует диаграмму направленности в виде широкого лепестка 4. Несущая частота этого сигнала модулиро­вана по амплитуде колебаниями поднесущей частоты 10 кГц с глуби­ной модуляции 30 %, которая в свою очередь модулирована по частоте напряжением частоты 60 Гц с девиацией частоты Δ f =±1,1 кГц. Инфор­мация о сигнале опорной фазы содержится в напряжении частоты 60 Гц, амплитуда и фаза которого не изменяются в пределах диаграммы направленности маяка.

Две боковые антенны излучают сигнал переменной фазы. Антенны формируют диаграммы направленности в виде двух узких лепестков 3 с нулевым излучением вдоль линии курса (оси ВПП 2). Сигнал переменной фазы представляет собой амплитудно-модулированное колеба­ние, несущая которого модулирована по амплитуде напряжением частоты 60 Гц, причем для формирования этого сигнала применяют балансную модуляцию. Боковые антенны создают поле балансно-модулированных колебаний частотой 60 Гц со сдвигом фазы поля в одном лепестке диаграммы на 180 ° относительно

Рис. 3.6. Диаграммы направленности (о) антенн маяков КРМ систем СП-50М, СП -68 и временные диаграммы (б) сигналов маяков КРМ систем СП-50М, СП-68: I — несущей частоты; II — поднесущей частоты; III — частоты модуляции; IV — частотно-модулирован­ных колебаний; у — опорной фазы; VI — сигнала переменной фазы в правом лепестке диаграммы направленности; VII — переменной фазы в левом лепестке диаграммы направленности

 

фазы в другом, т. е. сигналы частоты 60 Гц в лепестках диаграммы противофазны, в левом (по направлению посадки) лепестке диаграммы совпадают по фазе с сигналом опорной фазы 60 Гц, в правом - противоположны. По линии курса посадки (оси ВПП) глубина модуляции сигнала переменной фазы равна нулю и изменяется по мере удаления от нее вправо или влево.

Таким образом, амплитуда огибающей сигнала переменной фазы пропорциональна величине отклонения ВС от оси ВПП, а фаза огибающей зависит от стороны отклонения. Фазовые соотношения между сигналами опорной и переменной фаз содержат информацию о стороне отклонения от оси ВПП, а амплитуда сигнала переменной фазы - о величине этого отклонения. Временные диаграммы сигналов радио­маяка КРМ представлены на рис. 3.6, б. Зона действия маяков КРМ по дальности составляет 45 км и ограничена в горизонтальной плоскости сектором ±15°. Курсовой радиомаяк создает сектор курса - это выра­женный в градусах сектор в горизонтальной плоскости, содержащий линию курса и ограниченный геометрическим местом точек, ближай­ших к линии курса, в которых глубина модуляции сигнала перемен­ной фазы составляет 10,5 %. Значение этого сектора зависит от длины ВПП и места установки маяка и находится в пределах 4...6°. Линейная ширина сектора курса у начала ВПП составляет 210 м. Максимальное отклонение линии курса у начала ВПП из-за влияния дестабилизирую­щих факторов составляет ±10,5 м и отвечает требованиям категории I радиомаячных систем посадки.

Структурная схема канала бортовой аппаратуры изображена на рис. 3.7. Когда ВС находится в зоне действия радиомаяка КРМ, его ВЧ сигналы принимаются антенной и поступают в устройство УНП, которое содержит: блок высокой частоты курсовой БВЧК, блоки низкой частоты курсовой БНЧК и посадки БП. Блок БВЧК выполняет функцию курсового радиоприемника, который настраивается на частоту маяка с помощью пульта управления ПУ. Сигналы опорной и переменной фаз в блоке БВЧК усиливаются, преобразуются в напряжения промежуточ­ных частот (двойное преобразование) и детектируются амплитудным детектором. На его нагрузке выделяется сигнал переменной фазы частотой 60 Гц и сигнал опорной фазы, представляющий собой частот­но-модулированное колебание частотой 10 кГц, которое модулированоuо частоте напряжением частотой 60 Гц. Эти сигналы поступают в БНЧК на входы каналов переменной фазы основного и контрольного кана­лов, фильтр 10 кГц и частотный детектор, являющийся общим для этих каналов. Фильтром 10 кГц выделяется сигнал опорной фазы 10 кГц, который поступает на частотный детектор, где из поднесущей частоты 10 кГц выделяется сигнал опорной фазы U_оф. частотой 60 Гц. Он посту­пает на фильтры ФНЧ2, ФНЧЗ основного и контрольного каналов, которые подавляют высшие гармоники сигнала U_оф и частоты 10 кГц. Выделенный сигнал U_оф, частотой 60 Гц усиливается усилителями сигналов опорной фазы УОФ1, УОФ2 и поступает на фазовые детекторы ФД1, ФД2. Сигнал переменной фазы U_оф частотой 60 Гц выделяется фильтрами ФНЧ1, ФНЧ4 основного и контрольного каналов и после усиления в усилителях сигналов переменной фазы УПФ поступает на детекторы ФД1, ФД2. Детекторы являются фазочувствительными выпрямителями, которые преобразуют сигнал U_nф 60 Гц в управляющее напряжение ± U_у, значение которого зависит от амплитуды сигна­ла переменной фазы, а следовательно, от степени отклонения ε_к от оси ВПП, знак же напряжения зависит от фазы сигнала переменной фазы, а значит, от стороны отклонения ВС от оси ВПП.

Рис. 3.7. Структурная схема канала контроля линии курса ВС при посадке в системах ILS,СП-70,СП-75

Основными элементами схемы детектора ФД (основного канала) являются трансформатор TV1 и диодные выпрямители VD1, VD2 с нагрузками R1, R2. К ним подключены нуль-индикаторные приборы. При полете ВС по линии курса посадки на вход бортовой аппаратуры поступает только ВЧ сигнал опорной фазы, излучаемый центральной антенной маяка КРМ, и на детекторы (выпрямители) ФД1, ФД2 поступает только сигнал U_оф частотой 60 Гц.

При этом выпрямленные токи I₁, I₂, напряжения на нагрузках и потенциалы в точках а и б одинаковы, а напряжение в этих точках равно нулю и ток через нуль-индикаторный прибор не протекает, стрелка (планка) его находится посередине. При отклонении ВС от линии курса посадки, кроме ВЧ сигнала U_оф вход бортовой аппара­туры поступает ВЧ сигнал U_оф На детекторы поступают сигналы U_оф. и U_пф частотой 60 Гц. Фаза сигнала U_пф зависит от стороны отклонения ВС от оси ВПП, а амплитуда - от величины углового отклонения. Поэтому выпрямленные токи и потенциалы в точках а к б будут различны, т. е. в этих точках образуется напряжение U_у знак и вели­чина которого зависят от углового отклонения ε_к ВС относительно оси ВПП. Сигнал отклонения ±ε_к детектора основного канала через ком­мутационные устройства К бортовых систем поступает на курсовые (вертикальные) стрелки (планки) приборов ПНП, указатели положения зоны (линии) курса посадки приборов ПКП и в системы автоматичес­кого управления (САУ-42) самолета Як-42, АБСУ-154 (автоматическая бортовая система управления) самолета Ту-154М.

Стрелки (планки) и указатели положения приборов используют в директорном режиме показаний, при отклонении ВС вправо они отклоняются влево и наоборот, т. е. показывают, в какую сторону нужно повернуть ВС, чтобы правильно выполнить посадочный маневр.

Детектор ФД2 контрольного канала формирует напряжение ±ε_к,. пропорциональное угловому отклонению ВС относительно оси ВПП. Сигналы отклонения ±ε_к-осн и ±ε_{к-контр} поступают в устройство непрерывного контроля параметров УКП, которое конструктивно находится в блоке посадки устройства УНП. Устройство УКП сравнивает эти сигналы и выдает сигнал готовности по каналу контроля курса посадки "Гот. К" в виде напряжения +27 В, который через устройство К поступает на бленкеры "К" (флажковые сигнализаторы) приборов ПНП, лампы "Kl", "К2" селектора режимов (см. рис. 3.5), в систему АФС "Лилия" самолета Як-42 и от первого устройства УНП в систему МСРП-64 (магнитная система регистрации режимов полета).

Сигнал "Гот.К" используется для сигнализации работоспособности бортовой аппаратуры и о положении ВС в зоне действия маяка КРМ. Если ВС находится в зоне действия работоспособного маяка КРМ и при отсутствии отказов в схеме бортовой аппаратуры, то убираются бленкеры "К" приборов ПНП и на селекторе режимов загораются лампы "Kl", "K2" с зелеными светофильтрами.

Для использования бортовой аппаратуры в режиме "Посадка" в системах посадки СП-50М, СП-68 необходимо на селекторе режимов переключатель систем посадки "ILS-CП-50" (см. рис. 3.5) перевести в положение "СП-50", на пультах управления установить частоту маяка КРМ аэродрома посадки ВС.