Точные курсовые системы ТКС и ГМК
Точная курсовая системаТКС является централизованным устройством, объединяющим гироскопические,магнитные и астрономические средства определения курса. Она применяется насамолетах пассажирской и транспортной авиации в трех комплектациях: ТКС-П,ТКС-Пс и ТКС-П2.
Точная курсовая системапредназначена:
а) во всех комплектациях:
для определения ииндикации ортодромического, истинного или магнитного курса самолета;
для выдачи сигналов курсапотребителям;
б) в комплектациях ТКС-Пи ТКС-Пс:
для индикации пеленгарадиостанции при совместной работе с АРК;
для индикации заданногопутевого угла (ЗПУ) при совместной работе с навигационным вычислителем (НВ);
для индикации угла сносаи текущего путевого угла (ПУ) при совместной работе с доплеровским измерителемугла сноса и скорости (ДИСС).
Таким образом, выходныесигналы выдаются на указатели, в систему автоматического управления (САУ) иполуавтоматического (СПУ), в навигационную систему и др.
Курсовая система ТКСможет работать в одном из следующих режимов:
в режиме гирополукомпасаповышенной точности (ГПК);
в режиме магнитнойкоррекции (МК);
в режиме астрокоррекции(АК).
Основным режимом работыТКС является режим ГПК, обеспечивающий определение ортодромического курса влюбых условиях полета самолета.
Комплектация ТКС-Пприменяется для самолетов, использующих освещение приборов встроенным краснымсветом, комплектация ТКС-ПС – для самолетов, оборудованных под ультрафиолетовоеосвещение (УФО). В остальном они идентичны.
В комплектации ТКС-П2курсовая система не имеет собственных указателей курса. Для этой целииспользуются курсовые приборы автоматической бортовой системы управления(АБСУ).
Комплектация курсовыхсистем типа ТКС приведены в таблице 1.Таблица 1 Комплектация курсовых систем типа ТКС. Наименование приборов Шифр приборов Количество в комплектациях ТКС-П ТКС-Пс ТКС-П2 индукционный датчик ИД-3 1 1 1 коррекционный механизм
КМ-5
КМ-5с
1
–
–
1
1
– гироагрегат ГА-3 2 2 2 указатель штурмана
УШ-3
УШ-3с
1
–
–
1
– (1)
– контрольный указатель штурмана
КУШ-1
КУШ-1с
1
–
–
1
–
– блок гиромагнитного курса БГМК-2 – – 1 блок пеленгов БП-5 1 1 – блок дистанционной коррекции БДК-1 1 1 – (1) пульт управления
ПУ-11
ПУ-11с
1
–
–
1
1
– распределительный блок РБ-2 1 1 1 задатчик курса
ЗК-4
ЗК-4с
1
–
–
1
–
1 Примечание. Блоки ЗК-4, УШ-3, БП-5 в зависимости от состава оборудования самолета могут не поставляться.
Для обеспечениянормальной работы система ТКС должна получить информацию от других приборов:
о крене самолета /> – отгировертикали (ЦГВ-10, АГД-1);
об угле сноса (УС) – отДИСС (только ТКС-П);
о курсовом углерадиостанции (КУР) – от АРК (только ТКС-П);
о выключении коррекции –от ВК-53РШ или ВК-90;
об истинном илиортодромическом курсе – от дистанционных астрокомпасов типа ДАК-ДБ-5В илизвездно-солнечных ориентаторов (ЗСО);
о заданном путевом угле(ЗПУ) и синуса широты места (при автоматической широтной коррекции) – отнавигационного вычислителя (НВ).
В случае отсутствиядатчиков ЗПУ и синуса широты указанные величины вводятся вручную.
Функциональная схемакурсовой системы ТКС-П представлена на рис. 5.29.
Условия эксплуатации.Курсовая система может эксплуатироваться на высотах до 30 км в диапазоне температур окружающего воздуха от –60 до +50°C. Агрегаты системы виброустойчивы и вибропрочны в диапазонечастот вибраций и ускорений, возникающих на современных самолетах, выдерживаютударные перегрузки до 4g с частотой 40-100 ударов в 1 мин.
Ниже приведены основныетехнические данные курсовой системы ТКС-П2.
Допустимый уходгироскопов в режиме ГПК в нормальных условиях полета в широтах, отличающихся отшироты последней балансировки гироузлов:менее ±20° …..………………………….…………………………. ±0,5°/ч более ±20° ………..………………………..…..………………….. ±0,8°/ч
дополнительный уходгироскопов в режиме ГПК при действиях линейных или виражных ускорений и приизменении высоты ……………………………………………….………….. ±0,02°/мин
погрешность в определениигиромагнитного курса (без учетапогрешностей дистанционных передач) по курсовым сельсинам ГА-3, КУШ-1 и БГМК-2..…………..…………………………….. ±1°
погрешность в индикациигиромагнитного курса:стрелками “К” указателей УШ-3 и КУШ-1 .....………………….. ±1,5° стрелкой “1” указателя КУШ-1 ………………………………….. ±1°
собственная погрешностьсельсинных следящих систем:по грубому каналу ………………………………………………… ±30¢ по точному каналу ………………………………………………… ± 8¢
погрешность индикации вуказателях:заданного путевого угла ..….………………..……………..………… ±0,5° путевого угла…………...……………...……………………………… ±1° пеленга радиостанции …….…………..……………….……………... ±2,5°
режимы работы системы:гирополукомпаса ГПК ……..…………………………..…… длительно магнитной коррекции МК и астрокоррекции АК …………
кратковременно
3-4 мин при каждой коррекции гироскопа
время готовности системы:в режиме МК и АК ……..…………………………………………. 5 мин в режиме ГПК ……..………………………………………………. 10 мин
питание:трехфазный ток….………………..……………………. 36В±5% 400Гц±2% постоянный ток……………...……………….………… 27В±10%
потребляемая мощность:по переменному току ТКС-П (ТКС-П2) …….………….. не более 200 ВА (180 ВА) в пусковом режиме ТКС-П (ТКС-П2) …………………… не более 300 ВА (280 ВА)
по постоянному току (без обогрева) ТКС-П
(ТКС-П2) ………………………….………………………. 90 Вт (75Вт) мощность обогрева (кратковременно)…………………. не более 6000 Вт масса ТКС-П (ТКС-П2) ………………………………… не более 44 кг (36кг)
По принципу действияТКС-П во многом сходна с курсовой системой типа КС, содержащей двагироагрегата. Отметим некоторые особенности конструкции и функционированияТКС-П.
Гироскопические агрегатыГА-3 отличаются высокой точностью измерения курса благодаря применениювращающихся опор в подвесе внутренней рамки гироскопа. В подшипниках используютсядва ряда шариков и три кольца; среднее кольцо принудительно вращается.Уменьшение момента трения достигается за счет вращения средних колец двухподшипников в противоположные стороны и реверсирования через 50-60с. Благодарятакому режиму опор на гироскоп действует только разностный момент трения, непревосходящий 10-20% от номинального значения момента трения.
Карданная погрешностьГПК, как и в ГА-1, устраняется с помощью дополнительной следящей рамы,отрабатывающей углы крена /> самолета. Горизонтальноеположение оси ротора гироскопа поддерживается системой коррекции,обеспечивающей перпендикулярность наружной и наружной рам подвеса. В качествечувствительного элемента этой следящей системы используется емкостной датчик.Движения дополнительной рамы ограничены по углу крена в пределах 50-60° с помощью пружинных упоров. Еслирама касается упоров, то включаются микровключатели, подающие сигнал на пультуправления (сигнализация красной лампочкой).
Стабильность работыгироагрегатов в условиях низких температур поддерживается с помощью обогрева,контролируемого терморегуляторами.
Индукционный датчик ИД-3,дающий на выходе сигнал магнитного курса />, имеет некоторые конструктивныеотличия от датчика ИД-2. Коррекционных механизм КМ-5 также учитывает условноемагнитное склонение /> и по своей кинематике аналогиченмеханизму КМ-3. Однако электронная часть следящих систем выполнена натранзисторах и встроена внутрь механизма.
Указатель штурмана УШ-3позволяет отсчитывать относительно неподвижной шкалы следующие параметры:
по стрелке 1 (см. рис.5.29) – ортодромический курс /> (режим ГПК), гиромагнитный курс(режим магнитной коррекции) и астрокурс /> (режим астрокоррекции);
по стрелке 2 – текущийпутевой угол, равный сумме двух углов – курса /> и угла сноса />, который выдается отдоплеровского измерителя ДИСС;
по треугольномуподвижному индексу 3 – заданный путевой угол (ЗПУ), получаемый из навигационноговычислителя (НВ).
Угол ЗПУ можетустанавливаться и вручную с помощью кремальеры, выведенный на лицевую сторонууказателя.
Контрольный указательштурмана КУШ-1 выполняет следующие функции:
по стрелке 5осуществляется отсчет курсов (в соответствии с режимами “ГПК”, “АК” и “МК”);
по стрелке 4 – отсчетгиромагнитного или астрономического курсов, а также пеленг радиостанции, взависимости от положения переключателя, установленного на указателе.
Пульт управления ПУ-11содержит:
переключатель В1 (индекс />) для включенияазимутальной коррекции уходов гироскопов, обусловленных вертикальнойсоставляющей вращения Земли;
переключатель В2 дляперехода на режим работы ГПК, МК и АК;
переключатель В3 (индекс“задатчик курса”), предназначенный для введения заданного курса в режиме ГПК;
переключатель В4 (индекс“коррекция”), осуществляющий перевод основного или контрольного гироагрегата врежим коррекции;
переключатель В5 (индекс“потребители”), производящий подключение потребителей к основному иконтрольному гироагрегатам.
Задатчик курса ЗК-4 –предназначен для точной дистанционной начальной выставки гироагрегатов повнешней информации (геодезической или иной) о стояночном угле курса самолета.При этом переключатель В1 на лицевой стороне прибора может быть установлен либов положение АК, либо – в ЗК. В положении АК задатчик курса отключен от системыи коррекция производится от астродатчика; в положении ЗК курс задается спомощью задатчика курса по внешней информации.
Блок пеленгов БП-5,подключаемый переключателем В6, предназначен для формирования сигналов пеленгарадиостанции (РП) на основе сигналов магнитного курса и курсового угларадиостанции (КУР), получаемых от указателя КУШ-1 и радиокомпаса АРКсоответственно.
Основным режимом работыТКС-П является режим гирополукомпаса. Режим магнитной и астрономическойкоррекции являются вспомогательными.
Сравнение показанийразличных видов курсов, получаемых с обоих гироагрегатов, позволяет определитьуходы гироскопов и осуществить их корректировку.
Курсовая система типа ГМКпредставляет собой централизованное устройство, объединяющее гироскопические,магнитные и астрономические средства определения курса. Система устанавливаетсяна пассажирских, транспортных самолетах и вертолетах.
Существует несколькокомплектаций курсовых систем типа ГМК: ГМК-1А, ГМК-1Г, ГМК-1Э, ГМК-1АЭ,ГМК-1АС. Основными комплектациями считаются ГМК-1А и ГМК-1Г, составы которыхприведены в таблице 2.
Таблица 2 Комплектацииосновных курсовых систем типа ГМКНаименование приборов Количество приборов в системе ГМК-1А ГМК-1Г индикационный датчик ИД-3 1 1 коррекционный механизм КМ-8 1 1 автомат согласования АС-1 1 1 гироагрегат ГА-6 1 2 пульт управления ПУ-26 1 – пульт управления ПУ-27 – 1 блок связи БС-1 – 1 указатель УГР-4УК 1 –
Схемное отличие остальныхкурсовых систем от ГМК-1А и ГМК-1Г заключается в отсутствии режимаастрокоррекции, поэтому на их пультах управления переключатели режимов имеюттолько два положения “МК” и “ГПК”. В связи с этим остановимся на системахосновной комплектации.
Курсовые системы ГМК-1А иГМК-1Г служат:
для определения ииндикации ортодромического (ОК), истинного (ИК) или гиромагнитного (ГМК) курсасамолета;
для выдачи потребителямсигналов курса и углов отклонения курса.
Курсовые системы могутработать в одном из следующих режимов:
в режиме гирополукомпаса(ГПК);
в режиме магнитнойкоррекции (МК);
в режиме астрокоррекции(АК).
Основным режимом работыкурсовых систем является режим ГПК, обеспечивающий определение ортодромическогокурса в любых условиях полета самолета.
Условия эксплуатации.Системы могут эксплуатироваться на высотах до 25000 м в диапазоне температур окружающего воздуха от –60 до +50°C и при относительной влажности воздуха до 98%.
Агрегаты системвиброустойчивы и вибропрочны в диапазонах частот вибрации и ускорений,возникающих на современных самолетах. Агрегаты выдерживают ударные нагрузки до4g с частотой 40…100 ударов в минуту.
Основные техническиеданные погрешности:
выдачи сигналовмагнитного курса без учета собственных погрешностей указателей ………………………………… не более ±1,5°
от уходов гироскопа за 1чработы в режиме ГПК не более:в нормальных условиях ……………………………..…… ±2,5° при температурах от –60 до +50°C ..……………………. ±3,5°
дистанционной выдачиуглов отклонения в азимуте с сельсин-датчика гироагрегата ГА-6……………………… не более ±0,6°
определение курсовыхуглов радиостанций по указателю УГР-4УК ……………………………..…………………… не более 2,5° количество внешних потребителей (сельсины 573 МБ) ….. не более 5
скорость согласования:нормальная (малая) …………..……….……………… 1,5 … 7°/мин большая (режим ГПК, МК, АК)..…….……………… не менее 6°/с большая от курсозадатчика …………..……………… не менее 2°/с
время готовности неболее:в режиме МК, АК …….…………..……….……………… 3 мин в режиме ГПК, ……………...…….………………………. 5 мин
источники питания:трехфазного тока ……….………..…………… 36В±5% 400Гц±2% однофазного тока (при наличии указателя УГР-4УК) 45В±10% 400Гц±2% постоянного тока …………...………………... 27В±10%
потребляемая мощность:постоянного тока…………………..…..…………..
25 Вт (ГМК-1А)
50 Вт (ГМК-1Г) переменного тока…………………….……..………
60 ВА (ГМК-1А)
130ВА (ГМК-1Г)
масса:ГМК-1А …………………………..…….……………… не более 10 кг ГМК-1Г ……………………..…………..……………… не более 13 кг
Для нормальной работысистем используются сигналы от астрономического компаса АК (ДАК-ДБ-5В) игироскопического выключателя коррекции ВК (ВК-53РБ, ВК-53РШ или ВК-90).Выходные сигналы курсовых систем выдаются указателям и потребителям курса(системы автоматического управления и навигации).
Блок-схема курсовойсистемы типа ГМК-1А приведена на рис. 5.30.
/>
Примененный в курсовыхсистемах гироагрегат ГА-6 отличается упрощенной конструкцией и не содержитдополнительных следящих рам, вследствие чего при кренах летательного аппаратавозможны карданные погрешности ГПК. Применение вращающихся опор в кардановомподвесе обеспечивает малые уходы гироскопа (не более 2,5° в час), вызванные моментами трения.Уходы гироскопа из-за вращения Земли компенсируются сигналами с пультауправления, подаваемыми на двигатель азимутальной коррекции. Вращающие моментыэтого двигателя вызывают скорость прецессии гироскопа, соответствующую /> (знак меняетсяпри переходе из северного полушария в южное).
Горизонтальная коррекциягироскопа производится от маятникового жидкостного переключателя.
Коррекционный механизмКМ-8 предназначен для связи магнитного индукционного датчика курса ИД-3 сгироагрегатом ГА-6, а также для устранения девиаций и инструментальныхпогрешностей, ввода поправок на магнитное склонение, контроля работоспособностикурсовой системы и индикации магнитного курса. Введение в магнитный курспоправки на величину магнитного склонения /> или условного магнитногосклонения /> позволяетполучить истинный или ортодромический курсы соответственно.
Автомат согласования АС-1обеспечивает режим пуска курсовой системы, включение и отключение быстройскорости согласования при различных режимах работы, усиление сигналов вследящей системе, связывающей сельсин-датчик гироагрегата с сельсин-приемникомкоррекционного механизма или переходного блока астрокорректора.
Пульт управления ПУ-26используется для задания режимов работы курсовой системы, ввода широтнойкоррекции, установки шкал указателя на заданный курс, включения быстрой скоростисогласования в режимах “АК” и “МК”, а также для контроля работы системы вназемных и летных условиях с учетом завалов гироскопа гироагрегата.
Указатель летчика УГР-4УКвоспроизводит курсы, углы разворота, пеленги и курсовые углы радиостанций.
В комплектации ГМК-1Гсобственного указателя курса нет. Для индикации курса используютсяпилотажно-навигационные приборы (НПП) командной системы “Привод”. На этих жеприборах индицируются курсовые углы и пеленги радиостанции, сигналы которыхпоступают с АРК через систему “Привод”.
Функциональная схемакурсовой системы ГМК-1Г с установкой переключателей по основному каналу и длярежима ГПК показана на рис. 5.31. В отличие от ГИК-1А система основана наавтономной независимой работе двух гироагрегатов, работающих в различныхрежимах. Два гироагрегата ГА-6, один из которых основной, а другой запасный,образуют два канала того же направления.
При работе курсовойсистемы по основному каналу (переключатель В5 в положении “Осн.”) основныепотребители (например, автопилот) и навигационно-пилотажные приборы подключенык основному гироагрегату ГА-6; запасный гироагрегат в это время работает водном из двух свободных режимов (ГПК или МК) и выдает курс вспомогательнымпотребителям.
Кроме того, к курсовойсистеме в режимах МК и ГПК (исключая режим АК) постоянно подключены и получаютсигналы потребители гиромагнитного курса.
Если переключатель В5установлен в положение “Зап.”, то основные потребители подключаются кзапасному, а вспомогательные – к основному гироагрегату.
Переключателем режимов В1на пульте ПУ-27 задаются режимы работы только тому гироагрегату, к которомуподключены основные потребители. Параллельная работа гироагрегатов в режимах МКи АК невозможна. Если по основному каналу для основного гироагрегатапереключателем В1 устанавливать режимы работы в последовательности МК-ГПК-АК,то запасный гироагрегат соответственно будет переключаться на режимыГПК-МК-ГПК. По запасному каналу функции гироагрегатов поменяються.
Курсовая система ГМК-1Готличается от других курсовых систем следующими четырьмя главнымиособенностями:
В системе ГМК-1Гпредусмотрен режим пускового согласования основного гироагрегата по магнитномукурсу большой скоростью независимо от положения переключателя каналов (В5) ипереключателя режимов (В1) пульта управления. Это исключает необходимостьпредварительного выставления курса на основной агрегат.
Эту функцию выполняетавтомат согласования АС-1 с помощью реле времени (РВ).
Аналогичного режима длясогласования запасного гироагрегата в курсовой системе нет.
В системе ГМК-1Гпредусмотрено автоматическое согласование гироагрегатов скомпасами-корректорами при любых режимах. Согласование осуществляется савтоматическим переключением скоростей: большой скоростью – прирассогласованиях больше 2° ималой скоростью – при рассогласованиях меньше 2°.
В системе ГМК-1Г длясогласования гироагрегатов с компасами-корректорами малой скоростьюиспользуется коррекционный двигатель широтной коррекции, т.е. используетсяпрецессионный метод согласования. Двигатель узла согласования включается толькодля ускоренного согласования.
В системе ГМК-1Г имеетсявстроенная система контроля работоспособности основных следящих систем. Дляэтого на пульте управления ПУ-27 предусмотрен переключатель В3, который подаетчерез коррекционный механизм КМ-8 в датчик ИД-3 стимулирующие сигналы фиктивныхкурсов “0°” и “300°”.
Переключатель В4задатчика курса используется в режиме ГПК (по обоим каналам) для выставлениякурса гироагрегата, к которому подключены основные потребители, а в остальныхрежимах – как кнопка быстрого согласования.