Пилотажно-навигационное оборудование

Пилотажно-навигационное оборудование

обеспечивает решение задач навигации и управления летательным аппаратом. Объём задач, решаемых П.-н. о. зависит от типа летательного аппарата, его назначения и условий применения. К основным задачам относятся: определение пилотажно-навигационных параметров, в том числе текущего местоположения летательного аппарат; определение отклонений от заданной траектории полёта; формирование команд управления движением центра масс летательного аппарата на заданной траектории; формирование команд управления движением летательного аппарата относительно центра масс; индикация пилотажно-навигационных параметров; формирование и выдача сигналов предупреждения о возможности выхода летательного аппарата на критические режимы полета и об отказах аппаратуры. Для решения этих задач необходима следующая информация: параметры движения центра масс летательного аппарата — координаты, вектор скорости, высотно-скоростные параметры, характеризующие движение летательного аппарата относительно воздуха; параметры движения летательного аппарата относительно центра масс —угловая ориентация основных осей летательного аппарата относительно земной системы координат (углы крена, тангажа и курс) и угловая ориентация летательного аппарата относительно вектора скорости (углы атаки, углы скольжения, сноса); параметры относительного движения летательного аппарата (относительно наземных ориентиров, других летательных аппаратов и т. п.). В таблице приведены основные средства измерения пилотажно-навигационных параметров.
Рост интенсивности воздушного движения, необходимость повышения безопасности, регулярности и экономичности полетов, а же повышения эффективности боевого применения летательного аппарата во всё усложняющихся условиях полётов потребовали значительного расширения функций, решаемых П.-н. о., их автоматизации, повышения точности, надежности, контролеспособности. Необходимость решения этих задач привела к созданию пилотажно-навигационных комплексов (ПНК), представляющих собой функционально и структурно законченные сложные информационно-управляющие системы, построенные на основе взаимодействия датчиков пилотажно-навигационной информации, средств индикации, сигнализации и исполнительных устройств с использованием ЭВМ.
Информационное обеспечение ПНК. Надёжное решение задач в различных условиях полёта достигается использованием автономных и неавтономных датчиков, а также применением алгоритмов совместно комплексной обработки избыточной информации. Совместное использование всей имеющейся на борту пилотажно-навигационной информации позволяет достигнуть максимальной точности в полёте по маршруту, при выводе летательного аппарата в заданный район или в точку захода на посадку, при посадке, в низковысотном полёте и полёте строем, а также повышает помехоустойчивость и контролеспособность П.-н. о.
Структура ПНК. Принцип построения ПНК основан на создании резервированных и полностью контролируемых трактов, начиная от датчиков информации и кончая исполнительными элементами, что обеспечивает требуемую надёжность и отказобезопасность (см. Контроль бортового оборудования, Резервирование). Для наиболее ответственных с точки зрения безопасности режимов система строится, как правило, двухотказной, а для менее ответственных — одноотказной. При этом частота возникновения отказа любой системы, приводящего к катастрофической ситуации, не должна превышать 10-9 на 1 ч полёта.
В ПНК используются три способа управления: автоматический (с помощью средств автоматики без участия лётчика), директорный (стабилизация центра масс летательного аппарата осуществляется лётчиком по директорным командам, индицируемым на пилотажных приборах) и ручной (управление самолётом осуществляется лётчиком по информации, выдаваемой пилотажно-навнгационными индикаторами). В общем случае для каждого способа процесс управления может быть представлен с помощью контура короткопериодического движения, обеспечивающего управление движением относительно центра масс, и контура траекторного длиннопериодического движения, обеспечивающего управление движением центра масс летательного аппарата на заданной траектории. При этом контур короткопериодического движения выполняет команды, формируемые контуром траекторного движения, путём воздействия на управляющие поверхности. См. также Автоматическое управление, Директорное управление, Ручное управление.
Особенность ПНК — сочетание высокого уровня автоматизации с сохранением участия экипажа в выполнении наиболее ответственных задач, функций контроля и управления в аварийных режимах. Поэтому одновременно с автоматизацией (прежде всего таких задач, как штурманские расчёты и посадка) требуется обеспечить эффективное взаимодействие экипажа с оборудованием. Необходимые условия автоматизации — наличие вычислительных средств и обеспечение отказобезопасности автоматических режимов. Взаимодействие экипажа с оборудованием осуществляется с помощью системы отображения информации, системы сигнализации внутрикабинной и пультов управления. Общность задач, решаемых П.-н. о. на самолётах различных классов, позволяет осуществить разработку типовых унифицированных комплексов. Основные факторы, определяющие состав П.-н. о.,— дальность и время полёта, оснащённость трасс и аэродромов посадки. В соответствии с этим для дальних магистральных самолётов требуются большая степень резервирования датчиков н вычислителей и дополнительные средства определения местоположения летательного аппарата. Унификация и стандартизация оборудования обеспечивает его взаимозаменяемость н снижение стоимости.
Основные направления дальнейшего развития П.-н. о.: повышение степени автоматизации; интеграция (см. Интеграция бортового оборудования); применение бесплатформенных инерциальных систем, спутниковых систем, экстремальной навигации по физическим полям Земли; использование электронных индикаторов; микроминиатюризация оборудования; применение цифровой техники; использование более эффективных методов технического обслуживания на основе развития автоматизированного полётного и послеполётного контроля.

Табл. — Пилотажно-навигационные параметры и средства их измерения

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.