Командно-пилотажный прибор

В составе командно-пилотажного прибора имеется нуль-индикатор с вертикальной и горизонтальной планками и два блинкера - азимутальный и глиссадный (см. рис.5).

Азимутальный блинкер срабатывает (закрывается) при наличии устойчивого сигнала от маяков VOR или курсового ILS-L, а глиссадный - от ILS-G.

Вертикальная планка нуль-индикатора показывает отклонение от заданного курса полёта в режиме посадки или навигации, а горизонтальная планка - отклонение от плоскости глиссады при посадке.

Обратите внимание, что центр неподвижной шкалы соответствует продольной оси самолёта, подвижная вертикальная планка совпадает с плоскостью курса, задаваемой маяком ILS-L или VOR, а подвижная горизонтальная планка - с плоскостью глиссады, задаваемой маяком ILS-G. При посадке точка пересечения планок соответствует глиссаде. Если, например, при посадке вертикальная планка отклонилась вправо, а горизонтальная - вверх, то это означает, что самолёт находится по отношению к глиссаде слева внизу.

Для удобства выполнения лабораторной работы характерные точки на шкале нуль-индикатора обозначены на рис.5.

Аппаратура " Курс МП-70" рассчитана на использование нуль-индикатора с током полного отклонения 150 мкА. На стенде установлен нуль-индикатор с током полного отклонения 250 мкА, поэтому отклонение планок на нём составляет 60% от того значения, которое можно наблюдать на согласованном нуль-индикаторе.

При выполнении отчёта следует полагать, что установлен нуль-индикатор на 150 мкА. Для такого индикатора зависимость положения планки от тока приведена на рис.5.

4.4.3. Функциональная схема " Курс МП-70" в режиме VOR.

Функциональная схема " Курс МП-70" в режиме VOR приведена на рис.6 (один полукомплект). Сигнал от маяка принимается курсовой антенной и далее поступает в приёмник. Приёмник выполнен по супергетеродинной схеме с двойным преобразованием частоты: первая промежуточная частота 18, 5 МГц, вторая - 2, 04

МГц. В качестве первого гетеродина используется синтезатор частоты. С помощью амплитудного детектора выделяется результирующая огибающая сигнала (см.рис.2в), которая содержит в себе информацию о сигналах " Опорная фаза" и " Переменная фаза". Сигнал " Опорной фазы" 30 Гц выделяется из огибающей с помощью последовательно включённых полосового фильтра, ограничителя и частотного детектора.

Результирующая огибающая (с выхода амплитудного детектора) и сигнал " Опорной фазы" (с выхода частотного детектора) подаются на два практически одинаковых по характеристикам канала: ручной (основной) и автоматический (контрольный).

Выходным прибором автоматического канала является вращающаяся шкала указателя азимута на передней панели навигационно-посадочного устройства (УНП). С помощью электромеханической передачи показания азимута транслируются на индикатор углов, где 1-му полукомплекту " Курс МП-70" соответствует стрелка с цифрой " 1", а второму - с цифрой " 2".

Выходным прибором ручного канала является нуль-индикатор командно-пилотажного прибора. Ручной канал используется для полёта на маяк и от него (см. п. 4.4). Отклонение от направления на маяк сигнализируется в виде отклонения вертикальной планки нуль-индикатора.

Как в ручном, так и в автоматическом каналах " Переменная фаза" выделяется из результирующей огибающей с помощью ФНЧ, а сигнал " Опорная фаза" поступает в обоих каналах на фазовращатели.

Далее в каждом канале сигналы " Опорная фаза и " Переменная фаза" подаются на фазовый детектор. На его выходе уровень и полярность сигнала определяются разностью фаз сигналов " Опорная фаза" и " Переменная фаза".

После фазового детектора дальнейшее прохождение сигнала отличается в обоих каналах.

В автоматическом канале сигнал с выхода фазового детектора используется (после преобразования) для вращения двигателя следящей системы, причём полярность напряжения с выхода фазового детектора управляет направлением вращения. Двигатель вращает фазовращатель автоматического канала до тех пор, пока сигнал на выходе фазового детектора станет равным нулю.

В ручном канале сигнал с выхода фазового детектора отклоняет вертикальную планку нуль-индикатора. Чтобы сделать сигнал на выходе фазового детектора равным нулю, надо повернуть ось фазовращателя ручного канала на " Селекторе курса". Угол (в градусах) поворота оси фазовращателя ручного канала можно наблюдать на счётчике " Селектора курса".

Предположим, что следящая система автоматического канала отработала сигнал рассогласования, т.е. свела к нулю напряжение на выходе фазового детектора, и при этом на индикаторе углов установилось значение азимута a, т.е. значение угла, на который следящая система повернула ось фазовращателя автоматического канала. Если на " Селекторе курса" на такой же угол a повернуть ось фазовращателя ручного канала, то напряжение на выходе детектора ручного канала будет равно нулю и вертикальная планка нуль-индикатора займёт центральное положение. Именно таким образом реализуется одна из важнейших функций VOR - полёт по трассе от одного маяка до другого (по ломаным линиям), причём по отношению к каждому маяку этот полёт складывается из полёта " на маяк" и полёта " от маяка".

Рассмотрим численный пример. Пусть самолёт находится в точке В (рис.1). Предположим, что после настройки приёмника на частоту маяка следящая система отработала (измерила) азимут 60 град. Для полёта " на маяк" установим на " Селекторе курса" 60 град. Вертикальная планка нуль-индикатора займёт центральное положение.

Если подать напряжение отклонения с нуль-индикатора на автопилот, то полёт можно выполнять автоматически.

Для того, чтобы сигнализировать о моменте пролёта над маяком, существует схема " ОТ" - " НА", которая работает следующим образом. Напряжения " Опорной фазы" 30 Гц с выходов фазовращателей ручного и автоматического каналов суммируют векторно, с учётом сдвига фаз между ними. Если на " Селекторе курса" установлено то значение азимута, которое отработано следящей системой, то сигналы " Опорной фазы" синфазны и результирующее колебание имеет удвоенную амплитуду. Если значения на шкале азимута и" Селектора курса" отличаются на 180 град, то амплитуда результирующего колебания равна нулю. Это произойдёт, когда самолёт пролетел маяк и продолжает тем же курсом двигаться дальше, т.е. азимут становится равным 60+180=240 град для рассмотренного выше примера. В схеме " ОТ" -" НА" измеряется амплитуда результирующего колебания и по результатам измерения принимается одно из альтернативных решений - " ОТ" или " НА". Лампочка с соответствующим названием загорается на пульте управления.

Необходимо отметить следующее. Фазовые детекторы построены таким образом, что для получения на их выходе нулевого напряжения необходимо иметь сдвиг фаз 90 град или 270 град между подаваемыми на них сигналами " Опорная фаза" и " Переменная фаза". Поскольку в качестве фазовращателей в " Курс МП-70" используются СКВТ, то их необходимо предварительно повернуть на 90 град и этому положению присвоить значение " Азимут 0 град" в автоматическом канале и " 0 град" на " Селекторе курса". Иными словами, если на вход аппаратуры подать сигнал, соответствующий азимуту 0 град, когда напряжения " Опорная фаза" и " Переменная фаза" имеют между собой нулевой сдвиг, то на входе фазовых детекторов сигнал " Опорная фаза" будет отставать от сигнала " Переменная фаза" на 90 град. Конечно, для ручного канала это справедливо, если для такого нулевого входного сигнала на " Селекторе курса" набрано нулевое значение угла.

В аппаратуре " КУРС МП-70" имеется схема самоконтроля, которая выдаёт сигнал готовности в виде загорания лампочки " Готов. курс", если прини-

маемый сигнал достаточен для обеспечения нормальной работоспособности и в его составе имеются сигналы " Опорная фаза" и " Переменная фаза".

4.4.4. Функциональная схема " Курс МП-70 в режиме ILS/

Каждый полукомплект аппаратуры " Курс МП-70" состоит из двух независимых и практически идентичных по принципу действия каналов - курсового и глиссадного. Различие между ними заключается в антенне и высокочастотных частях приёмника.

Функциональная схема одного из таких каналов изображена на рис.7.

Каждый из таких каналов имеет, в свою очередь, два канала - основной и контрольный. Нагрузкой основного канала является нуль-индикатор командно-пилотажного прибора, нагрузкой контрольного - сопротивление нагрузки R _нагр..

С целью повышения надёжности посадки выходные сигналы обоих каналов сравниваются в схеме самоконтроля и сигнал готовности (" Готов. курс" или " Готов. глисс") выдаётся только в том случае, если сигналы на выходах каналов отличаются на малую величину (подробнее схема самоконтроля будет рассмотрена далее).

Сигнал от курсового (глиссадного) маяка поступает на курсовую (глиссадную) антенну и далее в курсовой (глиссадный) приёмник. Курсовой приёмник используется в режиме VOR и о нём упоминалось в предыдущем пункте. Глиссадный приёмник по принципу действия аналогичен курсовому.

С выхода амплитудного детектора курсового (глиссадного) приёмника огибающая сигнала поступает одновременно на полосовые фильтры 90 Гц и

150 Гц. Выделенная на выходе каждого фильтра низкая частота модуляции маяка поступает на двухполупериодные выпрямители. Нагрузка выпрямителей 90 Гц и 150 Гц является общей и по ней протекает разностный ток e = I₁₅₀-I₉₀, пропорциональный РГМ (разность глубин модуляции).

Точка +s имеет относительно точки -s потенциал:

Поскольку величина токов I₁₅₀ и I₉₀ изменяется с изменением РГМ линейно, а R₁=R₂, то величина s с изменением РГМ остаётся неизменной и используется в схеме самоконтроля. Изменение суммарного напряжения s в режиме ILS свидетельствует об изменении уровней сигналов 90 Гц и 150 Гц независимо от того, чем эти изменения вызваны: качеством входного сигнала, неисправностями в цепях приёмного устройства, неудовлетворительной работой системы АРУ, неисправностями в канале усиления суммарного канала 90 Гц и 150 Гц, в фильтрах, детекторах и т.д.

Кроме того, для самоконтроля используются разностные токи основного и контрольного каналов.

Логика работы схемы самоконтроля отражена на рис.8. В схеме самоконтроля токи основного и контрольного каналов вычитаются один из другого и формируют модуль разности

Полученное значение De сравнивают с переменным порогом, который изменяется от 11 до 25 мкА. Предполагается, что при большом удалении от полосы допускаются большие отклонения от глиссады и большой порог. Если De не превышает порога, то выдаётся сигнал " да".

Суммарные напряжения основного s_осн и контрольного s_контр каналов суммируются и полученная сумма S = s_осн + s_контр сравнивается с двумя порогами - U_max и U _min.

Если она находится в интервале между этими порогами и De меньше переменного порога, то выдаётся сигнал готовности.