Описание функций инерциальной системы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

По специальности 25.02.03

Техническая эксплуатация электрифицированных и пилотажно-навигационных

Комплексов

ТЕМА: Приборы измерения пространственного положения и направления полета в условиях технической эксплуатации информационно-измерительных приборов, систем и комплексов.

 

Выполнил: Королёв С.С.

 

Руководитель: Родькин П.А

 

Рецензент: Кириллов А. И.

 

Содержание:

 

1. Введение

2. Общая часть

3. Инерциальная система

4. Резервные приборы

 

 

Введение.

 

Приборы измерения пространственного положения и направления полёта предназначены для вычисления параметров пространственного положения и навигационных параметров воздушного судна с целью однозначного восприятия экипажем воздушной обстановки, положения воздушного судна и режима полёта, а также для совместной работы с оборудованием автоматического управления полётом. Параметры, вычисляемые приборами измерения пространственного положения и направления полёта:

— пространственное положение в текущий момент времени,

— путевая скорость

— курсовой угол

— текущие значения направления и силы ветра,

— угол сноса

— боковое отклонение от курса

— отклонение от линии заданного пути,

— расчетный курс

— значения текущих навигационных характеристик,

— требуемые навигационные характеристики в соответствии с режимом полёта

— инерциальная вертикальная скорость

— магнитный и истинный курс. На основе перечисленных параметров в соответствии с трёхмерной системой координат для позиционирования на Земле (WGS-84) рис 1. система приборов измерения пространственного положения и направления полёта вычисляет пространственное положение самолёта.

WGS-84 (англ. World Geodetic System 1984) — всемирная система геодезических параметров Земли 1984 года, в число которых входит система геоцентрических координат. В отличие от локальных систем, является единой системой для всей планеты. Предшественниками WGS 84 были системы WGS 72, WGS 66 и WGS 60.

WGS 84 определяет координаты относительно центра масс Земли, погрешность составляет менее 2 см. В WGS 84 нулевым меридианом считается опорный меридиан проходящий в 5,31″ (~100 м) к востоку от Гринвичского меридиана.

 

 

Рис 1.

 

Общая часть.

Приборы измерения пространственного положения и направления полёта включают в себя подсистемы:

 

Инерциальная система:

Инерциальная системарис.2 предназначена для определения параметров пространственного положения, географических координат и параметров движения воздушного судна, передачи их бортовым системам и отображения на дисплеях системы электронной индикации кабины экипажа. В состав инерциальной системы входят:

—три инерциальных вычислителя,

— три модуля конфигурации инерциального вычислителя.

 

Резервные приборы.

Резервные приборы рис.3 обеспечивают экипаж информацией о магнитном курсе, пространственном положении самолёта, высоте и воздушной скорости, рассчитываемых независимо от других систем самолёта. При обнаружении расхождения в значениях курса, тангажа, крена, высоты и воздушной скорости на дисплеях командира воздушного судна и второго пилота информация от резервных приборов может быть использована для определения неисправной системы или в качестве основной при отказе инерциальных систем и систем воздушных сигналов.

В группу резервных приборов входят:

—комплексный электронный резервный прибор

—магнитный компас.

 

Рис 2.

 

 

Рис 3.

 

Описание функций инерциальной системы.

Инерциальная система при вычислении параметров пространственного положения и направления полёта взаимодействует с самолётными системами и получает данные непосредственно от датчиков или вычислителей. В зависимости от используемой системы координат, инерциальная система выдает в системы самолёта следующие данные: В связанной системе координат:

— Продольное, поперечное и нормальное ускорение. – Угловые скорости по крену, тангажу и рысканию. В местной системе координат: — тангаж и крен,

— угловые скорости изменения тангажа и крена,

— угол наклона траектории полёта и линейное ускорение вдоль траектории полёта, — бароинерциальная вертикальная скорость и инерциальное вертикальное ускорение,

— курс платформы. В земной системе координат:

— широта и долгота,

— путевая скорость, северная и восточная составляющие путевой скорости,

— бароинерциальная высота

— истинный и магнитный курс,

— истинный и магнитный путевой угол,

— угловая скорость изменения путевого угла,

— истинная скорость и истинное направление ветра,

— угол сноса,

— ускорение вдоль линии пути и перпендикулярно линии пути;

— ускорение по курсу и перпендикулярно курсу. Перечисленные параметры передаются по шине ARINC 429.

 

Режимы работы инерциальной системы:

— включение,

— стационарная выставка,

— навигация,

— пространственное положение (резервный режим),

— окончание полёта.

 

Инерциальный вычислитель.

Инерциальный вычислитель рис.4 состоит из шасси и переднего кожуха, внутри которых установлены три основных компонента:

— блок инерциальных датчиков;

— источник вторичного питания с платой защиты от электромагнитных помех и переходных процессов;

— плата вычислителя и интерфейса ввода/вывода ARINC. Блок инерциальных датчиков состоит из трёх цифровых лазерных гироскопов и трёх компенсационных акселерометров, каждый из компонентов оснащён собственной электроникой, что позволяет изолировать его от неисправностей в соседних датчиках. Цифровой кольцевой лазерный гироскоп GG1320 производства компании Honeywell представляет собой современный полностью автономный датчик. В инерциальном вычислителе используется акселерометр Q-FLEX QA950 производства компании Honeywell. Встроенная электроника генерирует выходной ток, пропорциональный ускорению, что обеспечивает измерение как статических, так и динамические ускорений. Источник вторичного питания включает в себя преобразователь напряжения с двумя входами для питания постоянным током напряжением 28 В и плату фильтров электромагнитных помех и защиты от переходных процессов. Фильтрация электромагнитных помех осуществляется в запатентованной «камере электромагнитных помех», которая является неотъемлемой частью переднего кожуха. В вычислителе и плате ввода/вывода ARINC использованы технологии существующих изделий компании Honeywell, прошедших сертификацию Федерального авиационного агентства США и европейского сертификационного центра. Микропроцессор и специализированные интегральные микросхемы (ASIC) опробованы в других коммерческих применениях. Программное обеспечение сертифицировано в соответствии с DO-178B, уровень A. Плата вычислителя и интерфейса ввода/вывода ARINC разработана с учётом возможности расширения объёма памяти и пропускной способности.

 

 

рис.3