Доплеровские измерители скорости и угла сноса (ДИСС)

Однолучевой ДИСС

ДИСС – это автономное РНС, устанавливается, как правило, на бомбардировщиках и транспортных самолетах.

ДИСС – представляет собой РЛС, предназначенную для автоматического непрерывного измерения модуля путевой скорости (W), составляющих вектора скорости и угла сноса (a).

Из­ме­рен­ные ДИСС па­ра­мет­ры ис­поль­зу­ют­ся для оп­ре­де­ле­ния ме­сто­по­ло­же­ния ЛА ме­то­дом счис­ле­ния пу­ти.

Принцип работы ДИСС основан на использовании эффекта Доплера.

Примечание:сущность эффекта Доплера заключается в следующем: если источник и приемник колебаний подвиж­ны относительно друг друга, то частота принятых колебаний бу­дет отличаться от частоты источника. Это отклонение частоты называется доплеровской частотой.

Простейшим является однолучевой ДИСС.

На рис. 2 показан самолет, совершающий горизонтальный полет, измеритель которого формирует узкий луч ДНА .

Рис. 2. Пространственная картина для пояснения

принципа определения путевой скорости и угла

сноса однолучевым ДИСС

На рис. 2: - вектор истиной воздушной скорости (совпадает с направлением продольной оси самолета);

- вектор путевой скорости;

- вектор скорости воздушных масс;

- величина луча ДНА, сформированного ДИСС, в конкретный момент времени;

- проекция путевой скорости самолета на направление радиолуча;

- угол сноса (угол между векторами и ).

Узкий луч ДНА измерителя образует:

- с го­ризонтальной плоскостью угол ;

- с вектором путевой скорости - угол ;

- верти­кальная плоскость, в которой расположен луч, составляет с продольной осью самолета угол .

Однолучевые ДИСС явились прообразом современных многолучевых измерителей, хотя сами в настоящий момент не используются. Причиной явилась невозможность обеспечить одновременное измерение с требуемой точностью путевой скорости и угла сноса. Практика показала, что для решения такой задачи измеритель должен располагать как минимум двумя лучами ДНА.

Наиболее распространенными на современном этапе развития технологии стали четырехлучевые ДИСС.

Четырехлучевой ДИСС

При совершении ЛА полета с набором и снижением высоты появляется вертикальная составляю­щая полной скорости, что приводит к появлению ошибки, обусловленной наличием этой составляющей.

Подобная ошибка компенсируется в четырехлучевых ДИСС.

Такие измерители получили широкое распространение, поскольку позволяют обеспечить высокую точность измерения путевой скорости и угла сноса.

В четырехлучевом ДИСС первый и второй лучи (рис. 3) направлены вперед по полету самолета, третий и четвертый - назад. Первый и третий лучи, так же как второй и четвертый, называют диагональными лучами (полусистемами).

Рис. 3. Расположение лучей четырехлучевого ДИСС

Структурная схема четырехлучевого ДИСС представлена на рис. 4.

Доплеровские частоты по каждому лучу измерителя определяются следующими выражениями:

; ;

;

где: - угол между горизонтальной проекцией каждого луча и осью симметрии антенной системы;

- угол между продольной осью самолета и осью симметрии антенны.

Доплеровский сигнал выделяется одновременной обработкой сигналов диагональных лучей:

- для сигналов от первой пары диагональных лучей – доплеровская частота определяется как: ;

- для сигналов от второй пары лучей: .

Выделенные колебания c частотами и подаются на разностный и суммарный частотомеры.

В результате формируются следующие напряжения:

- на выходе разностного частотомера: ,

- на выходе суммарного частотомера: ,

где: k₁ и k₂ — масштабные коэффициенты пропорциональности.

Рис. 4. Структурная схема ДИСС

В измерителях с поворотной антенной, напря­жение и_р, снимаемое с выхода разностного частотомера, исполь­зуется в качестве сигнала ошибки следящей системы и используется для пово­рота антенны.

После отработки угла сноса (т.е. когда выполнится равенство ) разностное напряжение станет равным нулю (и_р=0).

Величина путевой скорости, при , будет определяться по формуле

.

В на­стоя­щее вре­мя наи­бо­лее рас­про­стра­нен­ны­ми яв­ля­ют­ся до­п­ле­ров­ские из­ме­ри­те­ли ДИСС-15, ДИСС-32 различных модификаций.