Лекция № 19 Тема 3.3. П риборное оборудование цифровых комплексов ПНО 4

№ 19 Тема 3.3. Приборное оборудование цифровых

комплексов ПНО 4. Цифровая система воздушных сигналов СВС-85. Структурная схема системы СВС-85. Источники и характеристики непрерывных и дискретных входных сигналов 5. Генераторные датчики статического и полного давлений (ДДГ) 6. Назначение плат ЦП, ЗУ, ЧП, АЦП, СЗУ, ППК. Характеристики цифровых выходных сигналов в двоичном и двоично- десятичном кодах. Форматы дискретных слов и слова-состояния. 7. Режимы работы и организация встроенного контроля СВС-85 8. Особенности построения систем СВС-96 и ВБЭ-СВС

и выдачи на индикацию экипажу и в бортовые системы информации

высотно-скоростных параметров и угла атаки.
Система представляет собой счетно-решающее устройство цифрового типа, использующего в качестве датчиков полного и статического давлений частотные датчики абсолютного давления. Система также осуществляет коррекцию восприятия статического давления и угла атаки.
Входными параметрами для системы являются: статическое давление , полное давление , температура заторможенного потока , значение местного угла атаки , давление на аэродроме . Кроме того, для функционирования системы требуется дискретная информация о положении закрылков и шасси, исправности обогрева приемников полного и статического давлений и датчиков угла атаки.

22

и выдачу потребителям по четырем независимым каналам связи последовательным кодом

значений следующих параметров: - абсолютной барометрической высоты ;
относительной барометрической высоты ;
индикаторной (приборной) скорости;
истинной скорости ;
числа М;
максимально допустимой приборной скорости ;
температуры наружного воздуха ;
температуры заторможенного потока ;
динамического давления ;
полного давления;
местного угла атаки;
истинного угла атаки ;
значения давления на аэродроме .

21

следующих эксплуатационных ограничениях:
по высоте 503…15240 м;
скорости вертикальной

до 102 м/с;
приборной 55,5…832 км/ч;
истинной 185…1108 км/ч;
числу М 0,1…1,0;
температуре наружного воздуха –99…+60 °С;
давлению на уровне Земли 557…1074 Па;
углу атаки 60°.

Параметры , , , М, р0 индицируются на экранах командно-пилотажных индикаторов системы электронной индикации КПИ СЭИ - 85 по вызову. Система СВС - 85 имеет встроенное средство контроля, осуществляющее контроль работоспособности датчиков и вычислителей.

20

по выходным каналам с другими

системами:
СПЗ – сигнализация положения закрылков;
БИНС – бесплатформенная инерциальная навигационная система;
СЭИ – система электронной индикации;
ЦСКД – цифровая система команд по давлению;
МСРП – магнитная система регистрации параметров;
РСДН – радиотехническая система дальней навигации;
СИРП – система индикации разбега и пробега;
СПС – система предупреждения столкновения в воздухе;
ВСС – вычислительная система самолетовождения;
ВСУП – вычислительная система управления полетом;
ВСУТ – вычислительная система управления тягой;
СПКР – система предупреждения критических режимов;
АСШУ – автоматическая система штурвального управления;
СППЗ – система предупреждения приближения Земли

18

вакуум;
2 – цилиндр;
3 – катушка

возбуждения;
4 – элементы системы самовозбуждения;
5 – катушка съема сигнала;
6 – давление;
7 – корпус;
8 – усилитель; 9 – выход; 10 – основание

17

основан на зависимости собственной частоты упругого элемента от величины его

внутреннего механического напряжения, вызванного действием измеряемого давления. Резонатор 2 расположен внутри герметичного цилиндрического корпуса 7, которые вместе закреплены на общем основании 10. Такой датчик обеспечивает измерение статического или полного давления. Измеряемое давление Рст подается во внутреннюю полость резонатора. Резонансные колебания стенки резонатора возбуждаются при помощи индуктивного преобразователя.

В таком же преобразователе съема наводится небольшая электродвижущая сила, этот сигнал поступает на усилитель и по каналу обратной связи подается на катушку возбуждения.

16

стенок цилиндрического резонатора на собственной частоте, величина которой зависит от

измеряемого давления:





где Е – модуль упругости материала цилиндра; m – приведенная масса, кг;
δ – толщина стенки, см (0,01-0,03 см);
l – длина цилиндра, см (3-5 см); b – диаметр цилиндра, см (1,5-2 см);
Р – давление, кг/см2.

15

цифровых выходных сигналов в двоичном и двоично-десятичном кодах.

Форматы дискретных слов и слова-состояния

Функциональные узлы СВС-85 связаны между собой каналом (внутренняя шина системы)

14

ППК – приемо-передатчик кода;
СЗУ – специальное ЗУ;
ЧП –частотный преобразователь;
ЦП –центральный процессор;
АЦП – аналого-цифровой преобразователь

Канал представляет собой систему соединений, состоящую из двадцати девяти проводников,

которые связывают одноименные контакты соединителей всех функциональных узлов. Назначение проводников канала:
шестнадцать линий для двунаправленной передачи адреса и данных (с 0 по 15 разряд);
семь линий для сигналов управления обменом;
шесть линий для обеспечения режима прерывания программы.

13

Центральный процессор (ЦП), расположенный на плате узла УВ, совместно с запоминающим устройством (ЗУ), является автоматом, выполняющим циклически последовательность команд, обеспечивающую функционирование системы. При этом ЦП управляет работой всех внешних устройств (ЧП, АЦП, СЗУ, ППК), считывает информацию с первичных датчиков, производит вычисление значений параметров, формирует выходные кодовые слова (совместно с ППК) и выполняет подпрограмму контроля.

ЗУ состоит из постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) программы и оперативного

запоминающего устройства (ОЗУ). Устройство ПЗУ имеет емкость 6К (6144) 16-ти разрядных слов и программируется при изготовлении системы.

12

Имеется возможность перепрограммирования при испытаниях. В устройстве ПЗУ хранится вся последовательность выполняемых ЦП команд, константы, необходимые для вычисления значений параметров, и коэффициенты датчиков. Устройство ОЗУ, емкостью 1К (1024) слова, используется для хранения промежуточных результатов при вычислениях.

преобразователь (ЧП) предназначен для преобразования в двоичный код сигналов частотных

датчиков давления. Используется время-импульсный метод преобразования: период-время-код.
Узел ЧП - одноканальный, за время малого цикла работы системы (62,5 мс) производятся последовательно преобразования сигналов датчика Рст, датчика Рп и сигнала контрольной частоты.

преобразователь (АЦП) преобразует в код сигналы аналоговых первичных датчиков. Основной

частью узла АЦП является 11 -ти разрядный преобразователь постоянного однополярного напряжения в двоичный код (ПНК). На вход одноканального устройства ПНК подается через аналоговые коммутатор сигнал одного из первичных датчиков. Сигналы первичных датчиков во входных устройствах узла АЦП преобразуются в один вид - постоянное напряжение, меняющееся в диапазоне от 0,1 до 9,9 В.

Входными сигналами узла АЦП являются:
- сигнал температурного канала датчиков давления;
- сигналы с СКТ датчиков угла атаки (4 входа);
- сигнал с датчика температуры торможения (4 входа);
- сигнал контрольного напряжения (1 вход).

кода (ППК) формирует и, через выходные усилители, выдает в линии

кодовые 32-х разрядные слова. Имеются четыре выходных канала, каждый из которых работает независимо от изменения нагрузки остальных каналов. Формат слов выходной информации определяется программно, а в узле ППК происходит только преобразование параллельного кода в последовательный. Приемник биполярного кода под управлением программы подключается к одной из двух входных линий (А или В), принимает и в виде параллельного кода передает в канал кодовое слово с адресом, предварительно заказанным программой.

Специализированное запоминающее устройство (СЗУ) выполняет следующие функции:
- обеспечивает прием дискретных управляющих и информационных сигналов (разовых команд) и передачу их в виде параллельного кода в узел ЦП;
- обеспечивает хранение и выбор специфических поправочных коэффициентов для различных самолетов.

машине по определенным алгоритмам:

На = FН (lg Pст );
M

= Fм (lg b), lg b = lg Pд – lgPст ;
Vпр = Fv (lg Pд);
lgPст = F Pcт (Pст );
lgPд = F Pд (Pд ).

которые реализуется в виде программы в кодах машинных операций типа сложения, вычитания, умножения и др. По мере вычисления параметров по командам происходит выдача информации в устройство вывода, которое формирует и выдает потребителям кодовые, аналоговые и разовые сигналы.

8

вычисления параметров используется метод кусочно-полиномиальной аппроксимации градуировочных функциональных зависимостей

P = k0 + k1 f + k2 f2 + k3 f3 + k4 f4 + k5 f5
Их коэффициенты ki корректируются по сигналам температуры датчика:
ki =ai0 + ai1T + ai2T2
где i = 0, 1, … , 5.
Коэффициенты аij рассчитываются для каждого датчика по результатам его индивидуальной калибровки. Они записываются в память вычислителя. При реализации этого метода вычисления область задания функции разбивается на некоторое число интервалов. На каждом интервале функция аппроксимируется полиномом. Его степень и численные значения коэффициентов выбираются из условия получения требуемой точности вычисления параметра и непрерывности функции во всей области изменения аргумента.

7

СВС, ее датчиков и связей с взаимодействующим оборудованием (при комплексном

контроле всего оборудования ПНО) производится от системы сбора и локализации отказов – ССЛО.
СВС- 85 имеет встроенное средство контроля, которое с момента включения электропитания СВС и ее датчиков осуществляет непрерывный автоматический контроль собственной работоспособности и датчиков.
Встроенные средства контроля обеспечивают полноту контроля при выявлении отказов не ниже 0,95.
Наличие отказов СВС и ее датчиков фиксируется на МСРП, проверяется вызовом кадра «БЛОКИ» на индикаторе КИСС, отказ двух СВС сигнализируется на экранах СЭИ ( выпадение бленкера ).
Конструкция системы требует принудительного обдува, что обеспечивается на самолете централизованной замкнутой системой обдува стеллажей. Необходимый расход воздуха при температуре охлаждающего воздуха +40°С составляет 11 кг/ч. Повышенная рабочая температура +55°С, повышенная рабочая кратковременная температура без охлаждения в течение 30 мин +45°С. Пониженная рабочая температура -15°С.

6

а также для замены аналоговых бортовых СВС разработана малогабаритная цифровая

система СВС-96, соответствующая по точностным характеристикам ARINC 706. Отличительная черта – расширенная функция предполётного контроля датчиков аэродинамических углов ДАУ- 85 и вдвое меньшие габариты, масса, энергопотребление по сравнению с типовыми СВС.
Система воздушных сигналов СВС- 96 предназначена для измерения, вычисления и выдачи на индикацию экипажу и в бортовые системы информации о высотно-скоростных параметрах и угле атаки.
СВС- 96 представляет собой счетно-решающее устройство цифрового типа. В качестве датчиков полного и статического давлений применены генераторные датчики давлений.
Система осуществляет коррекцию на аэродинамическую поправку высотно-скоростных параметров и угла атаки на основе хранящихся в памяти вычислителя коэффициентов коррекции

5

три СВС. На входы каждой СВС-96 поступают сигналы от следующих

датчиков:
1) статическое давление подводится к системе от плит-приемников статического давления;
2) полное давление подводится к системе от ППД-1М;
3) сигнал, пропорциональный температуре торможения, поступает с приемников температуры П-104;
4) значения α мест и сигнал исправности обогрева поступает в СВС от ДАУ- 85;
5) сигнал барокоррекции (давление Ро , Рз , Рст) поступает на вход СВС от ПУ СЭИ;
6) дискретные сигналы:
а) команда на проведение «ТEСT» - от ССЛО ;
б) сигнал об отказе обогрева ППД или его не включении - с блока контроля обогрева БКПД ;
в) сигнал о положении закрылков - от системы положения закрылков ;
г) сигнал о положении шасси - от концевого выключателя.

4

М, α, Тн

Набс, Нотн
Vист, Набс
Нотн, Vпр,
8. Особенности построения систем

СВС-96 и ВБЭ-СВС

ЕGPWS

МСРП-А-02-02

Vпр, Нотн,
Тн

АСШУ

1

2

3

Набс, М, Тт

3

Ту-334, а в перспективе —

на вновь разрабатываемые летательные аппараты.

для измерения и индикации барометрической высоты, вертикальной скорости, приборной скорости

и числа М с компенсацией аэродинамических погрешностей приемников воздушных давлений как функции числа М, а также для выдачи электрических сигналов в коде во взаимодействующее оборудование.

Позволяет заменить группу резервных механических приборов (высотомер, вариометр, измеритель приборной скорости и числа М)

1