Бортовые информационные системы летательных аппаратов

На своей основной работе занимаюсь разработкой бортовых информационных систем для летательных аппаратов. Тема очень интересная, но слишком обширная для одного топика. Так что я начну с самых основ и первую свою статью на хабре посвящу общему описанию бортовой аппаратуры воздушного транспорта.

Системы сбора данных

• система измерения параметров двигателей;
• барометрические и радиолокационные высотомеры;
• измерители воздушной скорости;
• датчики температуры и давления;
• инерциальная навигационная система;
• и т.п.

В задачи систем сбора данных (ССД) входит измерение различных сигналов и физических величин, характеризующих состояние летательного аппарата (ЛА). Как правило такая система состоит из одного или нескольких датчиков подключенных к вычислительным блокам. Каждый вычислительный блок представляет из себя небольшую маломощную ЭВМ, в которой данные от датчиков фильтруются, обрабатываются и преобразуются к стандартизованному коду (например, ГОСТ 18977-79).

Системы отображения информации

• комплексный пилотажный индикатор;
• комплексный индикатор навигационной информации;
• пульт управления;
• индикатор на лобовом стекле;
• нашлемная система индикации;
• и т.п.

Системы отображения информации (СОИ) выдают членам экипажа пилотажную и навигационную информацию, данные от радионавигационных систем, систем автоматического пилотирования и т.п. Также они обеспечивают двусторонний обмен данными между бортовыми информационными системами ЛА и членами экипажа.
В современных летательных аппаратах устанавливаются индикаторы на основе цветных жидкокристаллических матриц, специальным образом доработанных для возможности применения в жестких климатических условиях и при прямой солнечной засветке. В состав индикаторов также входят процессорный модуль, графический контроллер и разнообразные интерфейсы связи — по сути это полноценный компьютер с собственным дисплеем, а часто и клавиатурой в виде кнопочного обрамления.
Пульт управления отличается от индикатора расширенной клавиатурой и довольно скромным дисплеем.
Индикатор на лобовом стекле и нашлемная система индикации являются первыми в истории системами дополненной реальности. Их функции схожи с жидкокристаллическими индикаторами, отличается лишь сам принцип отображения — картинка рисуется на почти прозрачных экранах проэкционным методом.

Системы радионавигации

Неавтономные системы радионавигации

• радиотехническая система ближней навигации;
• система посадки;
• спутниковая навигационная система;
• система предупрежения столкновений;
• и т.п.

Основными функциями неавтономных радионавигационных систем является вождение летательных аппаратов по курсу, привод на аэродром, помошь при заходе на посадку. Такие системы состоят из двух частей: системы радиомаяков на земле (также на борту других ЛА или КА) и приёмников на борту ЛА, который по параметрам принятого от радиомаяка сигнала, определяет направление на данный радиомаяк. Радиомаяки ведут вещание на немного разных частотах в пределах четко фиксированных диапазонов, что даёт возможность настроиться на конкретный радиомаяк.

Автономные системы радионавигации

• автоматический радиокомпас;
• радиовысотомер;
• доплеровский измеритель скорости и угла сноса;
• и т.п.

Автономные системы радионавигации, в отличае от неавтономных не требуют для своей работы внешних источников сигнала. Передатчики и приёмники таких систем находятся на одном и том же ЛА. Их задача — определение характеристик полёта воздушного судна радиолокационным методом.

Системы радиосвязи

• система дальней радиосвязи;
• система ближней радиосвязи;
• система внутренней связи между членами экипажа;
• радиолокационный ответчик системы управления воздушным движением;
• система спутниковой связи;
• система аварийной связи.

Для связи в пределах прямой видимости применяется СВЧ-радиостанции. Для дальней связи (от 300 до 3000 км) применяется ВЧ-радиостанция, также в ВЧ диапазоне работает и система аварийной связи. Общение между членами экипажа ЛА осуществляется по проводной связи.
Радиолокационный ответчик УВД предназначен для передачи информации о местоположении ЛА службам управления воздушным движением. Он состоит из двух приёмопередатчиков работающих на верхние и нижние килевые антенны. При приёме запроса от наземных служб, ответчик формирует и отправляет информационное слово состоящее из текущих координат ЛА, высоте полета, скорости, а в отечественных системах ещё и об остатке топлива на борту ЛА.

Системы автоматического пилотирования

• автоматическая система повышения устойчивости и управляемости;
• вычислительная система управления полётом;
• вычислительная система управления тягой;
• вычислительная система самолетовождения.

Системы автоматического пилотирования предназначены для повышения безопасности полета ЛА. Данные системы уменьшают колебания ЛА по всем осям, автоматически балансируют ЛА, согласовывают отклонение управляющих плоскостей, снижают влияние турбулентности, а также снижает нагрузку на рычагах управления. Также в задачи данных систем входит авоматический полёт ЛА по маршруту, автоматическая посадка, а в режиме ручного полёта — прокладывание оптимального маршрута движения ЛА.

В зависимости от типа ЛА, на нём может присутствовать специфическое для него оборудование. Например на гражданских пассажирских ЛА имеется система громкой связи и развлекательная мультимедийная система. На военных ЛА можно обнаружить систему управления вооружением, прицельные и разведовательные комплексы, радиолокационные станции, специфические пилотажно-навигационные системы.

Надеюсь тема окажется интересна хабрасообществу. В дальнейшем планирую написать подробнее по каждой из систем, в особенности по системам отображения, а также описать основные тенденции в развитии отечественной и зарубежной авионики.

Литература

1. «Радиотехнические системы» Казаринов Ю.М., Москва, 1990
2. «Авиационные приборы и системы» Клюев Г.И., Ульяновск, УлГТУ, 2000
3. «Справочник пилота и гтурмана гражданской авиации» Васин И.Ф., Москва, 1990

Автор: SmokyOwl

Источник ^[1]