БРЭО

У235 писал: По части БРЭО: по уровню новизны в этой части Суперджет можно сравнить разве что с Ту-4, когда наши промышленность разом вышли на новый уровень бортовой радиоэлектроники.

Новшество первое - единый бортовой цифровой шинный интерфейс. Эта технология позволяет вместо толстых жгутов многочисленных сигнальных проводов передавать все управляющие команды на многочисленные исполнительные механизмы по всему самолету по одному проводу(для надежности прокладывают 2-4 таких шины), что позволяет получить заметный выигрыш в весе и упростить проблему электрических наводок в сигнальных цепях. На последних военных самолетах (истребитель "Рафаль" к примеру) такие шины вообще делают на оптоволокне и в итоге они не боятся замыкания, а электромагнитных наводок там не бывает даже при ядерном взрыве.

Новшество второе - интеллектуальная и глубоко интегрированная со всеми системами самолета цифровая система управления. Такая СУ, внедренная впервые в полном объеме на пассажирских самолетах Эйрбасом и Талесом, позволяет реализовать множество ранее недоступных на отечественных самолетах функций:

1. Быстрое и удобное переключения режимов полета. Так, к примеру, уход на второй круг делается нажатием одной кнопки, посл чего включается соответствующая программа и система сама увеличивает тягу двигателей, выставляет закрылки и переключает индикацию МФИ в соответствующие режимы выводя на них схему ухода. Там, где раньше пилотам надо было бегать пальцами по кабине, переключая системы вручную, теперь требуется нажать одну-две кнопки задав нужный режим или программу и остальные рутинные переключения система сделает сама.

2. Защита от опасных режимов и помощь пилоту. Современные интеллектуальные цифровые ЭДСУ позволяют забить в них ограничения не позволяющие выйти на опасные режимы полета и программы ухода с этих режимах. При опасности сваливания самолет сам опустит нос и увеличит тягу двигателя, при превышении допустимой скорости самолет поднимет нос гася скорость. При превышении определенных скоростей система сама может убрать закрылки и шасси, если пилоты забыли это сделать. В Суперджете, к примеру, есть программная защита от касания хвостом полосы при взлете или посадке: самолет сам не позволить удариться хвостом о полосу.

3. Технология fly-by-wire, позволяющая получить простое и логичное управление самолетом и минимизировать индивидуальные особенности типа самолета. Пилот отклонением ручки задает угловую скорость поворота самолета по крену или соответствующую управляющую функцию по тангажу. Это позволяет легко переучивать летчиков на другие самолеты, выпущенные данной кампанией, т.к. все они совершенно одинаково реагируют на одинаковое отклонение ручки. Поэтому, к примеру, переучивание пилотов с А320 на громадный А380 может занять пару недель, т.к. в управлении они благодаря этой технологии очень похожи

Все это в полном объеме у нас раньше никогда не делалось, а у Талеса огромный практический опыт в этой части все это они обкатали на активно летающем по всему миру семействе 320ых.

Железо пока что стоит иностранное, но зато нас пустили делать под него софт причем с возможностью поучиться и перенять опыт у спецов из Талеса, что в этой сфере значит гораздо больше железяк.

Электронику сделать само по себе - дело не такое уж хитрое. Все на стандартных микросхемах и стандартных схемах включения делается. Основное ноу-хау там - алгоритмы и программы и именно это мы и учимся делать сами. Пока на готовом западном железе. Разберемся как это работает и научимся программы под такие системы писать - сможем потом сделать подобную систему сами из покупных деталей. Подтянутся микроэлектронщики - тогда и детали будут наши. Не все сразу.

Платы и схемотехника в цифровой технике - дело вторичное. В принципе ты без проблем можешь закупить нужные детали и собрать, к примеру, маршрутизатор CISCO. Все, из чего он состоит, в принципе есть в продаже и схему скопировать -тоже ничего мудреного. Но работающего маршрутизатора ты таким макаром не получишь, т.к. главное в нем - зашитые в него программы, без которых он всего лишь бесполезный хлам. Так же и с бортовой электроникой современных самолетов.

ЗЫ: Летчик уже не решает, на какой угол отклонить управляющую поверхность - а задает угловые скорости вращения самолета. А ЭДСУ сама решает, на какой угол отклонить эту самую поверхность. И это не изобретение Талеса - это мировая тенденция. Привыкайте что в кабине сидит не летчик - а оператор робота.

Безопасность, защиты

О безопасности такого подхода можно судить по такой логике: вероятность того что летчик намеренно, рискуя повреждением шасси, решил не убирать на большой скорости шасси ГОРАЗДО меньше, чем вероятность того, что летчик об этом просто забыл. (Как это недавно случилось с Ту-154 ЮТэйра, когда они до 8000 добрались с выпущенными шасси и падать начали, а диспетчер их спас)

В итоге среднестатистически безопасность полета возрастет, даже если в какойто очень и очень редкой ситуации это сможет привести к происшествию.

Просто "предупреждать" об опасной ситуации не всегда эффективно. Бывает, что летчик не всегда адекватен, невнимателен, в ступоре и т.д. Хотя, конечно, должно быть все сделано для информирования летчика и вмешательство автоматики должно быть только после этого (если время позволяет)

У235: Да, так все и работает. Сначала автоматика предупреждает пилота, а если он не реагирует - выводит самолет из опасного режима сама. Кстати тот же вывод самолета из сваливания или превышения скорости - это аналог поведения обычного самолета. Обычные самолеты ведь точно так же опускают нос при понижении скорости, или поднимают его в случае разгона. Тут просто это поведение максимально оптимизировано с точки зрения безопасности полета с помощью электроники. Реальный самолет ведь может опоздать с опусканием носа при срыве, или наоборот завалиться на хвост, как Ту-154, а самолет с управлением по типу "философии Эйрбас" сделает это вовремя и не допустит срыва.

В Суперджете ВСЕ новое. И сам принцип построения и взаимодействия комплекса БРЭО, и многие его компоненты в отдельности. Ну не было у нас раньше самолетов с полностью цифровым интегрированным БРЭО. Максимум - стояло несколько компьютеров в обрамлении аналоговой электроники.

Например, 204 и 154М. Нет там высокоинтеллектуальной цифровой ЭДСУ и интегрированного в единую систему БРЭО. ЭДСУ на обоих этих самолетах стоят аналоговые, при этом то, что стоит на Ту-154, и ЭДСУ в полном смысле назвать нельзя. Это САУ.

Ничего похожего на 320ые, где все БРЭО работает в одной связке как единый организм, там нет. И цифровых шинных интерфейсов там нет и все управление самолетными системами идет по жгутам слабосигнальных кабелей.

Не говоря уже о БРЭО уровня 380 и 787 (то же поколение, что и у SSJ, с AFDX)

Никакого практического опыта построения БРЭО такого уровня автоматизации и интеграции у России не было. Сейчас есть, благодаря SSJ. Если бы без Талеса замахнулись бы на такой уровень, то сейчас имели бы на выходе "не имеющее аналогов" сырое и глючное изделие, которое не полетело бы еще год-два-четыре и потом бы еще Бог знает сколько оттуда вылавливали бы глюки. Дай Бог, чтоб в испытательных полетах, а не по результатам расследования авиакатастроф. А за это время упустили бы рынок.

AFDX

Про стандарт AFDX (кроме суперджета применяется пока только на А380 и Б787).

Это не TCP/IP в чистом виде, он сделан на основе UDP но это и не совсем UDP. Исходный UDP там достаточно серьезно, что называется, "доработан напильником" под требования авиации. И судя по тому, что до сих пор из-за затыка в шине не упал ни один самолет, встроенные в протокол средства контроля и исправления ошибок работают вполне успешно.

AFDX это НЕ ethernet, вернее не чистый ethernet. Весь огород городили с этим AFDX именно для того чтобы обеспечить и детерминизм и гарантированную доставку данных с задержкой не более критической для наихудших условий.

Это самая последняя технология, много лучше, чем более старые стандарты вроде ARINC 429 или тем более механические приводы.

ARINC 429 был разработан более 30 лет назад и все ещё широко используется в индустрии (на западе).

в основе - шина, с одним передатчиком и до 20 приемников. Данные - 32-бита, передаются по витой паре. Две скорости передачи - 100 кбит/сек и низкая скорость 12.5 килобит/сек. Каждый передатчик требует непосредственной связи со своими приемниками (точка-с-точкой), из за этого требуется значительное количество передающих проводов, что добавляет много веса.

Боинг пытался внедрить новый стандарт, ARINC 629, на своей модели 777. Отличие 629-го в том, что скорость передачи увеличена до 2 мбит/сек, а количество приемников - до 120. Однако система требовала нестандартного и дорогого "железа" поэтому формат не прижился.

ARINC 664 - следующий шаг в развитии "локальной сети самолета". Скорость возросла в 1000 раз, до 100 мегабит/сек. Он базируется на IEEE 802.3 Ethernet и использует стандартные, дешевые и хорошо отлаженные компоненты, радикально уменьшая затраты и время на разработку.
AFDX строится на этом стандарте, формально называясь "Часть 7 спецификации ARINC 664". Он был разработан компанией Айрбас для самолета А380, но и Боинг решил применить его в новом 787 "Лайнер-мечты".

AFDX решает проблемы надежности и гарантирует пропускную способность сети и надежную доставку пакетов. AFDX - сетевая топология "звезда", до 24 систем соединяются в маршрутизатор (switch), где каждый из них может соединен с другими маршрутизаторами сети. Такая форма сети значительно уменьшает количество проводки, уменьшает вес и упрощает создание самолета.
AFDX предоставляет Качество Сервиса (QoS) и двухстороннюю избыточность пропускной способности.

AFDX превосходит ARINC 429, MIL-STD-1553 и другие архитектуры именно тем, что он базируется на стандартном UDP и маршрутизаторах. Благодаря этому, снижается стоимость систем; радикально упрощается их тестирование и отладка в комплексе; снижается количество необходимой проводки; снижается вес самолета; упрощается диагностика и поиск неисправных компонент. Все это повышает надежность самолета в целом, снижает затраты на ремонт и обслуживание, повышает летную готовность и, конечно же, доходы авиакомпаний.

Например, в более старой ARINC 429, витая пара должна была идти к каждому устройству. Отдельная шина для каждого коммуникационного пути. Если 5 систем хотят получать какой то сигнал - надо 5 проводов. Новое устройство? Новая проводка… Огромное количество проводов.

У AFDX - сигналы соединены с коммутатором(switch). Не важно, как много систем хотят получать информацию от какого то устройства - все равно это устройство соединено с коммутатором только одним проводом (ну для надежности их все же несколько)

У 429-й передатчик может иметь только 20 устройств, получающих сигнал. В AFDX - это практически не ограничено.

В AFDX можно наблюдать за трафиком в сети, эмулировать его, анализировать и оптимизировать, сколько душе угодно. Имеется огромное количество софта и библиотек. Провода могут быть и оптоволоконные. Благодаря сей системе отказавший прибор сам "скажет" о своем отказе - мечта для ремонтников.

В общем - это всё и есть самое острие технологии.

UDP там используется именно что стандартный. А вот исходный IEEE 802.3 доработан путём введения "виртуального канала", позаимствованного у ATM.
И если У235 - это U235 с Авиабазы, великий "инженер"-"связист", путающий протоколы канального, сетевого и транспортного уровня, то все его излияния надо делить на 16:-)

Изобретение относится к авиационному приборостроению. В состав комплекса входят цифровая вычислительная система, система информационного обмена с тремя мультиплексными каналами, комплексная система управления самолетом, система управления вооружением, комплексная система электронной индикации, управления и прицеливания, система управления общесамолетным оборудованием, бортовая система объективного контроля, система электроснабжения, а также система управления силовой установкой. Комплекс также снабжен средством предварительной обработки сигналов датчиков для обеспечения единого информационного поля. При отказе вычислительной системы управление вычислительным процессом передается системе управления общесамолетным оборудованием. Многофункциональные цветные индикаторы взаимозаменяемы и обеспечивают летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них. При отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием комплекс переходит в режим ручного управления. Комплекс характеризуется повышенной эксплуатационной надежностью. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области авиационного приборостроения и предназначено для использования при построении многоцелевых (боевых и/или учебно-боевых) самолетов. Современный уровень развития электроники, вычислительной техники, бортового оборудования и средств автоматизированной разработки и отладки программного обеспечения обеспечивает переход к качественно новому этапу проектирования комплексов бортового радиоэлектронного оборудования, при котором создание отдельных приборов и систем подчинено идее единого (интегрированного) комплекса бортового радиоэлектронного оборудования (ИК БРЭО), помогающего экипажу выполнять необходимые задачи и защищающего его от информационных и психологических перегрузок. Известен комплекс бортового радиоэлектронного оборудования, выполненный с использованием бортовой цифровой вычислительной системы управления полетом и учебно-боевыми действиями и системы информационного обмена, а также включающий в себя пилотажно-навигационную систему и системы управления вооружением и радиоэлектронным противодействием (RU 96123485 А1, В 64 С 30/00, 10.02.1999). Однако известный комплекс не удовлетворяет непрерывно возрастающим требованиям к современным боевым самолетам по таким важным характеристикам, как степень автоматизации полета, точность, многорежимность, многоцелевость и автоматизация применения оружия, всепогодность и полное суточное применение, комфортность работы экипажа, высокая эффективность выполнения полетного задания в условиях возможного противодействия, высокий уровень надежности, высокая степень готовности к вылету, низкая трудоемкость и малое время обслуживания при эксплуатации. Наиболее близким к предложенному является ИК БРЭО, в состав которого входят бортовая цифровая вычислительная система управления полетом и учебно-боевыми действиями, система информационного обмена и внешнее запоминающее устройство, аппаратура ввода информации, инерциальная система, радиотехническая система ближней навигации и посадки, ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, автоматический радиокомпас, радиовысотомер, маркерный приемник, комплексная система управления самолетом, система управления вооружением, комплексная система электронной индикации, управления и прицеливания, информационные табло аварийной сигнализации, система спутниковой связи, система управления общесамолетным оборудованием, бортовая система объективного контроля, связная радиостанция, модуль самолетного переговорного устройства, система электроснабжения, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексная система аварийного покидания самолета, а также система управления силовой установкой (RU 2174485 С1, В 64 С 30/00, 10.10.2001). Недостаток известного ИК БРЭО связан с невысокой надежностью работы в сложных и меняющихся условиях работы, например в широком диапазоне температур. Задачей изобретения является повышение эксплуатационной надежности подобного ИК БРЭО. Технический результат достигается тем, что ИК БРЭО легкого учебно-боевого самолета, содержащий бортовую цифровую вычислительную систему управления полетом и учебно-боевыми действиями, связанную с системой информационного обмена и состоящую из двух цифровых вычислительных машин, связанных между собой с возможностью резервирования, внешнее запоминающее устройство и аппаратуру ввода информации, связанные с бортовой цифровой вычислительной системой, инерциальную систему, радиотехническую систему ближней навигации и посадки и ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, связанные единой антенно-фидерной системой, автоматический радиокомпас, радиовысотомер с приемопередатчиком и антенным устройством, маркерный приемник, установленные в кабине летчика и оператора пульты комплексной системы управления самолетом, которая содержит четырехкратно резервированные вычислители с блоками питания, датчики линейных ускорений, датчик угловых скоростей, датчики положения органов управления и носков крыла и узел управления закрылками, датчики измерения углов атаки и скольжения, датчики измерения полного и статического давлений и приемники температуры торможения воздушного потока, установленные в кабине летчика и оператора пульты системы управления вооружением, которая содержит блоки управления управляемым и неуправляемым оружием и устройством выброса помеховых патронов, установленные в кабине летчика и оператора из состава комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания три многофункциональных цветных индикатора, многофункциональные пульты управления, прицельно-пилотажный индикатор и нашлемную систему целеуказания и индикации, включающую в себя нашлемное визирное устройство, электронный блок и сканирующее устройство, установленные в кабине летчика и оператора информационные табло аварийной сигнализации, систему спутниковой связи, двукратно резервированную систему управления общесамолетным оборудованием, включающим блоки сбора и обработки параметрической информации и исполнительные блоки, бортовую систему объективного контроля, включающую бортовую систему автоматического контроля, аппаратуру речевого оповещения, бортовые эксплуатационный и защищенный накопители и телевизионную систему объективного контроля с пультом управления, телекамерами и блоком видеозаписи, связную радиостанцию, модуль самолетного переговорного устройства, систему электроснабжения, включающую основную систему генерирования переменного тока, вспомогательную систему генерирования переменного тока, систему генерирования постоянного тока и аварийную систему постоянного тока на аккумуляторных батареях, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексную систему аварийного покидания самолета, а также двукратно резервированную электронную систему управления силовой установкой, при этом система информационного обмена разделена на три независимых мультиплексных канала информационного обмена, первый из которых является каналом системы управления вооружением и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе упомянутых узлов системы управления оружием и обзорно-прицельных систем, второй канал является каналом автоматизированной системы управления самолетом и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе инерциальной системы, радиотехнической системы ближней навигации и посадки, радиовысотомера, бортовой системы объективного контроля, ответчика системы управления воздушным движением и государственного опознавания, комплексной системы управления, комплексной системы аварийного покидания самолета, системы управления общесамолетным оборудованием, электронной системы управления силовой установки, а третий канал является каналом комплексной системы управления электронной индикации, управления и прицеливания и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе электронных многофункциональных индикаторов, многофункциональных пультов управления и прицельно-пилотажного индикатора, - снабжен средством предварительной обработки сигналов, передаваемых датчиками первичной информации, для обеспечения единого информационного поля, и передачи сигналов потребителям по цифровым линиям информационного обмена, комплексной системой управления, связанной со средством предварительной обработки сигналов и бортовой цифровой вычислительной системой, между вычислительной системой и системой управления общесамолетным оборудованием выполнены радиальные связи с возможностью передачи последней управления вычислительным процессом при отказе обеих цифровых вычислительных машин вычислительной системы, многофункциональные цветные индикаторы комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания являются полностью взаимозаменяемыми и выполнены с возможностью обеспечения летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом пилотажно-навигационной информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них, между многофункциональными цветными индикаторами и комплексной системой управления выполнены радиальные связи с возможностью обеспечения перехода комплекса в режим ручного управления при отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием. Достижению технического результата способствуют частные существенные признаки изобретения. Цифровые вычислительные машины бортовой цифровой вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием, а также два многофункциональных цветных индикатора комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания соединены по цепям питания с аккумуляторной батареей и выпрямительными устройствами генераторов переменного тока основной или вспомогательной силовых установок с возможностью бесперебойного электроснабжения. Система управления общесамолетным оборудованием включает в себя две цифровые вычислительные машины, предназначенные для выполнения функций упомянутых бортовых цифровых вычислительных машин при их отказе. На чертеже представлена функциональная схема предложенного ИК БРЭО (составные узлы, расположенные в кабине оператора с целью упрощения чертежа не показаны). ИК БРЭО представляет собой комплекс функционально-связанных программно-аппаратных средств, объединенных мультиплексной системой информационного обмена. В бортовой автоматизированной системе управления (БАСУ) имеются: - бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС) 1 с бортовыми цифровыми вычислительными машинами 2, 3; - внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) 4; - комплексная система электронной индикации (КСЭИ), в которую входят: а) прицельно-пилотажный индикатор (ППИ) 5, б) многофункциональные индикаторы (МФЦИ) 6-8, в) многофункциональные пульты управления (МФПУ) 9, г) блок коммутации телевизионных сигналов (БКТС) 10; - речевая информационно-управляющая система (РИУС) 11; - система ввода информации (СВИ) 12;
- нашлемная система целеуказания (НСЦ) 13;
- системные мультиплексные каналы информационного обмена (СМКИО) 14-16. В навигационном комплексе (НК) имеются:
- бесплатформенная инерциальная навигационная система (БИНС), интегрированная со спутниковой навигационной системой 17, 18;
- радиотехническая система ближней навигации и посадки (РСБН) 19;
- автоматический радиокомпас (АРК) 20;
- маркерный радиоприемник (МРП) 21;
- ответчик госопознавания, интегрированный с самолетным ответчиком управления воздушным движением (ОГО и УВД) 22;
- радиовысотомер (РВМ) 24. В комплексной системе управления самолетом (КСУ = СДУ + СТУ) 23 имеются:
- цифровые резервированные вычислители;
- блоки питания;
- электрогидравлические рулевые привода поверхностей управления;
- датчики угловых скоростей;
- датчики линейных ускорений;
- датчики положения резервированные;
- датчики ПВД;
- приемники температуры торможения;
- ручка управления самолетом;
- пульт управления. В ИК БРЭО реализация функций СВС+СПКР+СППЗ интегрирована в КСУ. В бортовом радиоэлектронном комплексе (БРЭК) 25 имеются:
- радиолокационный прицельный комплекс (РЛПК), в который входят:
а) бортовая радиолокационная станция (РЛС) переднего обзора 26;
б) бортовая радиолокационная станция (РЛС) заднего обзора 27;
в) бортовая цифровая вычислительная система (БЦВС) 28;
- оптико-электронный прицельный комплекс (ОЭПК) 29, в который входят:
а) оптико-электронная прицельная система (ОЭПС) передней полусферы в подвесном контейнере 30;
б) обзорно-следящий теплопеленгатор (ОСТП) задней полусферы 31;
в) малогабаритная тепловизионная система (ТПС) 32 в подвесном контейнере;
г) обнаружитель лазерного пятна 33;
- запросчик государственного опознавания (ЗГО) 34;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена (ЛМКИО) 35;
В бортовом комплексе обороны (БКО) 36 имеются:
- комплекс радиоэлектронного противодействия (КРЭП), в который входят:
а) бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) 38;
б) приемные модули радиотехнической разведки с антеннами (ПРМРР) 39;
в) передающие модули радиопомех с антеннами (ПМР) 40;
г) аппаратура заднего обзора (АЗО) 41;
- станция предупреждения о лазерном облучении типа (СПЛО) 42;
- технические средства постановки объемно-поглощающих завес (ОПЗ) и объемно-детонирующих систем (ОДС) 43. В интегрированном бортовом комплексе связи (ИБКС) 44 имеются:
- модуль радиотехнической связи в МВ-ДМВ диапазоне 45;
- модуль ТЛК связи в МВ-ДМВ диапазоне 46;
- модуль спутниковой связи 47;
- аппаратура засекречивания телефонных переговоров ЗАС-ТЛФ 48;
- аппаратура засекречивания ТЛК данных ЗАС-ТЛК 49;
- аппаратура внутренней связи и коммутации (АВСК) 50;
- специализированный цифровой вычислитель (СЦВ) 51;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена (ЛМКИО) 52. В системе управления оружием (СУО) 53 имеются:
- бортовая цифровая вычислительная машина (БЦВМ) 54;
- локальный мультиплексный канал информационного обмена 55;
- блоки сопряжения с ЛМКИО (ОУ СУО) 56;
- блоки исполнительные (БИ) 57, обеспечивающие разгрузку АСП, в том числе аварийную, и управление встроенной пушечной установкой;
- устройства выброса пороховых патронов (УВ) 58. Система управления общесамолетным оборудованием (СУ ОСО) 59 с блоком исполнительным (БИ). В системе объективного контроля (СОК) 60 имеются:
Бортовое устройство регистрации (БУР) 61 в составе:
- блок сбора и обработки цифровой и параметрической информации (БСПИ);
- защищенный бортовой накопитель (ЗБН);
- эксплуатационный бортовой накопитель (ЭБН);
- телевизионная система объективного контроля (Т-СОК) 62 в составе:
- телекамеры закабинного пространства;
- видеомагнитофон. В системе управления силовой установкой (СУ СУ) имеются:
- система автоматического управления и контроля силовой установки (САУ СУ) 63, 64;
- малоходовая ручка управления двигателем (РУД). Кроме того, в ИК БРЭО включены:
- система аварийного покидания самолета (КСАПС) 65;
- система электроснабжения (СЭС) 66;
- генератор на ВСУ 67;
- бортовые панели техобслуживания 68. Управляющий комплекс бортового радиоэлектронного оборудования современных легких многоцелевых самолетов в процессе своей работы решает широкий круг задач, которые неразрывно связаны между собой и подчинены одной цели - успешному выполнению боевой операции. По назначению и времени решения эти задачи можно разделить на две группы:
- общие, обеспечивающие эксплуатацию самолета во всем диапазоне летно-технических характеристик с помощью источников информации о целях на борту (РЛС, ОЭС), оборудования по управлению планером, работой двигателя и т.д;
- специальные, позволяющие осуществлять подготовку и применение средств поражения целей, радиоэлектронного противодействия им. Оборудование для реализации первой группы задач, как правило, функционирует или находится в состоянии дежурной готовности к применению в течение всех этапов полета, т.е. от взлета до посадки. Специальные задачи решаются с помощью оборудования, которое работает эпизодически: при преодолении зоны противовоздушной обороны противника, при контакте с целью и т.д. Специальное оборудование подразделяется на оборудование, обеспечивающее работу системы управления оружием (СУО), оборудование комплекса радиоэлектронного противодействия (КРЭП). По выполняемым функциям СУО и КРЭП являются подсистемами (нижний уровень) в структуре УКБО и находятся в тесном взаимодействии информационном, логическом, энергетическом с центральной БЦВМ и остальными подсистемами. Выполняемые оборудованием функции и режимы его работы могут изменяться с учетом реальной ситуации, возникшей при выполнении боевой задачи, так, например, аппаратура связи и передачи информации при ведении групповых действий самолета несет гораздо большую информационную нагрузку, чем при действиях одиночного самолета, а использование аппаратуры радиопротиводействия зависит от радиотехнической обстановки; аппаратура же опознавания государственной принадлежности, кроме дежурного ответа, имеет режим запроса и т.д. В настоящее время наметилась отчетливая тенденция создания авиационных комплексов широкого применения на основе базовой конструкции самолета и базового состава аппаратуры общего назначения путем внесения изменений и дополнений в средства навигации, прицельные системы и системы управления оружием. Например, учебно-тренировочный и учебно-боевой самолеты; истребительный - ударный - штурмовой самолеты. Рассмотрим перечень задач, решаемых на борту истребителя-перехватчика (ИП) и легкого ударного самолета (ЛУС), которые по конструкции планера и силовой установки не имеют существенных отличий. Многие из задач для самолетов четвертого, пятого поколений достаточно сложны и решаются только с использованием средств современной вычислительной техники. Например, задачи точной навигации и управления полетом; обеспечения режимов сверхзвукового полета и полета на малых высотах с отслеживанием рельефа местности; решения задач адаптации и самонастройки систем управления. Расширение функций БВС в части контроля оборудования и систем по состоянию, с учетом данных встроенного контроля, потребует решения этого комплекса задач в процессе выполнения полетного задания и, следовательно, дополнительных электронных средств индикации (для контроля оборудования, оповещения и сигнализации о его готовности к выполнению своих функций и для выдачи рекомендаций летчику о последовательности его действий в той или иной аварийной ситуации). Архитектура ИКБО является открытой. Она позволяет наращивать состав бортового оборудования, состав вооружения и варьировать комплектацией прицельной системы с минимальными доработками аппаратурной части и соответствующими доработками модульной структуры программного обеспечения БЦВС и СУО. Таким образом, предлагаемая открытая архитектура интегрированного комплекса бортового оборудования позволяет в сжатые сроки создать комплексы бортового оборудования перспективных легких многоцелевых самолетов с приемлемыми массо-габаритными характеристиками. ИК БРЭО обеспечивает алгоритмическую реализацию системы "электронный летчик" с применением методов искусственного интеллекта и принципов построения экспертных систем, помогающих летчику в принятии решений при управлении самолетом и оружием в типовых боевых ситуациях. Система обеспечивает решение задач в реальном масштабе времени с возможностями активного управления самолетом и его системами в интересах решения следующих задач:
- накопления данных об обстановке, синтез обстановки на основе равнохарактерной информации с последующим анализом в реальном масштабе времени;
- выбора оптимальной траектории для облета зон ПВО противника;
- изменения и уточнения маршрута полета;
- выборки рекомендаций по применению тактических решений на различных этапах ведения воздушного боя;
- классификации и выбора целей (в части РЛПК) одновременного обнаружения не менее 10 целей, сопровождение не менее 8 целей, пуска ракет по не менее 2-4 целям;
- определения количества одновременно обстреливаемых целей, последовательности и наряда расходуемых средств поражения;
- организации управления режимами работы комплексов, входящих в ИК БРЭО;
- оптимального применения средств обнаружения и средств радиоэлектронного подавления;
- определения взаимодействия и распределение функций между самолетами группы;
- контроля работы ИК БРЭО и т.д. Характерной чертой перспективного ИКБО является наличие глобальной системы информационного обмена и интеграция подсистем (КСУ, НК, СУО, БРЭК, ИБКС, СУ ОСО) на основе локальных мультиплексных каналов информационного обмена, которые могут быть реализованы как с проводными, так и с волоконно-оптическими линиями связи в рамках логической организации комбинированных систем информационного обмена. Следует отметить, что проработка вариантов и степени автоматизации управления самолетом и алгоритмов деятельности летчика должна проводиться с одновременным внедрением новых концепций построения информационно-управляющих полей на рабочих местах членов летных экипажей, предусматривающих создание летчику комфортных условий для сознательного контроля ситуации и собственных действий, а также оперативного его включения в контур управления. Внедрение многофункциональных средств отображения информации и органов управления изменяет принцип "каждой бортовой системе свой индикатор (группа индикаторов) и орган управления (группа органов управления)", применяемый на самолетах третьего поколения, на современный принцип "интеграции средств отображения информации и органов управления, меняющих свою функцию по определенному замыслу, в информационно-управляющие поля". Поэтому в настоящее время к информационно-управляющим полям предъявляется целый ряд новых требований, обусловленных тем, что внедряются новые средства и формы отображения информации, которые, как и устанавливаемые органы управления, интегрируют возможности большого числа пультов. Новые требования обусловлены с одной стороны возможностью уменьшения габаритов приборных досок наряду с оптимизацией потоков информации в полете между членами экипажа, а также необходимостью представления полетной информации по этапам полета и при возникновении аварийной ситуации. С другой стороны, важное значение приобретает оперативное определение функционального значения минимального числа устанавливаемых органов управления. Как уже указывалось, индикационное обеспечение пилотажно-навигационных режимов, контроля работы общесамолетного оборудования и боевого применения реализовано с помощью трех МФЦИ на жидко-кристалической матрице, КАИ 8, МФПУ 9, которые объединены в единую интегральную систему информации с управляющей БЦВМ с мультиплексным и локальным каналами информационного обмена, что позволяет не только предъявлять возрастающий объем информации от различных средств на ограниченной площади приборной доски, но и оптимизировать условия для восприятия количественной приборной и естественной внекабинной информации, повысить ее наглядность. Связь МФЦИ, КАИ и МФПУ с управляющей БЦВМ осуществлена также резервными радиальными каналами информационного обмена. В целях повышения живучести два из МФЦИ 6-8 и управляющая БЦВМ подключены к системе энергоснабжения по первой категории, т.е., как уже указывалось, запитываются от аккумуляторной батареи и выпрямительных устройств генератора переменного тока, основной или вспомогательной силовых установок. Принцип взаимозаменяемости индикаторов позволяет при отказе одного из трех МФЦИ обеспечить практически полный объем информации для выполнения пилотажно-навигационной задачи, а для случая отказа двух из МФЦИ 5-7 разработан специальный информационный кадр "аварийный", обеспечивающий выдачу минимальной пилотажно-навигационной информации на одном не отказавшем МФЦИ, необходимой для безопасного пилотирования. Отказ от применения основных и резервных электромеханических приборов позволяет рационально использовать площадь приборной доски, уменьшая при этом степень насыщенности информацией оперативного поля восприятия. Таким образом, предложенный ИК БРЭО решает широкий круг задач и характеризуется повышенной надежностью в работе.

Формула изобретения

1. Интегрированный комплекс бортового оборудования легкого учебно-боевого самолета, содержащий бортовую цифровую вычислительную систему управления полетом и учебно-боевыми действиями, связанную с системой информационного обмена и состоящую из двух цифровых вычислительных машин, связанных между собой с возможностью резервирования, внешнее запоминающее устройство и систему ввода информации, связанные с бортовой цифровой вычислительной системой, инерциальную систему, радиотехническую систему ближней навигации и посадки и ответчик системы управления воздушным движением и госопознавания, связанные единой антенно-фидерной системой, автоматический радиокомпас, радиовысотомер с приемопередатчиком и антенным устройством, маркерный приемник, установленные в кабине летчика и оператора пульты комплексной системы управления самолетом, которая содержит четырехкратно резервированные вычислители с блоками питания, датчики линейных ускорений, датчик угловых скоростей, датчики положения органов управления и носков крыла и узел управления закрылками, датчики измерения углов атаки и скольжения, датчики измерения полного и статического давлений и приемники температуры торможения воздушного потока, установленные в кабине летчика и оператора пульты системы управления вооружением, которая содержит блоки управления управляемым и неуправляемым оружием и устройством выброса помеховых патронов, установленные в кабине летчика из состава комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания три многофункциональных цветных индикатора, индикатор на лобовом стекле, многофункциональные пульты управления, прицельно-пилотажный индикатор и нашлемную систему целеуказания и индикации, включающую в себя нашлемное визирное устройство, электронный блок и сканирующее устройство, установленные в кабине летчика и оператора информационные табло аварийной сигнализации, систему спутниковой связи, двукратно резервированную систему управления общеоамолетным оборудованием, включающим блоки сбора и обработки параметрической информации и исполнительные блоки, бортовую систему объективного контроля, включающую бортовую систему автоматического контроля, аппаратуру речевого оповещения, бортовые эксплуатационный и защищенный накопители и телевизионную систему объективного контроля с пультом управления, телекамерами и блоком видеозаписи, связную радиостанцию, модуль самолетного переговорного устройства, систему электроснабжения, включающую основную систему генерирования переменного тока, вспомогательную систему генерирования переменного тока, систему генерирования постоянного тока и аварийную систему постоянного тока на аккумуляторных батареях, внешнее и внутреннее светотехническое оборудование, комплексную систему аварийного покидания самолета, а также двукратно резервированную электронную систему управления силовой установкой, при этом система информационного обмена разделена на три независимых мультиплексных канала информационного обмена, первый из которых является каналом системы управления вооружением и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе упомянутых узлов системы управления оружием и обзорно-прицельных систем, второй канал является каналом автоматизированной системы управления самолетом и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе инерциальной системы, радиотехнической системы ближней навигации и посадки, радиовысотомера, бортовой системы объективного контроля, ответчика системы управления воздушным движением и государственного опознавания, комплексной системы управления, комплексной системы аварийного покидания самолета, системы управления общесамолетным оборудованием, электронной системы управления силовой установки, а третий канал является каналом комплексной системы управления электронной индикации, управления и прицеливания и предназначен для подключения к бортовой вычислительной системе электронных многофункциональных индикаторов, многофункциональных пультов управления и прицельно-пилотажного индикатора, отличающийся тем, что он снабжен средством предварительной обработки сигналов, передаваемых датчиками первичной информации, для обеспечения единого информационного поля и передачи сигналов потребителям по цифровым линиям информационного обмена, комплексной системой управления, связанной со средством предварительной обработки сигналов и бортовой цифровой вычислительной системой, между вычислительной системой и системой управления общесамолетным оборудованием выполнены радиальные связи с возможностью передачи последней управления вычислительным процессом при отказе обеих цифровых вычислительных машин вычислительной системы, многофункциональные цветные индикаторы комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания являются полностью взаимозаменяемыми и выполнены с возможностью обеспечения летчика полной пилотажно-навигационной информацией при отказе одного из них и минимальным объемом пилотажно-навигационной информации, необходимой для безопасного пилотирования, при отказе двух из них, между многофункциональными цветными индикаторами и комплексной системой управления выполнены радиальные связи с возможностью обеспечения перехода комплекса в режим ручного управления при отказе двух цифровых вычислительных машин вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием. 2. Комплекс по п. 1, отличающийся тем, что цифровые вычислительные машины бортовой цифровой вычислительной системы и системы управления общесамолетным оборудованием, а также два многофункциональных цветных индикатора комплексной системы электронной индикации, управления и прицеливания соединены по цепям питания с аккумуляторной батареей и выпрямительными устройствами генераторов переменного тока основной или вспомогательной силовых установок с возможностью бесперебойного электроснабжения. 3. Комплекс по п. 1 или 2, отличающийся тем, что система управления общесамолетным оборудованием включает в себя две цифровые вычислительные машины, предназначенные для выполнения функций упомянутых бортовых цифровых вычислительных машин при их отказе.

Похожие патенты:

Изобретение относится к авиационному приборостроению

27 сентября 2002 г. на военно-воздушной базе «Лохегаон» (г. Пуна, примерно в 100 км к юго-востоку от Бомбея), состоялась официальная церемония передачи индийским ВВС первых самолетов Су-30МКИ. Главный маршал авиации Индии Кришнасвами тогда сказал: «Точность наведения систем вооружения – просто феноменальная. Вообще, это очень необычный самолет. Ни в одной стране мире нет ничего подобного» . Отвечая на вопросы журналистов, министр обороны Индии Джордж Фернандес заявил: «Без тени сомнения хочу подчеркнуть, что данная сделка оказалась возможной потому, что мы имеем тесные связи с Россией. Ни одна страна в мире не оказалась в состоянии предоставить такие возможности для укрепления национальной безопасности, как Россия» .

Оружие – товар политический. На стороне России – длительная позитивная история военно-технического сотрудничества с Дели, начавшаяся ровно 45 лет назад с поставки в Индию самых современных по тем временам истребителей МиГ-21. Москва, в отличие от Запада, не использовала ВТС для оказания на Дели давления и не вводила политически мотивированных эмбарго на поставку оружия. У наших стран нет противоречий ни по одному из существенных военно-политических вопросов. Общность интересов и намерение развивать политическое, экономическое, военное и военно-техническое сотрудничество были подтверждены в декабре 2008 г. в ходе визита в Дели президента России.

С тех пор прошло десять лет, а создание самолета началось еще раньше. В 1993 г. на базе истребителя-перехватчика Су-30 ОКБ Сухого предложило создать новый самолет для фронтовой авиации. Первое впечатление о самолете Су-30К у индийской делегации было примерно таким: машина хороша, устойчивость и управляемость великолепные, двигатели вполне устраивают, но бортовое радиоэлектронное оборудование (БРЭО) хотелось бы иметь более современное, а номенклатуру применяемого управляемого вооружения намного шире. Хотя эти требования первоначально не были отмечены в протоколе, но буквально через месяц, после того как делегация отчиталась перед командованием ВВС, ОКБ Сухого сообщили, что индийская сторона предлагает подумать о более современном «борте».

20 апреля 1994 г. в Дели состоялось заседание российско-индийской рабочей группы по сотрудничеству в области авиации, на котором рассматривалась возможность производства самолета в Индии. 30 ноября 1996 г. в Иркутске был подписан контракт на поставку в Индию 40 самолетов Су-30К. Контрактом определялись четыре стадии поставок в течение пяти лет. Этапность определялась условиями контракта, в соответствии с которым поставка самолетов заказчику должна была осуществляться отдельными партиями, по мере отработки соответствующих систем и оборудования с постепенным наращиванием боевых возможностей самолета.

Первые четыре истребителя Су-30К отправили в Индию в 1997 году. Контракт предусматривал, что самолеты Су-30К первых партий будут представлять собой серийные Су-30 с незначительными изменениями в навигационной системе и БРЭО, а к 2000 г. планировалось перейти на уровень машины фактически нового поколения – Су-30МКИ с совершенно новым бортовым оборудованием и двигателями с управляемым вектором тяги (УВТ).

Весной 1995 г. на основании предварительного протокола, подписанного обеими сторонами, в ОКБ Сухого развернулись работы по теме, которая получила рабочее обозначение Су-30И (И – «индийский»). Кроме конструктивных изменений, связанных с установкой переднего горизонтального оперения (ПГО) и новых двигателей, на самолете должна была устанавливаться новая система дистанционного управления (СДУ), с включением двигателя с УВТ в общий контур управления. По составу БРЭО ясности было меньше, однозначно был определен только тип РЛС, но впервые в истории отечественного авиастроения речь шла об установке на борту и об интеграции в состав БРЭО импортного комплектующего оборудования. Как правило, такого рода интеграция представляет собой чрезвычайно сложную техническую задачу. При создании истребителя Су-30МКИ российским конструкторам пришлось искать пути совмещения таких элементов, как российский радар, французские средства визуализации и навигации, индийский компьютер управления радаром, индийский резервный компьютер управления самолетом, израильский индикатор на лобовом стекле (ИЛС), тепловизионный подвесной контейнер целеуказания LDP «Lightning» При этом Индия должна была не просто получить готовые самолеты, но и принять практическое участие в опытно-конструкторской разработке бортовых систем. В ОКБ в 1997 г. началось создание стенда комплексирования и полунатурного моделирования, на котором в дальнейшем была успешно выполнена стендовая отработка БРЭО, в том числе, с использование моделей реального времени. Это позволило существенно сократить время на отработку оборудования в ходе летных испытаний самолета. Естественно, что вся ответственность за создание «интернационального» бортового оборудования и соответствие его характеристик требованиям контракта осталась лежать на ОКБ Сухого, а всю работу по интеграции БРЭО поручили ОАО «Раменское приборостроительное конструкторское бюро» (РПКБ).

Именно здесь, в РПКБ, в 1970-е годы были разработаны новые поколения инерциальных систем и навигационных комплексов, обеспечившие реализацию основных функций интеграции бортового радиоэлектронного оборудования, создана первая в стране система навигации принципиально нового вида с использованием физических полей Земли. В 1980-х годах РПКБ разработало несколько поколений различных приборов, систем и комплексов бортового оборудования для многих типов самолетов и вертолетов. В 1990-е годы РПКБ решило задачу создания сложных многоуровневых интегрированных комплексов БРЭО на базе магистрально-модульного принципа и открытой архитектуры аппаратуры и программно-математического обеспечения для новых и модернизируемых самолетов и вертолетов, разработан целый ряд бортовых вычислительных машин высокого быстродействия на базе современных импортных микросхем и собственная операционная система реального времени. В 2000-2010 гг. на предприятии была создана конкурентоспособная высокоинтеллектуальная авионика, выполненная с использованием самых современных конструктивных решений и прогрессивных технологий, реализована концепция «стеклянной кабины», в рамках которой были разработаны «умные» цветные многофункциональные жидкокристаллические индикаторы (МФИ) и пульты управления, образующие единое информационно-управляющее поле летательного аппарата.

Сегодня ОАО РПКБ работает в международных стандартах, в том числе и натовских военных стандартах MIL-STD, а продукция по своим техническим характеристикам находится на уровне лучших мировых образцов и поставляется во многие страны мира. Многие из этих технических решений были с успехом использованы при разработке самолета Су-30МКИ, и открыли перспективы по дальнейшей модернизации самолетов и по наращиванию его боевых характеристик и возможностей.

На сегодняшний день летные характеристики самолетов Су-30МКИ справедливо считаются одними из лучших в мире. Это неоднократно демонстрировалось на множестве аэрошоу и в ходе различных учений. Но боевая эффективность самолета и его преимущества над потенциальным противником сегодня определяется не столько аэродинамикой и тягой двигателей, хотя, несомненно, это тоже очень важно, сколько возможностями его БРЭО (и, разумеется, подготовленностью летчика).

В рамках работ по лицензионному производству Су-30МКИ на индийском заводе корпорации HAL в г. Насике 28 ноября 2004 г. состоялась торжественная церемония, в ходе которой был поднят в воздух первый серийный Су-30МКИ индийской сборки. Таким образом, был создан самолет, который можно смело отнести к поколению 4+. Его отличительными чертами стали применение двигателя АЛ-31ФП с УВТ и СДУ, включенные в единый контур управления. В комплексе это обеспечивает возможность реализации на самолете режимов сверхманевренности. Применение мощной импульсно-доплеровской РЛС с поворотной ФАР обеспечивает большие дальности обнаружения и сопровождения, многоканальность, возможность работы по наземным целям. Реализация принципа «стеклянной кабины» с применением широкоэкранных МФИ, – реализация принципа открытой архитектуры борта, обеспечиваемая за счет применения мультиплексного канала информационного обмена (МКИО), выполненного в соответствии со стандартом MIL-STD-1553B, широкая интеграция систем БРЭО импортного и отечественного производства позволили создать современный комплекс.

Вся координация работы комплекса БРЭО в самолете Су-30МКИ была возложена на БЦВМ разработки РПКБ. Сюда стекается информация от всех систем комплекса, обрабатывается и затем предоставляется экипажу. Поэтому РПКБ в первую очередь отвечает за комплексирование аппаратуры и программно-математическое обеспечение всего оборудования, а также решает все вопросы по интеграции БРЭО самолета Су-30МКИ. Это задачи взаимодействия систем связи РЭП и общесамолетных систем, САУ, СДУ, задачи управления оружием с тепловыми головками, с лазерным наведением, неуправляемым оружием, навигационные задачи, задачи сбора информации на борту и передачи ее на индикацию. И самая главная задача – это задача построения кабины.

В части БРЭО Су-30МКИ отличался универсальной РЛС, системой индикации на многофункциональных жидкокристаллических цветных дисплеях с большой разрешающей способностью, новым оптико-электронным многофункциональным прицельно-навигационным комплексом на базе современных ЭВМ с инерциальной навигационной системой на лазерных гироскопах и с системой спутниковой навигации (GPS), и принципиально новой системой объективного контроля с фиксированием не только рабочих параметров систем самолета, но и внешней тактической обстановки.

Тем не менее, с момента рождения самолета Су-30МКИ прошло достаточно много времени и за это время появились новые системы, которые позволяют повысить боевую эффективность самолета. Хотя стоит отметить, что с точки зрения обеспечения насущных задач обороны, такой страны как Индия, ничего лучше, чем Су-30МКИ, на сегодняшний день нет. Это подтверждает хотя бы тот факт, что варианты Су-30МКИ выиграли учебные бои с современным американским истребителем четвертого поколения F-18E/F в Малайзии и французским истребителем «Rafale» в Алжире.

В настоящее время идут переговоры с индийской стороной о дальнейшей модернизации самолета Су-30МКИ для индийских ВВС и находятся они в завершающей стадии определения технического лица и выбора поставщиков бортового оборудования. При этом налицо достаточно жесткая конкурентная борьба (не только на техническом уровне) между российскими, индийскими и западными компаниями. Стоит отметить, что использование западных комплектующих в составе комплекса БРЭО существующего самолета Су-30МКИ было интересным и в то время необходимым шагом, но сегодня российская промышленность способна предложить системы, ни в чем не уступающие западным образцам. При этом необходимо учесть, что создание нового варианта самолета дело не быстрое, и решения, заложенные сегодня, должны работать, причем работать надежно, не один десяток лет. Предстоящее подписание контракта сегодня означает, что новый самолет появится в эксплуатации примерно в 2017 году.

Стоит отметить, что в комплексе БРЭО все взаимосвязано. Если нужен локатор с большей разрешающей способностью, необходимы и новые индикаторы. Новые индикаторы означают, что необходим новый интерфейс, а это ведет к изменению вычислительной машины и, как следствие, к новым комплексным блокам. Таким образом конструкторское бюро «ведет» кабину, делает вычислительную технику, проводит интеграцию всего БРЭО, создает интерфейс, с использованием мультиплексных и оптоволоконных каналов, а также новое программное обеспечение. При этом структура его будет такова, что даст возможность решать дополнительные задачи и наращивать программное обеспечение «не ломая» всей системы. Модернизированный Су-30МКИ фактически получит совершенно новый комплекс БРЭО и по всем параметрам будет превосходить все существующие варианты.

Кандидат технических наук Г. АНЦЕВ, А. КИСЕЛЕВ, доктор технических наук В. САРЫЧЕВ (ОАО "Радар ММС").

О гражданской авионике, призванной коренным образом изменить работу пассажирского авиатранспорта, рассказывалось в статье "Авионика. Регулировщик воздушного движения" (см. "Наука и жизнь" № 2, 2004 г.). Военная авионика, конечно, богаче по своим возможностям, и теперь речь о ней. Боевые характеристики военной авиационной техники определяются, прежде всего, уровнем систем авионики. Бортовые компьютеризированные устройства не только берут на себя многие рутинные процедуры пилотирования, они способны эффективно парировать внезапно возникающие угрозы. Поэтому крайне важное значение приобретает мониторинг, то есть поиск и обнаружение "объектов" на земле и в воздушном пространстве и оценка их с точки зрения успешного выполнения поставленной задачи.

Обнаружение целей при облучении их радаром самолета-разведчика (а) и "подсвечивающим" радаром (б).

Член-корреспондент АН СССР С. М. Рытов (1908-1996), один из основоположников радиофизики.

Филигранно подобранные форма и размеры самолета F-117, а также особое покрытие поверхности мешают радарам обнаружить его и спереди и сбоку.

Работая в нескольких диапазонах волн, радар в состоянии обнаружить объекты не только на поверхности, но и на определенной глубине.

Согласно теореме Котельникова, если время между отсчетами τ меньше полупериода Т/2 колебаний (а), то форму сигнала можно восстановить; если же это время больше полупериода (б), то сигнал восстановить не удается.

Антенная решетка состоит из отдельных модулей.

При отклонении луча апертура решетки А" уменьшается пропорционально косинусу угла отклонения, и соответственно падает разрешающая способность радара.

Активная фазированная антенная решетка в головной части крылатой ракеты.

При достаточно большом интервале синтезирования виртуальная апертура может составить десятки метров, благодаря чему разрешающая способность антенной решетки

НЕВИДИМОЕ СТАНОВИТСЯ ЗРИМЫМ

Одной из главных функций военной авиации была и остается разведка. Во время Второй мировой войны пилоты могли рассчитывать лишь на собственные глаза да на фотокамеры, установленные на самолете. Ныне разведку ведут, используя мониторинговые радиоэлектронные системы. Эти системы перспективны и в хозяйственных областях.

Средства авионики регистрируют как собственное излучение наблюдаемого объекта от работающих на нем радиосредств или источников тепла, так и электромагнитные волны, которые отражаются от него при облучении радаром, расположенным непосредственно на самолете-разведчике. Сейчас все чаще, и не только в военной области, прибегают к радиолокационной разведке "с подсвечиванием". Объекты на земле или в воздушном пространстве облучают внешними источниками, а отраженный сигнал регистрируется антенной самолета-разведчика, работающей на прием.

Но самое главное состоит даже не в том, чтобы обнаружить объект, а в том, чтобы идентифицировать его, то есть ответить на вопрос: "Что же мы, собственно, наблюдаем?" Это одна из самых сложных задач, стоящих перед системами авионики. Чтобы решить ее, нельзя обойтись без самых современных средств вычислительной техники. Разработчики авионики используют и достижения радиофизики - области науки, основателем которой во всем мире по праву считается член-корреспондент АН СССР Сергей Михайлович Рытов. Распознать объект удается благодаря тому, что механизмы рассеяния и поглощения посылаемых в его сторону радиоволн тесно связаны с физическими и геометрическими характеристиками объекта. Дополнительную информацию можно получить по характеру его собственного излучения.

Например, металлические предметы практически целиком отражают падающие на них волны. Степень же поглощения волны веществом зависит от его диэлектрической и магнитной проницаемости.

В мониторинговой авионике стремятся использовать чрезвычайно широкий частотный спектр электромагнитных волн - с длинами от долей миллиметра до сотен метров. Это связано с тем, что изображение на дисплее зависит от длины волны, на которой работает радиолокатор: насколько сильно отражает или поглощает объект падающее на него электромагнитное излучение определяется, прежде всего, длиной волны, а также размерами самого объекта и различными неоднородностями физических и геометрических характеристик. Например, самолеты, выполненные по технологии "стелс", имеют такой филигранно подобранный набор геометрических форм и электрофизических свойств поверхности, что для определенного, "освоенного" противником диапазона волн отраженный сигнал попросту отсутствует. В более длинноволновой или более высокочастотной области эти "невидимки" обнаруживаются.

Сегодня, как правило, радиолокатор формирует и обрабатывает сигналы в нескольких частотных диапазонах. Если эти диапазоны значительно разнесены друг от друга, то на соответствующих изображениях мы обнаружим разные детали объекта. То же самое, кстати, будет, если сравнить картины звездного неба, полученные с помощью оптического телескопа и радиотелескопа.

В начале эры радиолокации разработчики делали ставку на волны УВЧ- и СВЧ-диапазонов, то есть пытались "разглядеть" возможно более мелкие предметы: объект отражал волну, если его размеры были больше длины волны или сопоставимы с ней. Однако впоследствии оказалось, что не так просто обнаружить, например, колонны военной техники, если они движутся по дороге, обсаженной деревьями: листва как покрывало отражала сантиметровые волны, пряча под собой корпуса танков и бронетранспортеров. А ракетную шахту можно было замаскировать обычным стогом сена.

Теперь радиолокаторы все чаще "осваивают" низкочастотный диапазон, волны которого проникают даже сквозь почву и позволяют обнаружить закопанные и укрытые объекты. Примером может служить четырехчастотный радиолокационный комплекс "Имарк", за создание которого его авторы - сотрудники Московского научно-исследовательского института приборостроения - получили в 2000 году Государственную премию РФ. Этот радиолокатор формирует и обрабатывает сигналы на длинах волн 3,9; 23; 68 и 254 см. Так вот, на самой длинной волне - 2,54 м - комплекс "видит" скопления грунтовых вод, различные геологические структуры, в том числе и алмазные трубки. Сигналы этих частот проникают и под лед, а при работе на волне 3,9 см от радара в чистом поле не укроется даже заяц.

Если же облучать объект последовательно или сразу волнами нескольких диапазонов, то можно, с одной стороны, выявить его структуру, а с другой - "устранить" препятствия, мешающие наблюдению: растительность, земной и водный покров, туман и облака.

Несколько лет назад на нефтепроводе в Республике Коми произошла авария, но стояла зима, и разлившуюся нефть тут же засыпало снегом. Дожидаться весны - нефть пропитает почву и погубит все живое. На поиск места аварии вылетел самолет с многочастотным радаром и точно обнаружил скрытые границы пятна.

Ныне в авионике стали использовать прежде экзотические сверхширокополосные сигналы, занимающие полосу частот в несколько гигагерц, - в результате можно сформировать еще более детальную картину. Кроме того, сверхширокополосные сигналы крайне трудно обнаружить, поэтому, используя их, можно скрыть не только передаваемую информацию, но и сам факт ее передачи.

"ГЛАЗА" САМОЛЕТА

Если нам нужно взглянуть в сторону, мы либо поворачиваем голову, либо переводим взгляд. Примерно таким же образом можно осуществлять радиолокацию. Правда, когда речь заходит о радаре, мы, как правило, представляем себе вращающееся или качающееся сооружение, которое состоит из излучателя и отражателя (зеркальной антенны).

Однако еще в 1937 году американские исследователи Г. Фрис и К. Фельдман выдвинули идею так называемой управляемой антенной решетки. Принцип действия этого устройства основан на положении, сформулированном в 1933 году российским ученым В. А. Котельниковым в виде теоремы, получившей его имя. Он доказал, что практически любой сигнал можно восстановить, имея ряд его мгновенных значений, взятых через равные промежутки времени (эквидистантных отсчетов). Причем интервал между отсчетами должен быть меньше полупериода высшей гармоники сигнала.

Антенная решетка представляет собой размещенную в плоскости совокупность отстоящих на одинаковом расстоянии друг от друга небольших излучателей (модулей). Иначе говоря, их можно, согласно теории Котельникова, принять за отсчетчики, если расстояния между ними не превышают половины излучаемой или принимаемой антенной решеткой длины волны. С помощью фазовращателей можно так подобрать фазу излучения каждого модуля, что решетка в целом станет излучать острый луч, причем такой же, как излучала бы зеркальная антенна, размер которой равен всей антенной решетке - от первого модуля до последнего. По этому лучу никак нельзя заметить, что антенна "дырявая", то есть что в ней есть просветы между модулями.

Более того, согласованно меняя фазы модулей, можно заставить луч отклоняться, и при механически неподвижной решетке будет происходить сканирование пространства - совсем как мы, не поворачивая головы, глазами просматриваем страницу книги.

Такой решеткой можно формировать и несколько лучей, причем каждый со своей динамикой. В результате получается многолучевая антенная решетка - такими сегодня оснащаются современные истребители.

Хотя принцип работы антенной решетки не выглядит сложным, на практике радиоинженерам пришлось преодолеть огромные трудности. Так, потребовались малогабаритные, не вносящие потерь и потребляющие малую мощность фазовращатели. До появления быстродей ствующих компьютеров не менее трудно было управлять изменением фазы. Лишь на основе достижений микроэлектроники удалось построить коммутаторы, справляющиеся с этой задачей.

Дальнейшие успехи микроэлектроники предоставили в распоряжение конструкторов малогабаритные твердотельные (то есть построенные по принципу интегральных схем) передатчики и приемники, которые прямо напрашивались на роль антенных модулей. Так появились активные фазированные антенные решетки (АФАР) с модулями, усиливающими излучаемый и принимаемый сигналы (на фото справа). В целом передатчик радара, как наиболее энергетически емкое устройство авионики, оказался "размазанным" по антенной решетке и стал одним из самых надежных элементов: при поломках нескольких твердотельных модулей существенного снижения характеристик не происходит (прежде у радаров с пассивной решеткой, если передатчик выходил из строя, самолет становился "слепым").

Первый в мире радиолокатор с АФАР для истребителей построен в нашей стране в корпорации "Фазотрон - НИИР" под руководством профессора А. И. Канащенкова, причем в достаточно сложное для оборонной промышленности время.

ОСТРОТА ЗРЕНИЯ РАДАРА

Способность видеть предметы зависит не только от длины отражаемой ими электромагнитной волны. Иначе мы могли бы разглядеть любые микроорганизмы в световых лучах, длина волны которых меньше микрометра. Нам же для этого требуется микроскоп, поскольку разрешающая способность человеческого глаза ограничена.

Четкость изображения, получаемого с помощью антенной решетки (а в принципе и любой антенны), зависит от ее размеров и определяется параметром, называемым раскрывом антенны или апертурой. Угловая разрешающая способность (рад -1) приблизительно равна отношению длины излучаемой и (или) принимаемой волны к апертуре антенны. Следовательно, чем крупнее антенна и чем меньше длина волны, тем более четким получается изображение.

Чтобы увеличить апертуру антенной решетки и таким образом повысить остроту зрения радара, в первую очередь приходит мысль разнести модули по фюзеляжу самолета. Появились авиационные радары с вдольфюзеляжной антенной. Затем "в ход пошли" крылья, причем управлять фазами сигналов отдельных модулей стало сложнее: антенная решетка представляет собой плоскость, а форма самолета очень сложная. Приходилось учитывать смещение каждого модуля от плоскости и соответственно подбирать для него фазу.

И все же, как ни крути, размеры, скажем, истребителя в длину и в ширину не превышают десятка метров. Значит, достигнут предел?

Выход был найден в реализации идеи синтезированной апертуры, высказанной в 1959 году А. П. Реутовым, ныне - член-корреспондент РАН, и профессором Г. С. Кондратенковым. В обычной антенной решетке сигналы отдельных модулей суммируются (с учетом фаз) по правилам сложения векторов. Но в принципе нет разницы, снимаются ли сигналы со всех модулей одновременно или последовательно во времени с одного из них, при условии, правда, что этот модуль движется. От начала до окончания интервала синтезирования самолет может пролететь сотни метров - и такой же будет виртуальная апертура антенны. Следовательно, и разрешающая способность радара окажется высокой.

Для сравнения ниже приведены данные о разрешающей способности различных радиоэлектронных и оптических систем, а также человеческого глаза (в рад -1):

Панорамные авиационные радары - 10-50.

Авиационные радары с вдольфюзеляжной антенной - 200-300.

Человеческий глаз - 5x10 3 .

Радары с синтезированной апертурой - 10 3 -10 5 .

Оптические системы - 10 4 -10 6 .

Самое главное - точно знать положение модулей решетки в каждый момент времени. Но это и труднее всего реализовать, поскольку нужно учитывать даже вибрации корпуса самолета.

В результате радиолокационное изображение Земли не выглядит отдельными точками и пятнами на экране локатора, а приобретает характер фотографии. Такое направление в авиационной радиолокации стали называть радиовидением. Упомянутый выше радиолокационный комплекс "Имарк" осуществляет синтезирование апертуры во всех четырех частотных диапазонах.

К слову, метод синтезирования апертуры весьма перспективен для наблюдения из космоса: траектория искусственных спутников Земли очень стабильна, а длина виртуальной апертуры может достигать десятков и сотен километров.

Но, как следует из вышесказанного, с помощью решеток с синтезированной апертурой можно получить образы только неподвижных предметов: движущиеся объекты окажутся смещенными. Например, на синтезированном радиолокационном изображении движущиеся автомобили будут находиться не на шоссе, а где-то в стороне от него. Понятно, что, если для наведения огневых средств на движущиеся объекты используется синтезированное радиолокационное изображение, этот фактор необходимо специально учитывать.

ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МОНИТОРИНГОВОЙ АВИОНИКИ

В условиях боевых действий:

обнаружение различных военных целей (в том числе и укрытых);

предотвращение военных и террористических акций;

обнаружение складов оружия, минных полей, военных лагерей, новых троп и дорог.

В условиях чрезвычайных ситуаций:

оценка последствий паводков, прибрежных штормов, сезонных дождей и таяния снегов;

определение границ ареалов, пораженных болезнями, нашествием насекомых и грызунов, кислотными дождями, пожарами, засухами, наводнениями;

обнаружение коронных разрядов на ЛЭП, аварий на подземных нефте-, газо- и водопроводах и канализационных сетях;

поиск мелких объектов в районах катастроф: катеров, шлюпок, обломков и т.д.;

оценка морского волнения, силы и направления ветра при выполнении аварийно-спасательных работ на море;

оценка загрязнения акваторий нефтяной пленкой толщиной от нескольких микрометров;

обнаружение в Арктике терпящих бедствие людей, укрывшихся под толщей снега или под торосами;

обнаружение утечек нефти из трубопроводов.

Для научных целей:

проведение гидрологических и гляциологических наблюдений, оценка влажности почв, снежного покрова, состояния айсбергов, ледников, вечной мерзлоты;

картография морских льдов и оценка эволюции льдин;

дистанционная археология (обнаружение районов поселений древних культур и ведущих туда бывших транспортных путей);

контроль за популяциями вымирающих видов флоры и фауны;

проведение топографических и литологических измерений;

оценка динамики земной коры;

оценка активности вулканов и последствий вулканической деятельности, включая течения лавы и грязевых потоков;

оценка сейсмической активности и прогнозирование зон разломов;

картография суши и морской поверхности.

Для хозяйственных целей:

оценка характеристик окружающей среды (от регионального масштаба до глобального);

точное картографирование дорог;

определение наличия наземных и подземных биомасс;

обнаружение нелегальных дорог в горных и лесных районах и заповедниках, выявление незаконных промыслов;

описание лесных, сельскохозяйственных и рыболовных экосистем;

классификация и оценка состояния почв, болот, озер;

прогнозирование урожаев;

оценка состояния экосистем полярных районов;

определение состояния лесных экосистем;

обнаружение легальных и нелегальных лесных вырубок;

обнаружение предвестников землетрясений;

определение зон подтопления в районах водохранилищ;

определение зон засоления при обмелении водоемов и эксплуатации мелиоративных сооружений;

оценка экологического состояния открытых разработок полезных ископаемых;

обнаружение объектов и сооружений, скрытых густой растительностью или заглубленных в грунт;

оценка геоэкологических процессов, связанных с распространением загрязненных почвенных вод;

выявление скрытого процесса подпочвенного подтопления хозяйственных земель.

Содержание статьи

АВИАЦИОННЫЕ БОРТОВЫЕ ПРИБОРЫ , приборное оборудование, помогающее летчику вести самолет. В зависимости от назначения авиационные бортовые приборы делятся на пилотажно-навигационные, приборы контроля работы авиадвигателей и сигнализационные устройства. Навигационные системы и автоматы освобождают пилота от необходимости непрерывно следить за показаниями приборов. В группу пилотажно-навигационных приборов входят указатели скорости, высотомеры, вариометры, авиагоризонты, компасы и указатели положений самолета. К приборам, контролирующим работу авиадвигателей, относятся тахометры, манометры, термометры, топливомеры и т.п.

В современных бортовых приборах все больше информации выносится на общий индикатор. Комбинированный (многофункциональный) индикатор дает возможность пилоту одним взглядом охватывать все объединенные в нем индикаторы. Успехи электроники и компьютерной техники позволили достичь большей интеграции в конструкции приборной доски кабины экипажа и в авиационной электронике. Полностью интегрированные цифровые системы управления полетом и ЭЛТ-индикаторы дают пилоту лучшее представление о пространственном положении и местоположении самолета, чем это было возможно ранее.

Новый тип комбинированной индикации – проекционный – дает пилоту возможность проецировать показания приборов на лобовое стекло самолета, тем самым совмещая их с панорамой внешнего вида. Такая система индикации применяется не только на военных, но и на некоторых гражданских самолетах.

ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ

Совокупность пилотажно-навигационных приборов дает характеристику состояния самолета и необходимых воздействий на управляющие органы. К таким приборам относятся указатели высоты, горизонтального положения, воздушной скорости, вертикальной скорости и высотомер. Для большей простоты пользования приборы сгруппированы Т-образно. Ниже мы кратко остановимся на каждом из основных приборов.

Указатель пространственного положения.

Указатель пространственного положения представляет собой гироскопический прибор, который дает пилоту картину внешнего мира в качестве опорной системы координат. На указателе пространственного положения имеется линия искусственного горизонта. Символ самолета меняет положение относительно этой линии в зависимости от того, как сам самолет меняет положение относительно реального горизонта. В командном авиагоризонте обычный указатель пространственного положения объединен с командно-пилотажным прибором. Командный авиагоризонт показывает пространственное положение самолета, углы тангажа и крена, путевую скорость, отклонение скорости (истинной от «опорной» воздушной, которая задается вручную или вычисляется компьютером управления полетом) и представляет некоторую навигационную информацию. В современных самолетах командный авиагоризонт является частью системы пилотажно-навигационных приборов, которая состоит из двух пар цветных электронно-лучевых трубок – по две ЭЛТ для каждого пилота. Одна ЭЛТ представляет собой командный авиагоризонт, а другая – плановый навигационный прибор (см. ниже ). На экраны ЭЛТ выводится информация о пространственном положении и местоположении самолета во всех фазах полета.

Плановый навигационный прибор.

Плановый навигационный прибор (ПНП) показывает курс, отклонение от заданного курса, пеленг радионавигационной станции и расстояние до этой станции. ПНП представляет собой комбинированный индикатор, в котором объединены функции четырех индикаторов – курсоуказателя, радиомагнитного индикатора, индикаторов пеленга и дальности. Электронный ПНП с встроенным индикатором карты дает цветное изображение карты с индикацией истинного местоположения самолета относительно аэропортов и наземных радионавигационных средств. Индикация направления полета, вычисления поворота и желательного пути полета предоставляют возможность судить о соотношении между истинным местоположением самолета и желаемым. Это позволяет пилоту быстро и точно корректировать путь полета. Пилот может также выводить на карту данные о преобладающих погодных условиях.

Указатель воздушной скорости.

При движении самолета в атмосфере встречный поток воздуха создает скоростной напор в трубке Пито, закрепленной на фюзеляже или на крыле. Воздушная скорость измеряется путем сравнения скоростного (динамического) напора со статическим давлением. Под действием разности динамического и статического давлений прогибается упругая мембрана, с которой связана стрелка, показывающая по шкале воздушную скорость в километрах в час. Указатель воздушной скорости показывает также эволютивную скорость, число Маха и максимальную эксплуатационную скорость. На центральной панели расположен резервный пневмоуказатель воздушной скорости.

Вариометр.

Вариометр необходим для поддержания постоянной скорости подъема или снижения. Как и высотомер, вариометр представляет собой, в сущности, барометр. Он указывает скорость изменения высоты, измеряя статическое давление. Имеются также электронные вариометры. Вертикальная скорость указывается в метрах в минуту.

Высотомер.

Высотомер определяет высоту над уровнем моря по зависимости атмосферного давления от высоты. Это, в сущности, барометр, проградуированный не в единицах давления, а в метрах. Данные высотомера могут представляться разными способами – с помощью стрелок, комбинаций счетчиков, барабанов и стрелок, посредством электронных приборов, получающих сигналы датчиков давления воздуха. См. также БАРОМЕТР .

НАВИГАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ И АВТОМАТЫ

На самолетах устанавливаются различные навигационные автоматы и системы, помогающие пилоту вести самолет по заданному маршруту и выполнять предпосадочное маневрирование. Некоторые такие системы полностью автономны; другие требуют радиосвязи с наземными средствами навигации.

Электронные навигационные системы.

Существует ряд различных электронных систем воздушной навигации. Всенаправленные радиомаяки – это наземные радиопередатчики с радиусом действия до 150 км. Они обычно определяют воздушные трассы, обеспечивают наведение при заходе на посадку и служат ориентирами при заходе на посадку по приборам. Направление на всенаправленный радиомаяк определяет автоматический бортовой радиопеленгатор, выходная информация которого отображается стрелкой указателя пеленга.

Основным международным средством радионавигации являются всенаправленные азимутальные радиомаяки УКВ-диапазона VOR; их радиус действия достигает 250 км. Такие радиомаяки используются для определения воздушной трассы и для предпосадочного маневрирования. Информация VOR отображается на ПНП и на индикаторах с вращающейся стрелкой.

Дальномерное оборудование (DME) определяет дальность прямой видимости в пределах около 370 км от наземного радиомаяка. Информация представляется в цифровой форме.

Для совместной работы с маяками VOR вместо ответчика DME обычно устанавливают наземное оборудование системы TACAN. Составная система VORTAC обеспечивает возможность определения азимута с помощью всенаправленного маяка VOR и дальности с помощью дальномерного канала TACAN.

Система посадки по приборам – это система радиомаяков, обеспечивающая точное наведение самолета при окончательном заходе на посадочную полосу. Курсовые посадочные радиомаяки (радиус действия около 2 км) выводят самолет на среднюю линию посадочной полосы; глиссадные радиомаяки дают радиолуч, направленный под углом около 3° к посадочной полосе. Посадочный курс и угол глиссады представляются на командном авиагоризонте и ПНП. Индексы, расположенные сбоку и внизу на командном авиагоризонте, показывают отклонения от угла глиссады и средней линии посадочной полосы. Система управления полетом представляет информацию системы посадки по приборам посредством перекрестья на командном авиагоризонте.

«Омега» и «Лоран» – радионавигационные системы, которые, используя сеть наземных радиомаяков, обеспечивают глобальную рабочую зону. Обе системы допускают полеты по любому маршруту, выбранному пилотом. «Лоран» применяется также при заходе на посадку без использования средств точного захода. Командный авиагоризонт, ПНП и другие приборы показывают местоположение самолета, маршрут и путевую скорость, а также курс, расстояние и расчетное время прибытия для выбранных путевых точек.

Инерциальные системы.

Система обработки и индикации пилотажных данных (FMS).

Система FMS обеспечивает непрерывное представление траектории полета. Она вычисляет воздушные скорости, высоту, точки подъема и снижения, соответствующие наиболее экономному потреблению топлива. При этом система использует планы полета, хранящиеся в ее памяти, но позволяет также пилоту изменять их и вводить новые посредством компьютерного дисплея (FMC/CDU). Система FMS вырабатывает и выводит на дисплей летные, навигационные и режимные данные; она выдает также команды для автопилота и командного пилотажного прибора. В дополнение ко всему она обеспечивает непрерывную автоматическую навигацию с момента взлета до момента приземления. Данные системы FMS представляются на ПНП, командном авиагоризонте и компьютерном дисплее FMC/CDU.

ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ РАБОТЫ АВИАДВИГАТЕЛЕЙ

Индикаторы работы авиадвигателей сгруппированы в центре приборной доски. С их помощью пилот контролирует работу двигателей, а также (в режиме ручного управления полетом) изменяет их рабочие параметры.

Для контроля и управления гидравлической, электрической, топливной системами и системой поддержания нормальных рабочих условий необходимы многочисленные индикаторы и органы управления. Индикаторы и органы управления, размещаемые либо на панели бортинженера, либо на навесной панели, часто располагают на мнемосхеме, соответствующей расположению исполнительных органов. Индикаторы мнемосхем показывают положение шасси, закрылков и предкрылков. Может указываться также положение элеронов, стабилизаторов и интерцепторов.

СИГНАЛИЗАЦИОННЫЕ УСТРОЙСТВА

В случае нарушений в работе двигателей или систем, неправильного задания конфигурации или рабочего режима самолета вырабатываются предупредительные, уведомительные или рекомендательные сообщения для экипажа. Для этого предусмотрены визуальные, звуковые и тактильные средства сигнализации. Современные бортовые системы позволяют уменьшить число раздражающих тревожных сигналов. Приоритетность последних определяется по степени неотложности. На электронных дисплеях высвечиваются текстовые сообщения в порядке и с выделением, соответствующими степени их важности. Предупредительные сообщения требуют немедленных корректирующих действий. Уведомительные – требуют лишь немедленного ознакомления, а корректирующих действий – в последующем. Рекомендательные сообщения содержат информацию, важную для экипажа. Предупредительные и уведомительные сообщения делаются обычно и в визуальной, и в звуковой форме.

Системы предупредительной сигнализации предупреждают экипаж о нарушении нормальных условий эксплуатации самолета. Например, система предупреждения об угрозе срыва предупреждает экипаж о такой угрозе вибрацией обеих штурвальных колонок. Система предупреждения опасного сближения с землей дает речевые предупредительные сообщения. Система предупреждения о сдвиге ветра дает световой сигнал и речевое сообщение, когда на маршруте самолета встречается изменение скорости или направления ветра, способное вызвать резкое уменьшение воздушной скорости. Кроме того, на командном авиагоризонте высвечивается шкала тангажа, что позволяет пилоту быстрее определить оптимальный угол подъема для восстановления траектории.

ОСНОВНЫЕ ТЕНДЕНЦИИ

«Режим S» – предполагаемый канал обмена данными для службы управления воздушным движением – позволяет авиадиспетчерам передавать пилотам сообщения, выводимые на лобовое стекло самолета. Сигнализационная система предупреждения воздушных столкновений (TCAS) – это бортовая система, выдающая экипажу информацию о необходимых маневрах. Система TCAS информирует экипаж о других самолетах, появляющихся поблизости. Затем она выдает сообщение предупредительного приоритета с указанием маневров, необходимых для того, чтобы избежать столкновения.

Глобальная система местоопределения (GPS) – военная спутниковая система навигации, рабочая зона которой охватывает весь земной шар, – теперь доступна и гражданским пользователям. К концу тысячелетия системы «Лоран», «Омега», VOR/DME и VORTAC практически полностью вытеснены спутниковыми системами.

Монитор состояния (статуса) полета (FSM) – усовершенствованная комбинация существующих систем уведомления и предупреждения –помогает экипажу в нештатных летных ситуациях и при отказах систем. Монитор FSM собирает данные всех бортовых систем и выдает экипажу текстовые предписания для выполнения в аварийных ситуациях. Кроме того, он контролирует и оценивает эффективность принятых мер коррекции.