Главная | Обратная связь

Вертолетный доплеровский измеритель ДИСС-15

Подробно рассматривается в [2] рекомендуемой литературы.

 

Общая часть.

Допплеровский измеритель скорости и угла сноса ДИСС-15 в комплекте с установленными на борту вертолета авиагоризонтом АГБ-ЗК и гиромагнитным компасом ГМК-1А предназ­начен для автоматического непрерывного из­мерения и индикации составляющих вектора скорости (в режиме висения вертолета), путе­вой скорости и угла сноса (в режиме крейсер­ского полета), счисления и индикации ортодро­мических координат местоположения вертолета. Аппаратура ДИСС-15 совместно с другими бор­товыми приборами (автопилотом, радиовысото­мером и др.) позволяет производить выведе­ние вертолета в точку с заданными координа­тами, висение и посадку вертолета при отсут­ствии информации о направлении и силе ветра, висение и управление движением вертолета при отсутствии визуальной видимости.

Тактико-технические данные аппаратуры ДИСС-15

1. Вид излучения - непрерывные колебания.

2. Частота излучаемых колебаний —f° измен. от-30 до +20 MHz.

3 Мощность излучения — 2W.

Примечание. Номинальные значения частоты и мощ­ности излучаемых колебаний даны в сводном паспорте на комплект аппаратуры ДИСС-15.

4.Рабочий диапазон высот:

а) в режиме навигации —10…3000 m

б) в режиме висения над сушей — 2...1000 m

в) в режиме висения над морем

(при волнении более 1 балла) — 2... 500 m

5. Диапазон измерения путевой скорости — 50...399km/h

6.Диапазон измерения угла сноса — ±45°.

7. Диапазон счисления ортодромических координат:

а) вдоль ортодромии — ± 999 km;

б) боковое уклонение от ортодромии —± 499km.

8. Диапазон измерения составляющих вектора скорости в режиме висения:

— продольный — от —25 до +50km\h

— поперечный—±25 km/h;

— вертикальный — ±10m/s.

9.Среднеквадратичные погрешности измерения параметров:

—путевой скорости —0,5%± l,5km/h;

—угла сноса — 25'

—ортодромических координат — l%±1km;

—продольной и поперечной составляющих вектора путевой скорости — ±1,5 km/h;

—вертикальной составляющей — ± 0,4 m/ s.

10. Потребляемые токи, не более:

—по бортсети постоянного тока +27V16A;

—по бортсети переменного тока 115 V 400 Hz 2 А;

—по бортсети переменного тока 36 V 400 Hz 1 А.

 

Комплект аппаратуры ДИСС-15.

Наименование	Шифр	Кол-во	Габаритные размеры,	Масса, kg
			mm
1. Высокочастот-	Блок ВЧ		640X324X275	29,50
. ный блок	ГР2.068.120
	СП
2. Низкочастотный	Блок НЧ.		492X360X282	21,50
блок	ГР2.009.020.
	СП
3. Вычислитель ко-	Блок 5. ГРЗ.		105X264X360	4,90
ординат	038.0 18 сп
4. Индикатор ви-	Блок 6. ГР2.		105x105x175	1,70
сения и малых	524.001 сп
скоростей
5. Индикатор пу-	Блок 7. ГР2.		105x105x136,5	1,30
тевой скорости	527.004 сп
и угла сноса
6. Индикатор ко-	Блок 8. ГР2.		125X125X178	3,00
ординат	511.001 сп
7. Пульт контроля	Прибор ПК.		140Х 68X15!	0,75
	ГР3.624.
	029 сп
Итого 52,65

 

 

Размещение аппаратуры ДИСС-15 на вертолете .

—высокочастотный блок расположен в специ­альном обтекателе на откидной литой раме, закрепленной в нижней части хвостовой бал­ки между шпангоутами № 2 и 5;

—низкочастотный блок расположен в радио­отсеке на левом борту, между шпангоутами № 14 и 15. Блок во время работы обдува­ется специальным внешним вентилятором обдува, расположенным там же;

—вычислитель координат (блок 5) располо­жен в радиоотсеке на левом борту между шпангоутами № 14 и 15

—индикатор висения и малых скоростей (блок 6) установлен на левой приборной доске летчиков

—индикатор путевой скорости и угла сноса (блок 7) установлен на правой приборной доске летчиков

—индикатор координат (блок 8) установлен на правой приборной доске летчиков

—пульт контроля (прибор ПК) установлен на правой этажерке в кабине экипажа

Коммутационная аппаратура ДИСС-15 разме­щена в распределительной коробке «РК РИ-65, ДИСС-15», установленной в радиоотсеке на левом борту сверху, между шпангоутами № 20 и 21. С аппаратурой ДИСС-15 сопряжены:

—авиагоризонт АГБ-ЗК;

—гиромагнитный компас ГМК-1А.

Для согласования входных сопротивлений уз­лов отработки низкочастотного блока с выход­ными сопротивлениями сельсин-датчиков АГБ-ЗК и ГМК-1А применены три переходных сель­син-трансформатора, расположенные в радио­отсеке на левом борту в районе шпангоутов № 14...15.

Описание

Высокочастотный блок состоит из приемопере­датчика, антенного блока и волноводных эле­ментов, жестко закрепленных на общем аморти­зационном основании. Основание имеет точно выполненные базовые поверхности для уста­новки блоков, четыре отверстия «К» для фик­сации электрической оси антенн и два отвер­стия «Н» для юстировки высокочастотного бло­ка на вертолете. На верхней части основания размещается высокочастотный тракт, комму­татор СВЧ и приемопередатчик. К нижней час­ти основания крепится приемная и передающая

антенны. Соединение высокочастотного блока с низкочастотным блоком осуществляется по­средством кабеля.

Низкочастотный блок состоит из вычислителя составляющих скорости и блока питания, уста­новленных на соединительной коробке (прибор CK-A1), которая служит одновременно связывающим конструктивным звеном и амортизационной рамой. Электрическое соединение низкочастотного блока с другими блоками осуществляется посредством кабелей через прямоугольные комбинированные разъемы в соеди­нительной коробке. Кроме того, соединительная коробка СК-А1 выполняет функции общего коммутационного устройства аппаратуры, обеспечивающего межблочные связи и связи с сопря­гаемыми бортовыми устройствами.

Вычислитель координат представляет собой электронный блок, установленный на аморти­зационной раме.

Индикатор висения и малых скоростей представляет собой пилотажный электромеханиче­ский прибор. Лицевая панель прибора состоит из четырехугольного крепежного фланца, внутри которого расположена круглая шкала. На шкале имеются:

—перекрестие для индикации горизонтальных составляющих вектора скорости (по вертикальной щели ведется отсчет составляющей ВПЕРЕД — НАЗАД, по горизонтальной - ВЛЕВО — ВПРАВО;

—дугообразная шкала в левой части для индикации вертикальной составляющей скорости;

—световое табло ВЫКЛ.

Отсчет скоростей ВПЕРЕД—НАЗАД и ВЛЕВО—ВПРАВО производится по острию столбиков указателей, перемещающихся в щелях перекрестия. Цена деления обеих шкал 5 km/h; Пределы измерения:

—по шкале ВПЕРЕД — 50 km/h;

—по шкалам НАЗАД—ВЛЕВО, ВПРАВО- 25 km/h.

Отсчет скорости ВВЕРХ—ВНИЗ производится по подвижной стрелке. Цена деления 1 m/h.

Индикатор путевой скорости и угла сноса представляет собой навигационно-пилотажный электромеханический прибор. Лицевая панель прибора выполнена в виде четырехугольного крепежного фланца, внутри которого расположена круглая шкала, имеющая подвижную стрелку угла сноса, табло трехразрядного декадного счетчика путевой скорости и табло П (память). В нижней части блока симметрично вертикаль­ной оси шкалы расположены две ручки управления. Левая ручка предназначена для переключения вычислительного тракта из рабочего режима (Р) в контрольный режим (К) и на­оборот, правая ручка — для переключения режима работы аппаратуры над сушей (индекс С) и морем (индекс М). Считывание величины и знака угла сноса производится по положению подвижной стрелки относительно рисок круговой шкалы. Цена деления шкалы 2°, пределы измерения по шкале угла сноса ±45°. 400

Считывание величины путевой скорости производится по показаниям декадного счетчика. Цена первого разряда (крайний справа)— 1 km/h, цена деления второго разряда 10 km/h и третьего разряда — 100 km\h Пределы измерения путевой скорости 50... 400km/h (от 0 до 50 km/h счетчик работает, табло закрыто шторкой).

Индикатор координат представляет собой на­вигационный электромеханический прибор. Лицевая панель прибора выполнена в виде четырехугольного крепежного фланца, внутри которого, слева, расположены три индикаторных табло и световое табло ВКЛ, справа — органы управления индикатором. Считывание величины бокового уклонения осуществляется по показаниям верхнего трехразрядного декадного счетчика. Цена единицы первого разряда (справа) — 1 km, второго— 10 km, третьего — 100 km. Определение направления уклонения производится по табло ВЛЕВО—ВПРАВО. Пределы измерения бо­кового отклонения составляют 0...499 km в каждую сторону.

Считывание величины пройденного пути осу­ществляется по показаниям аналогичного декадного счетчика;

Определение направления движения произво­дится по табло ВПЕРЕД—НАЗАД. Пределы измерения пройденного пути составляют 999 km в каждую сторону.

Ниже счетчика пути расположено индикатор­ное табло угла карты, которое разделено на левую трехразрядную часть, где устанавливаются градусы, и правую, где выставляются минуты вводимого значения угла карты. Ор­ганы управления индикатора выполнены в виде четырех групп клавишных выключателей. Каждая группа, состоящая из двух клавиш, располагается на одной линии справа с соот­ветствующими индикаторными табло.

Бортовой пульт контроля представляет со­бой малогабаритное электронное устройство для контроля параметров аппаратуры. На лицевой панели пульта размещены световые табло, надписи и ручка переключения режи­мов. Слева от ручки переключения режимов размещено световое табло КОНТР, справа — световое табло РАБОТА. Внизу, слева, уста­новлено световое табло М. (отказ магнетро­на), справа табло В (отказ вычислителя). Переключатель режимов может устанавли­ваться в любое из пяти различных положений. Крайнее правое положение соответствует ре­жиму РАБОТА, четыре других положения — различным проверочным задачам контрольного режима. Световое табло ДИСС ОТКАЗАЛ на правой приборной доске фиксирует отказ аппаратуры одновременно с табло М или В на пульте кон­троля и переход в режим ПАМЯТЬ, т. е. загорается одновременно с табло П (память) на блоке 7.

С вертолета выпуска 1978 г. табло ДИСС ОТ­КАЗАЛ при переходе в режим ПАМЯТЬ заго­рается с задержкой 2,5 s.

 

 

Индикатор путевой скорости и угла сноса Индикатор координат

 

Бортовой пульт контроля

 

Индикатор висения и малых скоростей

 

Работа аппаратуры ДИСС-15 основана на ис­пользовании эффекта Допплера-Белопольского, сущность которого заключается в том, что при взаимном относительном перемещении источ­ника и приемника электромагнитных колебаний частота принимаемых колебаний отличается от частоты излучаемых на величину Fд, называе­мой допплеровской частотой. Для измерения путевой скорости на вертолете установлены передатчик (источник электромагнитных колеба­ний) и приемник, который принимает отражен­ные от земли сигналы, несущие информацию о частоте Допплера.

Рис. 1. Принцип измерения путевой скорости:

А. Излученная энергия СВЧ

А'. Отраженная энергия СВЧ

 

Путевая скорость W и частота Допплера свя­заны следующей зависимостью (рис. 1).

или, учитывая, что излучение под углом, то

Или

где F д — частота Допплера;

f A — частота излучаемых колебаний;

с — скорость распространения электро­магнитных волн;

W — путевая скорость летательного аппарата;

— угол наклона луча к земле;

Wp — проекция вектора W на направле­ние излучения;

— длина волны излучаемых колебаний.

В аппаратуре ДИСС-15 используется антенная система с трехлучевой диаграммой направлен­ности (рис. 2), что необходимо для измерения угла сноса а и вычисления составляющих вектора скорости вертолета.

 

Рис. 2. Схема расположения лучей допплеровского измерителя:

a. Луч I

b. Луч 2

c. Луч 3

1. Линия пути

2. Линия, параллельная поперечной оси вертолета

3. Линия, параллельная продольной оси вертолета

4. Проекция направления луча 3 на плоскость, параллельную продольной и поперечной осям вертолета

5. Проекция продольной оси вертолета

I. Проекция лучей антенной системы на плоскость, параллель­ную продольной и поперечной осям вертолета

f. Направление полета.

 

 

Рис. 3. Блок-схема измерителя ДИСС-15:

/. Передающая антенна

2.Передатчик

3 Индикатор путевой скорости и угла сноса {w, a)

4 Индикатор висения и малых скоростей (W_xn W_z, W _f)

5. Индикатор координат (х, z) и ЗУК,

6. Приемная антенна

7. Устройство выделения допплеровских частот

8 Вычислитель составляющих скоростей в системе координат вертолета

9. Устройство преобразования координ-ат

10. Вычислитель координат

/. Высокочастотный блок

//. Низкочастотный блок

 

Блок-схема аппаратуры ДИСС-15 приведена рис. 3.

Работа аппаратуры происходит следующим образом. Энергия СВЧ, генерируемая передатчиком, направляется в передающую антенну и излучается в сторону земной поверхности. Отраженные от земной поверхности сигналы поступают на приемную антенну, откуда они даются на устройство выделения допплеровских частот и разделение их по знаку. По величинам и знакам допплеровских частот принимаемых раздельно по трем лучам антенны, в аппаратуре решается задача вычисления составляющих вектора скорости вертеле. Сначала решается задача вычисления в системе. координат, связанной с вертолетом (ось X и параллельна продольной строительной оси,

Z параллельна поперечной оси, ось Y перпендикулярна осям X и Z)

Решение производится вычислителем составляющих вектора скорости в системе координат, связанной с вертолетом, путем преобразования допплеровских сигналов F д в постоянные напряжения, связанных с частотами этих сигналов следующими соотношениями:

где k — коэффициент пропорциональности

— углы визирования лучей антенны

— угол между вектором скорости и проекцией на горизонтальную плоскость.

Затем решается задача получения составляющих вектора скорости в горизонтальной ной системе координат по напряжениям, пропорциональным составляющим вектора скорости в связанной с вертолетом системе координат и напряжениям, пропорциональным крену, тангажу вертолета, поступающим из авиагоризонта АГБ-ЗК.

Вычисленные составляющие вектора скоро в земной системе координат Wxr, Wzr и Wyr выдаются в виде постоянных напряжений. По напряжениям, пропорциональным продольной и поперечной составляющих вектора скорости в горизонтальной (земной) системе координат, в вычислителе составляющих вектора скорости совместно с блоком 7 решаются пучения напряжений:

-пропорционального углу сноса, по формуле:

-пропорционального путевой скорости, по формуле:

Где угол сноса.

 

Вычисленные параметры движения вертолета срабатываются следящими системами индикаторных блоковоков и индицируются на указателях Wxr, Wzr и Wyr, a , и счетчика W. По напряжению, пропорциональному продольной и поперечной составляющим вектора скорости, и напряжению, пропорциональному разности между курсовым углом и углом карты, вырабатываются импульсы, управляющие приводом счетчиков отработки пройденного пути бокового уклонения индикатора координат (Блок 8).

Частота следования этих импульсов пропорциональна скорости вертолета вдоль ортодромии (канал обработки пройденного пути) и скорости вертолета, перпендикулярный к ортодромии (канал обработки бокового уклонения). Координаты в ортодромической системе координат X и Z индицируются на шкалах индикатора координат.

 

Связь аппаратуры ДИСС-15 с бортовыми устройствами навигации.

 

Для обеспечения вычисления составляющих вектора скорости в земной системе координат аппаратура ДИСС-15 сопрягается с датчиками крена и тангажа авиаризонта АГК- 3К. При этом через переходные сельсин-трансформаторы ПСТ (крен) (21/29), и ПСТ (тангаж) (23/ 29) с синусно-косинусных трансформаторов датчиков крена и тангажа авиагоризонта АГБ-ЗК на синусно-косинусные трансформаторы-приемники СКТ узла У5 и CKT узла У-2 блока НЧ подаются напряжения, пропорциональные текущим значениям углов крена, тангажа вертолета. Для обеспечения вычисления координат положения вертолета аппаратура ДИСС-15 сопрягается с датчиком гиромагнитного компаса

ГМК-1А. При этом через переходный сельсин-трансформатор ПСТ (курс) (22/29) с синусно-косинусного трансформатора датчика ГМК -1Ана синусно-косинусный трансформатор приемника СКТ узла подается напряжение, пропорциональное текущему значению угла магнитного курса вертолета.