Решаемые задачи и принципы построения ПНК

При выполнении ряда задач, связанных с траекторным управлением, необходимо использовать информацию не только измерителей, входящих в состав СДУ, но и бортовых и назем­ных навигационных систем (радиотехнических, инерциальных и др.). Увеличение количества различных систем, применяемых для управления движением самолета, функциональное и кон­структивное их усложнение и все более тесное взаимодействие, расширение числа режимов траекторного управления потребо­вали создания специализированных комплексов, объединяющих функции систем управления, навигации и боевого применения в целях решения поставленных перед ЛА задач. Такие комплек­сы получили наименование пилотажно-навигационных или при­цельно-навигационных.

Под пилотажно-навигационным комплексом (ПНК) понима­ется совокупность датчиков информации и измерительных си­стем, систем обработки и отображения информации, систем управления, предназначенных для пилотирования и навигации летательного аппарата.

Назначение пилотажно-навигационных комплексов опреде­ляется назначением и способами применения летательных ап­паратов. Поэтому различают ПНК самолетов фронтовой авиа­ции, ПНК военно-транспортных самолетов, ПНК самолетов дальней авиации и т. д.

Основными отличительными особенностями ПНК являются:

- наличие нескольких не зависящих друг от друга каналов получения навигационных данных;

- комплексирование навигационных систем на основе приме­нения бортовых цифровых вычислительных машин;

- использование в БЦВМ специальных алгоритмов обработки информации, позволяющих обеспечить более высокую точность и надежность навигации;

- тесная связь навигационных систем с САУ, что позволяет автоматизировать управление самолетом на относительно слож­ных и значительно протяженных этапах полета (маршрутный полет, наведение на воздушные и наземные цели и т. д.).

Типовой ПНК (рис.1) имеет три информационные си­стемы, позволяющие определить координаты самолета на осно­ве различных по физической природе измерений. Центральным связывающим звеном ПНК является вычислительная система, состоящая из одной или нескольких БЦВМ. Вычислительная система обрабатывает информацию навигационных систем и на основе ее сравнения и анализа определяет с высокой точно­стью координаты самолета. При этом отфильтровываются по­мехи, влияющие на выходные сигналы каждой из информаци­онных систем в отдельности.

Рис.1. Схема типового ПНК

Система автоматического управления является связываю­щим звеном между системами навигации и управления поле­том. Она обеспечивает траекторное управление самолетом в ав­томатическом и директорном режимах. В состав системы ото­бражения информации ПНК входят индикаторы навигационной обстановки, картографические планшеты и пилотажно-навигационные приборы.

Одной из важных особенностей ПНК является наличие системы встроенного контроля (на рисунке не показана), предназначенной для контроля функционирования комплекса в целом, отдельных его частей и правильности решения наиболее важных задач.

Решаемые задачи в ПНК

ПНК предназначен для решения задач навигации и посадки и выдачи навигационной информации на индикаторные приборы и в САУ для выполнения автоматического, полуавтоматического или ручного управления самолетом.

ПНК обеспечивает решение следующих навигационных задач:

· Полет по заданному маршруту с выходом самолета в район заданных пунктов маршрута;

· Автоматическое счисление координат по данным инерциальных и радиотехнических измерителей;

· Определение и выдачу потребителям и на индикаторные приборы основных навигационных параметров;

· Возврат самолета на аэродром посадки;

· Выполнение предпосадочного маневра;

· Заход на посадку до высоты 40-50 м;

· Повторный заход на посадку.

Состав КН-23:

· Инерциальная курсовертикаль ИКВ-1;

· Доплеровский измеритель скорости и угла сноса ДИСС-7

· Вычислитель В-144;

· Радиотехническая система ближней навигации РСБН-6;

· Система воздушных сигналов СВС-72;

· Рама амортизационная РА-5.

Время подготовки комплекта КН-23 к вылету определяется временем готовности ИКВ-1.

В навигационном комплексе используется курсовой способ навигации, параметрами которого являются заданный курс, КУР и дальность до цели Дц или ППМ. Счисление координат Х, У производится по y_орт, скорости полета, информация о которой поступает в БВН (блок вычисления навигации) от ИКВ, СВС, ДИСС. РСБН-6 связующее звено.

В зависимости от того, какой из датчиков скорости используется для счисления координат, комплекс может использоваться в инерциально- доплеровском режиме, режиме инерциального счисления координат, режим счисления по V_ист от СВС, режим радиокоррекции.

Выбор оптимального режима работы комплекса в смысле наибольшей точности счисления координат производится автоматически в блоке связи БСАД РСБН без участия летчика по сигналам вычислителя «исправность СС», инерциальной курсовертикали «исправность V, V», исправность СВС и в зависимости от крена и тангажа.

Инерциально-доплеровский режим является основным режимом навигации. В этом режиме счисление ортодромических координат производится по W_x, W_zот ДИСС и y_орт от ИКВ при наличии сигнала исправность СС и углах -10<g<10, -2<u<8. В блоке БСАД производится коррекция составляющих V_h, V_x.

Полет в режиме инерциального счисления ортодромического счисления координат осуществляется по составляющим V_h, V_xи y_орт от ИКВ при наличии сигнала исправности V_h, V_x в следующих случаях:

При выполнении разворотов с углами крена более 10, наборе и снижении с углами тангажа более допустимых (независимо от сигналов исправности СС и исправности СВС)

При выпущенном шасси и отсутствии сигнала Исправность СС.

При включении этого режима в работу в начале счисление координат производится по составляющим V_h, V_xоткорректированным по W_x, W_z( в ортодромической системе координат), полученным с вычислителя в инерциально-доплеровском режиме. Однако со временем погрешности составляющих V_h, V_xбыстро возрастают и могут достигнуть недопустимых значений.

Счисление по V_ист от СВС и y_орт от ИКВ при наличии Исправность СВС, с убранным шасси и отсутствии Исправность СС при допустимых углах крена и тангажа.

ПНК являются неотъемлемой частью всех современных лета­тельных аппаратов и входят в состав ПРНК - прицельно-навигационных комплексов - боевой авиации.

ПРНК обеспечивает решение прицельных и навигационных задач, а также проведение различных видов контроля комплекса при наземных подготовках.

Рис.2. Принципиальная схема ПрНК-23

- ИПМ – индикатор пунктов маршрута;

- С-17 – головка визирная (С-17ВГ);

- ППО-23 – пульт подготовки оперативный;

- БУП – блок усилителей и питания;

- ПСР-23 – пульт специальных режимов;

- ПНР-23 – пульт навигационных режимов;

- «Клён-ПМ» - лазерная станция подсвета и дальнометрирования;

- «Метка» - аппаратура формирования сигналов управления;

- СУО – система управления оружием;

- «Дельта-НГ2» - аппаратура управления ракетами Х-23, Х-23М, Х-23МР при их наведении на цель;

- «Вьюга» - радиоаппаратура управления пассивными головками самонаведения ракет Х-27, Х-25МП.

Прицельные задачи:

1. Автоматическое формирование и программно-корректируемое слежение (ПКС) прицельной марки за на­земной целью, а также выдача команд разрешенной и за­прещенной дальности при пусках управляемых ракет Х-25, Х-25МЛ, Х-29Л, Х-29Т с различных видав маневра;

2. Автоматическое формирование положения прицельной марки, а также выдача команд на сброс бомб при различных видах маневра с прицеливанием по цели и по вынесенной точке, а также навигационное бомбометание по заранее за­программированным объектам при отсутствии их визуаль­ной видимости. В последнем случае обеспечивается (со­вместно с САУ) автоматическая боковая наводка самолета на цель;

3. Автоматическое формирование положения прицельной марки, а также выдача команд разрешенной и запрещенной дальности при стрельбе из пушек и пусках неуправляемых ракет;

4. При стрельбе из пушек, неуправляемыми ракетами и пусках управляемых ракет формирование и индикация на С-17ВГ в поле зрения летчика текущей дальности до цели и дально­сти эффективной стрельбы (пуска);

5. При пусках Х-29Т индикация телевизионного изображения местности на экране ИТ-23М;

6. Ручное наведение и слежение прицельной марки за целью с помощью кнюппеля аппаратуры «Метка» при пусках управ­ляемых ракет Х-25, Х-25МЛ, Х-29Л, Х-29Т (автономный режим аппаратуры «Клён»);

Навигационные задачи решаются в основном и резервном ре­жимах.

В основном режиме навигации обеспечивается:

1. Автоматическое счисление текущего места самолета по данным автономных средств (ИКВ, ДИСС, СВС);

2. Выполнение (совместно с САУ) маршрутного полета с за­данием 10 точек (в том числе шести НИМ и четырех аэро­дромов) при автоматическом и директорном управлении;

3. Автоматическая коррекция счисленных координат по данным радиотехнической системы ближней навигации РСБН;

4. Автоматическая коррекция счисленных координат по дан­ным радиотехнической системы ближней навигации РСДН;

5. Визуальная коррекция счисления координат места самолета по любому из шести заданных ППМ;

6. Оперативный полет из любой точки маршрута на любой изшести заданных ППМ по кратчайшему пути;

7. Возврат из любой точки маршрута в район аэродрома выле­та при последовательном пролете ППМ в обратном порядке или возврат с любой точки маршрута в район любого из че­тырех заданных аэродромов (включая аэродром вылета) по кратчайшему пути;

8. «Запоминание» географических координат обнаруженной цели с возможностью повторного выхода на неё при директорном управлении самолетом;

9. Индикация в полете по маршруту дальности до любого за­данного ППМ или аэродрома.

В резервном режиме навигации обеспечивается (комплексом КН-23 в составе ПРНК):

1. Автоматическое счисление текущего места самолета по данным автономных средств (ИКВ, ДИСС, СВС);

2. Выполнение (совместно с САУ) маршрутного полета с за­данием семи точек (в том числе трех ППМ и четырех аэро­дромов);

3. Автоматическая коррекция счисленных координат места самолета по данным РСБН;

4. Возврат в район любого из четырех заданных аэродромов.
Кроме того, КН-23 обеспечивает.

1. Снижение на высоту предпосадочного маневра, выполнение предпосадочного маневра, а также захода на посадку;

2. Определение, выдачу потребителям и в САУ углов курса, крена, тангажа, КУР, АН на траектории снижения и высоте предпосадочного маневра, сигналов отклонения от равно-сигнальных зон посадочного маяка е_г , е_к, разовых команд.

Задачи контроля:

1. Проведение предполетного встроенного контроля систем, входящих в комплекс (а также радиовысотомера РВ и дат­чика углов атаки ДУА), с индикацией отказавшей системы;

2. Индикация входной информации, поступающей в ЦВМ, и выдача информации из ЦВМ в системы, входящие в ком­плекс или сопряженные с комплексом (стыковочный тест);

3. Предполетный контроль введенного маршрута;

4. Индикация на земле контрольной суммы введенных с по­мощью ППО исходных данных.