Точные курсовые системы ТКС И ГМК
Точные курсовые системы ТКС И ГМК
Точные курсовые системы ТКС и ГМК Точная курсовая система ТКС является централизованным устройством, объединяющим гироскопические, магнитные и астрономические средства определения курса. Она применяется на самолетах пассажирской и транспортной авиации в трех комплектациях: ТКС-П, ТКС-Пс и ТКС-П2. Точная курсовая система предназначена: а) во всех комплектациях: для определения и индикации ортодромического, истинного или магнитного курса самолета; для выдачи сигналов курса потребителям; б) в комплектациях ТКС-П и ТКС-Пс: для индикации пеленга радиостанции при совместной работе с АРК; для индикации заданного путевого угла (ЗПУ) при совместной работе с навигационным вычислителем (НВ); для индикации угла сноса и текущего путевого угла (ПУ) при совместной работе с доплеровским измерителем угла сноса и скорости (ДИСС). Таким образом, выходные сигналы выдаются на указатели, в систему автоматического управления (САУ) и полуавтоматического (СПУ), в навигационную систему и др. Курсовая система ТКС может работать в одном из следующих режимов: в режиме гирополукомпаса повышенной точности (ГПК); в режиме магнитной коррекции (МК); в режиме астрокоррекции (АК). Основным режимом работы ТКС является режим ГПК, обеспечивающий определение ортодромического курса в любых условиях полета самолета. Комплектация ТКС-П применяется для самолетов, использующих освещение приборов встроенным красным светом, комплектация ТКС-ПС - для самолетов, оборудованных под ультрафиолетовое освещение (УФО). В остальном они идентичны. В комплектации ТКС-П2 курсовая система не имеет собственных указателей курса. Для этой цели используются курсовые приборы автоматической бортовой системы управления (АБСУ). Комплектация курсовых систем типа ТКС приведены в таблице 1. |
Таблица 1 | | Комплектация курсовых систем типа ТКС. | | Наименование приборов | Шифр приборов | Количество в комплектациях | | | | ТКС-П | ТКС-Пс | ТКС-П2 | | индукционный датчик | ИД-3 | 1 | 1 | 1 | | коррекционный механизм | КМ-5 КМ-5с | 1 - | - 1 | 1 - | | гироагрегат | ГА-3 | 2 | 2 | 2 | | указатель штурмана | УШ-3 УШ-3с | 1 - | - 1 | - (1) - | | контрольный указатель штурмана | КУШ-1 КУШ-1с | 1 - | - 1 | - - | | блок гиромагнитного курса | БГМК-2 | - | - | 1 | | блок пеленгов | БП-5 | 1 | 1 | - | | блок дистанционной коррекции | БДК-1 | 1 | 1 | - (1) | | пульт управления | ПУ-11 ПУ-11с | 1 - | - 1 | 1 - | | распределительный блок | РБ-2 | 1 | 1 | 1 | | задатчик курса | ЗК-4 ЗК-4с | 1 - | - 1 | - 1 | | Примечание. Блоки ЗК-4, УШ-3, БП-5 в зависимости от состава оборудования самолета могут не поставляться. | | |
Для обеспечения нормальной работы система ТКС должна получить информацию от других приборов: о крене самолета - от гировертикали (ЦГВ-10, АГД-1); об угле сноса (УС) - от ДИСС (только ТКС-П); о курсовом угле радиостанции (КУР) - от АРК (только ТКС-П); о выключении коррекции - от ВК-53РШ или ВК-90; об истинном или ортодромическом курсе - от дистанционных астрокомпасов типа ДАК-ДБ-5В или звездно-солнечных ориентаторов (ЗСО); о заданном путевом угле (ЗПУ) и синуса широты места (при автоматической широтной коррекции) - от навигационного вычислителя (НВ). В случае отсутствия датчиков ЗПУ и синуса широты указанные величины вводятся вручную. Функциональная схема курсовой системы ТКС-П представлена на рис. 5.29. Условия эксплуатации. Курсовая система может эксплуатироваться на высотах до 30 км в диапазоне температур окружающего воздуха от -60 до +50C. Агрегаты системы виброустойчивы и вибропрочны в диапазоне частот вибраций и ускорений, возникающих на современных самолетах, выдерживают ударные перегрузки до 4g с частотой 40-100 ударов в 1 мин. Ниже приведены основные технические данные курсовой системы ТКС-П2. Допустимый уход гироскопов в режиме ГПК в нормальных условиях полета в широтах, отличающихся от широты последней балансировки гироузлов: |
менее 20 …..………………………….…………………………. | 0,5/ч | | более 20 ………..………………………..…..………………….. | 0,8/ч | | |
дополнительный уход гироскопов в режиме ГПК при действиях линейных или виражных ускорений и при изменении |
высоты ……………………………………………….………….. | 0,02/мин | | |
погрешность в определении гиромагнитного курса (без учета |
погрешностей дистанционных передач) по курсовым сельсинам ГА-3, КУШ-1 и БГМК-2..…………..…………………………….. | 1 | | |
погрешность в индикации гиромагнитного курса: |
стрелками “К” указателей УШ-3 и КУШ-1 .....………………….. | 1,5 | | стрелкой “1” указателя КУШ-1 ………………………………….. | 1 | | |
собственная погрешность сельсинных следящих систем: |
по грубому каналу ………………………………………………… | 30 | | по точному каналу ………………………………………………… | 8 | | |
погрешность индикации в указателях: |
заданного путевого угла ..….………………..……………..………… | 0,5 | | путевого угла…………...……………...……………………………… | 1 | | пеленга радиостанции …….…………..……………….……………... | 2,5 | | |
режимы работы системы: |
гирополукомпаса ГПК ……..…………………………..…… | длительно | | магнитной коррекции МК и астрокоррекции АК ………… | кратковременно 3-4 мин при каждой коррекции гироскопа | | |
время готовности системы: |
в режиме МК и АК ……..…………………………………………. | 5 мин | | в режиме ГПК ……..………………………………………………. | 10 мин | | |
питание: |
трехфазный ток….………………..……………………. | 36В5% 400Гц2% | | постоянный ток……………...……………….………… | 27В10% | | |
потребляемая мощность: |
по переменному току ТКС-П (ТКС-П2) …….………….. | не более 200 ВА (180 ВА) | | в пусковом режиме ТКС-П (ТКС-П2) …………………… | не более 300 ВА (280 ВА) | | по постоянному току (без обогрева) ТКС-П (ТКС-П2) ………………………….………………………. | 90 Вт (75Вт) | | |
|
мощность обогрева (кратковременно)…………………. | не более 6000 Вт | | масса ТКС-П (ТКС-П2) ………………………………… | не более 44 кг (36кг) | | |
По принципу действия ТКС-П во многом сходна с курсовой системой типа КС, содержащей два гироагрегата. Отметим некоторые особенности конструкции и функционирования ТКС-П. Гироскопические агрегаты ГА-3 отличаются высокой точностью измерения курса благодаря применению вращающихся опор в подвесе внутренней рамки гироскопа. В подшипниках используются два ряда шариков и три кольца; среднее кольцо принудительно вращается. Уменьшение момента трения достигается за счет вращения средних колец двух подшипников в противоположные стороны и реверсирования через 50-60с. Благодаря такому режиму опор на гироскоп действует только разностный момент трения, не превосходящий 10-20% от номинального значения момента трения. Карданная погрешность ГПК, как и в ГА-1, устраняется с помощью дополнительной следящей рамы, отрабатывающей углы крена самолета. Горизонтальное положение оси ротора гироскопа поддерживается системой коррекции, обеспечивающей перпендикулярность наружной и наружной рам подвеса. В качестве чувствительного элемента этой следящей системы используется емкостной датчик. Движения дополнительной рамы ограничены по углу крена в пределах 50-60 с помощью пружинных упоров. Если рама касается упоров, то включаются микровключатели, подающие сигнал на пульт управления (сигнализация красной лампочкой). Стабильность работы гироагрегатов в условиях низких температур поддерживается с помощью обогрева, контролируемого терморегуляторами. Индукционный датчик ИД-3, дающий на выходе сигнал магнитного курса , имеет некоторые конструктивные отличия от датчика ИД-2. Коррекционных механизм КМ-5 также учитывает условное магнитное склонение и по своей кинематике аналогичен механизму КМ-3. Однако электронная часть следящих систем выполнена на транзисторах и встроена внутрь механизма. Указатель штурмана УШ-3 позволяет отсчитывать относительно неподвижной шкалы следующие параметры: по стрелке 1 (см. рис. 5.29) - ортодромический курс (режим ГПК), гиромагнитный курс (режим магнитной коррекции) и астрокурс (режим астрокоррекции); по стрелке 2 - текущий путевой угол, равный сумме двух углов - курса и угла сноса , который выдается от доплеровского измерителя ДИСС; по треугольному подвижному индексу 3 - заданный путевой угол (ЗПУ), получаемый из навигационного вычислителя (НВ). Угол ЗПУ может устанавливаться и вручную с помощью кремальеры, выведенный на лицевую сторону указателя. Контрольный указатель штурмана КУШ-1 выполняет следующие функции: по стрелке 5 осуществляется отсчет курсов (в соответствии с режимами “ГПК”, “АК” и “МК”); по стрелке 4 - отсчет гиромагнитного или астрономического курсов, а также пеленг радиостанции, в зависимости от положения переключателя, установленного на указателе. Пульт управления ПУ-11 содержит: переключатель В1 (индекс ) для включения азимутальной коррекции уходов гироскопов, обусловленных вертикальной составляющей вращения Земли; переключатель В2 для перехода на режим работы ГПК, МК и АК; переключатель В3 (индекс “задатчик курса”), предназначенный для введения заданного курса в режиме ГПК; переключатель В4 (индекс “коррекция”), осуществляющий перевод основного или контрольного гироагрегата в режим коррекции; переключатель В5 (индекс “потребители”), производящий подключение потребителей к основному и контрольному гироагрегатам. Задатчик курса ЗК-4 - предназначен для точной дистанционной начальной выставки гироагрегатов по внешней информации (геодезической или иной) о стояночном угле курса самолета. При этом переключатель В1 на лицевой стороне прибора может быть установлен либо в положение АК, либо - в ЗК. В положении АК задатчик курса отключен от системы и коррекция производится от астродатчика; в положении ЗК курс задается с помощью задатчика курса по внешней информации. Блок пеленгов БП-5, подключаемый переключателем В6, предназначен для формирования сигналов пеленга радиостанции (РП) на основе сигналов магнитного курса и курсового угла радиостанции (КУР), получаемых от указателя КУШ-1 и радиокомпаса АРК соответственно. Основным режимом работы ТКС-П является режим гирополукомпаса. Режим магнитной и астрономической коррекции являются вспомогательными. Сравнение показаний различных видов курсов, получаемых с обоих гироагрегатов, позволяет определить уходы гироскопов и осуществить их корректировку. Курсовая система типа ГМК представляет собой централизованное устройство, объединяющее гироскопические, магнитные и астрономические средства определения курса. Система устанавливается на пассажирских, транспортных самолетах и вертолетах. Существует несколько комплектаций курсовых систем типа ГМК: ГМК-1А, ГМК-1Г, ГМК-1Э, ГМК-1АЭ, ГМК-1АС. Основными комплектациями считаются ГМК-1А и ГМК-1Г, составы которых приведены в таблице 2. Таблица 2 Комплектации основных курсовых систем типа ГМК |
Наименование приборов | Количество приборов в системе | | | ГМК-1А | ГМК-1Г | | индикационный датчик ИД-3 | 1 | 1 | | коррекционный механизм КМ-8 | 1 | 1 | | автомат согласования АС-1 | 1 | 1 | | гироагрегат ГА-6 | 1 | 2 | | пульт управления ПУ-26 | 1 | - | | пульт управления ПУ-27 | - | 1 | | блок связи БС-1 | - | 1 | | указатель УГР-4УК | 1 | - | | |
Схемное отличие остальных курсовых систем от ГМК-1А и ГМК-1Г заключается в отсутствии режима астрокоррекции, поэтому на их пультах управления переключатели режимов имеют только два положения “МК” и “ГПК”. В связи с этим остановимся на системах основной комплектации. Курсовые системы ГМК-1А и ГМК-1Г служат: для определения и индикации ортодромического (ОК), истинного (ИК) или гиромагнитного (ГМК) курса самолета; для выдачи потребителям сигналов курса и углов отклонения курса. Курсовые системы могут работать в одном из следующих режимов: в режиме гирополукомпаса (ГПК); в режиме магнитной коррекции (МК); в режиме астрокоррекции (АК). Основным режимом работы курсовых систем является режим ГПК, обеспечивающий определение ортодромического курса в любых условиях полета самолета. Условия эксплуатации. Системы могут эксплуатироваться на высотах до 25000 м в диапазоне температур окружающего воздуха от -60 до +50C и при относительной влажности воздуха до 98%. Агрегаты систем виброустойчивы и вибропрочны в диапазонах частот вибрации и ускорений, возникающих на современных самолетах. Агрегаты выдерживают ударные нагрузки до 4g с частотой 40…100 ударов в минуту. Основные технические данные погрешности: выдачи сигналов магнитного курса без учета собственных |
погрешностей указателей ………………………………… | не более 1,5 | | |
от уходов гироскопа за 1ч работы в режиме ГПК не более: |
в нормальных условиях ……………………………..…… | 2,5 | | при температурах от -60 до +50C ..……………………. | 3,5 | | |
дистанционной выдачи углов отклонения в азимуте с |
сельсин-датчика гироагрегата ГА-6……………………… | не более 0,6 | | |
определение курсовых углов радиостанций по указателю |
УГР-4УК ……………………………..…………………… | не более 2,5 | | |
|
количество внешних потребителей (сельсины 573 МБ) ….. | не более 5 | | |
скорость согласования: |
нормальная (малая) …………..……….……………… | 1,5 … 7/мин | | большая (режим ГПК, МК, АК)..…….……………… | не менее 6/с | | большая от курсозадатчика …………..……………… | не менее 2/с | | |
время готовности не более: |
в режиме МК, АК …….…………..……….……………… | 3 мин | | в режиме ГПК, ……………...…….………………………. | 5 мин | | |
источники питания: |
трехфазного тока ……….………..…………… | 36В5% 400Гц2% | | однофазного тока (при наличии указателя УГР-4УК) | 45В10% 400Гц2% | | постоянного тока …………...………………... | 27В10% | | |
потребляемая мощность: |
постоянного тока…………………..…..………….. | 25 Вт (ГМК-1А) 50 Вт (ГМК-1Г) | | переменного тока…………………….……..……… | 60 ВА (ГМК-1А) 130ВА (ГМК-1Г) | | |
масса: |
ГМК-1А …………………………..…….……………… | не более 10 кг | | ГМК-1Г ……………………..…………..……………… | не более 13 кг | | |
Для нормальной работы систем используются сигналы от астрономического компаса АК (ДАК-ДБ-5В) и гироскопического выключателя коррекции ВК (ВК-53РБ, ВК-53РШ или ВК-90). Выходные сигналы курсовых систем выдаются указателям и потребителям курса (системы автоматического управления и навигации). Блок-схема курсовой системы типа ГМК-1А приведена на рис. 5.30. Примененный в курсовых системах гироагрегат ГА-6 отличается упрощенной конструкцией и не содержит дополнительных следящих рам, вследствие чего при кренах летательного аппарата возможны карданные погрешности ГПК. Применение вращающихся опор в кардановом подвесе обеспечивает малые уходы гироскопа (не более 2,5 в час), вызванные моментами трения. Уходы гироскопа из-за вращения Земли компенсируются сигналами с пульта управления, подаваемыми на двигатель азимутальной коррекции. Вращающие моменты этого двигателя вызывают скорость прецессии гироскопа, соответствующую (знак меняется при переходе из северного полушария в южное). Горизонтальная коррекция гироскопа производится от маятникового жидкостного переключателя. Коррекционный механизм КМ-8 предназначен для связи магнитного индукционного датчика курса ИД-3 с гироагрегатом ГА-6, а также для устранения девиаций и инструментальных погрешностей, ввода поправок на магнитное склонение, контроля работоспособности курсовой системы и индикации магнитного курса. Введение в магнитный курс поправки на величину магнитного склонения или условного магнитного склонения позволяет получить истинный или ортодромический курсы соответственно. Автомат согласования АС-1 обеспечивает режим пуска курсовой системы, включение и отключение быстрой скорости согласования при различных режимах работы, усиление сигналов в следящей системе, связывающей сельсин-датчик гироагрегата с сельсин-приемником коррекционного механизма или переходного блока астрокорректора. Пульт управления ПУ-26 используется для задания режимов работы курсовой системы, ввода широтной коррекции, установки шкал указателя на заданный курс, включения быстрой скорости согласования в режимах “АК” и “МК”, а также для контроля работы системы в наземных и летных условиях с учетом завалов гироскопа гироагрегата. Указатель летчика УГР-4УК воспроизводит курсы, углы разворота, пеленги и курсовые углы радиостанций. В комплектации ГМК-1Г собственного указателя курса нет. Для индикации курса используются пилотажно-навигационные приборы (НПП) командной системы “Привод”. На этих же приборах индицируются курсовые углы и пеленги радиостанции, сигналы которых поступают с АРК через систему “Привод”. Функциональная схема курсовой системы ГМК-1Г с установкой переключателей по основному каналу и для режима ГПК показана на рис. 5.31. В отличие от ГИК-1А система основана на автономной независимой работе двух гироагрегатов, работающих в различных режимах. Два гироагрегата ГА-6, один из которых основной, а другой запасный, образуют два канала того же направления. При работе курсовой системы по основному каналу (переключатель В5 в положении “Осн.”) основные потребители (например, автопилот) и навигационно-пилотажные приборы подключены к основному гироагрегату ГА-6; запасный гироагрегат в это время работает в одном из двух свободных режимов (ГПК или МК) и выдает курс вспомогательным потребителям. Кроме того, к курсовой системе в режимах МК и ГПК (исключая режим АК) постоянно подключены и получают сигналы потребители гиромагнитного курса. Если переключатель В5 установлен в положение “Зап.”, то основные потребители подключаются к запасному, а вспомогательные - к основному гироагрегату. Переключателем режимов В1 на пульте ПУ-27 задаются режимы работы только тому гироагрегату, к которому подключены основные потребители. Параллельная работа гироагрегатов в режимах МК и АК невозможна. Если по основному каналу для основного гироагрегата переключателем В1 устанавливать режимы работы в последовательности МК-ГПК-АК, то запасный гироагрегат соответственно будет переключаться на режимы ГПК-МК-ГПК. По запасному каналу функции гироагрегатов поменяються. Курсовая система ГМК-1Г отличается от других курсовых систем следующими четырьмя главными особенностями: В системе ГМК-1Г предусмотрен режим пускового согласования основного гироагрегата по магнитному курсу большой скоростью независимо от положения переключателя каналов (В5) и переключателя режимов (В1) пульта управления. Это исключает необходимость предварительного выставления курса на основной агрегат. Эту функцию выполняет автомат согласования АС-1 с помощью реле времени (РВ). Аналогичного режима для согласования запасного гироагрегата в курсовой системе нет. В системе ГМК-1Г предусмотрено автоматическое согласование гироагрегатов с компасами-корректорами при любых режимах. Согласование осуществляется с автоматическим переключением скоростей: большой скоростью - при рассогласованиях больше 2 и малой скоростью - при рассогласованиях меньше 2. В системе ГМК-1Г для согласования гироагрегатов с компасами-корректорами малой скоростью используется коррекционный двигатель широтной коррекции, т.е. используется прецессионный метод согласования. Двигатель узла согласования включается только для ускоренного согласования. В системе ГМК-1Г имеется встроенная система контроля работоспособности основных следящих систем. Для этого на пульте управления ПУ-27 предусмотрен переключатель В3, который подает через коррекционный механизм КМ-8 в датчик ИД-3 стимулирующие сигналы фиктивных курсов “0” и “300”. Переключатель В4 задатчика курса используется в режиме ГПК (по обоим каналам) для выставления курса гироагрегата, к которому подключены основные потребители, а в остальных режимах - как кнопка быстрого согласования.
|