КОМПЛЕКСЫ СТАНДАРТНОГО ПИЛОТАЖНО-НАВИГАЦИОННОГО ОБОРУДОВАНИЯ (КСПНО)

С развитием авиации и технической оснащенности воздушных судов возникла необходимость в автоматизации процессов самолетовождения. Требования к безопасности и надежности полетов значительно выросли. Стало ясно, что человек не способен с настолько высокой точностью обрабатывать большое количество информации, необходимое в полете. Поэтому авиаконструкторы занялись разработкой пилотажно-навигационных комплексов (ПНК), которые должны снизить нагрузку на членов экипажа в кабине. Развитие ПНК имеет большую историю, которая началась с появление комплексов, основанных на базе аналоговых вычислителей. Далее появились комплексы, основанные на базе цифровых вычислителей.

С развитием математики и вычислительной техники разработали ПНК нового поколения – комплексы стандартного пилотажно-навигационного оборудования (КСПНО). Их можно считать аналогом FMS (Flight Management System), которую устанавливают на воздушных судах иностранного производства. КСПНО разработано для самолетов ТУ – 204, ТУ – 214 и ИЛ – 96 и позволяет вести полет от взлета до посадки в директорном и автоматическом режиме.

В отличие от ПНК предыдущих поколений КСПНО имеет больший объем исходной навигационной информации, более высокую степень точности и надежности датчиков навигационной информации. Передача навигационной информации от датчиков осуществляется в цифровом виде, а не аналоговом виде. Вся она выдается потребителям только после обработки в БЦВМ. В навигационном комплексе применяется съемный блок энергозависимой памяти, который содержит аэронавигационную информацию, требуемую для выполнения полета, и обеспечивает своевременное включение того или иного датчика в полете в соответствии с программой полета. Все датчики имеют двойное или тройное резервирование с широкой и достаточно глубокой системой автоконтроля. Индикаторы нового типа выдают интегрированную, обобщенную навигационную информацию.

Вычислительная система самолетовождения (ВСС) является основой комплекса. Она объединяет в себе все датчики навигационной информации в единый комплекс, четко разграничивает функции и обеспечивает ручной и автоматический ввод пространственно – временной программы полета. Помимо этого, ВСС обеспечивает выработку управляющих сигналов и выдачу их в систему траекторного управления воздушного судна, оптимизацию параметров полета, индикацию текущей навигационной информации, автоматическое включение и настройку бортовых РНС.

На рисунке (рис. 1) представлен пример ВСС – 85, установлемого на борту воздушного судна.

Рисунок 1. ВСС - 85

Основными элементами ВСС-85 являются:

- съемный блок энергонезависимой памяти МП-47 для автоматической загрузки аэронавигационных данных в БЦВМ;

- два пульта управления и индикации ПУИ-85 для управления процессами ввода и индикации навигационной информации;

- системы электронной индикации (СЭИ), состоящей из пульта управления и четырех взаимозаменяемых индикаторов

- пилотажных КПИ и навигационных КИНО;

- вычислительные системы управления полетом ВСУП-85 и управления тягой двигателей ВСУТ-85;

- комплексная информационная система сигнализации КИСС-1-1.

Датчиками навигационной информации являются три комплекта инерциальных систем БИНС, различные радионавигационные системы ближней и дальней навигации, спутниковая навигационная система СНС-85, система воздушных сигналов СВС-85, метеонавигационная радиолокационная станция МНРЛС-85.

Рисунок 2. Функциональные связи КСПНО

Инерциальная система БИНС по трем независимым каналам передает потребителям данные: счисленных географических координат местоположения воздушного судна, истинный (магнитный) курс, угол сноса и путевую скорость с составляющими, путевой угол, инерциальную высоту и вертикальную скорость, крен и тангаж воздушного судна, угловые скорости изменения крена, тангажа и путевого угла, горизонтальные составляющие ускорений воздушного судна в прямоугольных координатах и угловые скорости вокруг этих осей, угол наклона траектории. Система воздушных сигналов СВС-85 измеряет и выдает в ВСС-85 и на индикаторы информацию о высотно-скоростных параметрах и угле атаки самолета по четырем независимым линиям связи. Измерения производятся тремя независимыми комплектами СВС-85. Управление СВС-85 производится с пультов управления индикации ПУИ-85. Радионавигационные системы на самолете управляются автоматически согласно программе полета или оперативно с помощью комплексных пультов (КП) РТС-85 каждого пилота. С помощью кнопок табло осуществляется выбор необходимого средства, настройка на нужную частоту и выбор режима работы.

В КСПНО загрузка банка данных для программы полета осуществляется наземным персоналом штурманского обеспечения полета (ШОП) путем подсоединения ЭЗУ МП к бортовой ЦВМ в перезаписи его содержимого в память ЦВМ. В связи с тем, что навигационный файл банка данных в памяти наземной ЭВМ, содержащей информацию об аэропортах, маршрутах и наземных РТС навигации, обновляется через каждые 28 дней в соответствии с циклом AIRAC, ввод информации в бортовую ЦВМ тоже обновляется через 28 дней. В памяти БЦВМ может храниться информация о 70 маршрутах не менее десяти тысяч часов.

В КСПНО после установки на борту блоков ЭЗУ МП с записанной информацией производится ее проверка с целью:

- считывания записанной информации из съемного модуля и проверки ее идентичности с исходной программой;

- визуальной проверки записи данных конкретного маршрута, считываемых из съемного модуля и выводимых на экраны дисплея ПУИ-85 и сравнения их с планом полета.

Основной режим выполнения полета на ВС с КСПНО - автоматический. При нормальном функционировании пилотажно – навигационного комплекса экипаж выполняет контроль за текущими навигационными параметрами.

КСПНО позволяет автоматизировать большой круг полетных задач, уменьшает нагрузку на экипаж. Это приводит к тому, что в современных гражданских самолетах появляется возможность отказаться от штурманов и бортинженеров.

КСПНО – это полностью интегрированная система управления воздушным судном, получающая входные данные от датчиков всех критически важных систем полета и обеспечивающая выходную информацию, которая контролирует практически все аспекты поведения воздушного судна. Автоматизация процессов позволяет существенно снизить влияние человеческого фактора на управление полетов, что в свою очередь значительно повышает безопасность полетов и точность навигации. Но, конечно, КСПНО не может полностью заменить человека в кабине. За пилотом остается ввод исходных данных в память БЦВМ, корректное обрабатывание информации, выводимой на индикаторы и общий контроль работы систем.