РАДИОТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПОЛЕТОВ В ГРАЖДАНСКОЙ АВИАЦИИ

November 16, 2011 by admin Комментировать »

А. И. АЛЕКСАШИН, А. А. КУЗНЕЦОВ, О. С. НАБАТОВ

 

Современная авиационная радиоэлектроника представляет собой комплекс систем электросвязи, радиолокации, радионавигации и вычислительной техники, предназначенный для автоматизации управления воздушным движением, руководства работой авиапредприятий и обслуживания авиапассажиров. Авиационная радиоэлектроника объединяет лучшие достижения в различных областях науки и техники.

Днем рождения авиационной электросвязи и авиационной радиоэлектроники в целом можно считать 9 (22) ноября 1911 г.г когда подполковник русской армии Д. П. Сокольцов впервые в мире организовал передачу радиотелеграфных сигналов с самолета,, пилотируемого летчиком А. В. Панкратьевым, на землю на расстояние до 20 км. Авиационная электросвязь быстро получила признание. В 1921 г. под руководством А. И. Коваленкова была создана первая советская передающая самолетная радиотелеграфная станция АК-21,ав 1923 г. радиотелефонная станция АК-23 с дальностью действия до 50 км.

В последующие годы были разработаны новые типы связных радиостанций, радиопеленгаторы, радиомаяки, радиотехнические системы посадки самолетов, радиокомпасы, приводные радиостанции, радиолокаторы, радиокомпасы и радиовысотомеры.

Развитие воздушных трасс гражданской авиации потребовало комплексного решения задач управления воздушным движением и радиоэлектронного обеспечения полетов. Была создана диспетчерская авиационная служба. В аэропортах и на воздушных трас- сах устанавливались радиомаяки, радиомаркеры и радиопеленгаторы. Одновременно совершенствовались авиационные системы! электросвязи, радиолокации и радионавигации, что в свою очередь открывало новые возможности для совершенствования организационной структуры и методики управления воздушным движением с учетом бортовых и наземных средств радиоэлектронного обеспечения полетов.

Основной задачей диспетчерских служб управления воздушным движением (УВД) стало обеспечение безопасности и регулярности полетов с помощью бортовых и наземных радиоэлектронных средств. Для этого бортовые радиоэлектронные средства объединены в системы электросвязи, радиолокации и радионавигации. Бортовые системы электросвязи служат для связи экипажа самолета с наземными диспетчерскими пунктами УВД, внутрисамолет- ной связи, передачи для пассажиров информации и музыкально- развлекательных программ. Для этого применяют радиостанции метрового и декаметрового диапазонов, самолетные переговорные устройства, громкоговорящие устройства, магнитофоны и устройства передачи музыкально-развлекательных программ.

Бортовые радиолокационные системы предназначены для ориентации экипажа самолета в окружающем пространстве, определения положения других воздушных судов и наземных объектов, а также принадлежности самолета; в их состав входят обзорные радиолокационные станции и ответчики. Бортовые радионавигационные системы позволяют определять координаты самолета, высоту и скорость полета, обеспечивают полет самолета по заданному маршруту и посадку его на аэродром; они состоят из автоматического радиокомпаса, радиовысотомера, доплеровского измерителя скорости и угла сноса, аппаратуры ближней навигации и посадки.

Наземные радиоэлектронные средства также объединяются в системы электросвязи, радиолокации и радионавигации. Наземные системы электросвязи используют для передачи полетной информации, взаимодействия диспетчеров при управлении воздушным движением и службами авиапредприятий, руководства авиапредприятиями и информации авиапассажиров о полетах самолетов; они состоят из стационарных, мобильных и носимых радиостанций метрового, декаметрового и гектометрового диапазонов, диспетчерских многоканальных магнитофонов, устройств телефонной и телеграфной связи, передачи данных и информационных устройств.

Наземные радиолокационные системы служат для определения местоположения самолетов, параметров полетов и обеспечения посадки самолетов; в их состав входят обзорные, обзорно-посадочные, посадочные и метеорологические радиолокаторы.

С помощью наземных радионавигационных систем решают основные задачи обеспечения полетов по установленным трассам, определения навигационных параметров полетов, обеспечения прилета самолетов в пункты назначения и посадки самолетов. В состав этих систем входят приводные радиостанции, радиопеленгаторы и радиомаяки.

Бортовые и наземные радиоэлектронные устройства и системы, разработанные в 50-х и 60-х гг., позволили решить основные проблемы управления воздушным движением на авиалиниях. В эти же годы начались качественные изменения всей авиационной техники. Полет в 1956 г. первого в мире пассажирского реактивного самолета ТУ-104 на воздушной трассе Москва — Иркутск, создание многоместных самолетов Ил-18 и АН-10, перевод авиации на реактивные и турбореактивные двигатели, повышение интенсивности полетов привели к значительному увеличению (нагрузки на диспетчерские пункты управления воздушным движением. Диспетчер стал (наиболее слабым эвеном >в системе воздушного движения, невысокая производительность его труда сдерживала пропускную способность воздушных трасс, а большая перегрузка снижала безопасность полетов. Так дальнейшее развитие авиационной техники, увеличение на воздушных трассах числа современных реактивных самолетов, возросшие требования к безопасности и регулярности полетов привели к необходимости решения новых задач, поиска новых форм организации управления воздушным движением. Эти задачи были решены путем автоматизации процессов управления, создания нового поколения радиоэлектронного оборудования, широкого применения вычислительной техники.

Почти 60 лет развитие авиационной радиоэлектроники шло по пути ее дифференциации, а в 70-х гг., стала целесообразной ее интеграция на новом качественном уровне, для решения новых задач управления воздушным движением и эксплуатации авиационной техники. Интеграция систем электросвязи, радиолокации, радионавигации \и вычислительной техники© автоматизированных системах (АС) УВД была обусловлена рядом факторов. Первый из них — интеграция по функциональному назначению. В АС УВД радиоэлектронные устройства выполняют свои традиционные функции, дополняя друг друга для решения общей функциональной задачи — автоматизации процессов УВД. Второй — интеграция на базе цифрового представления и обработки сигналов. При этом достигается унификация элементной ‘базы »и отдельных устройств, что повышает экономичность АС УВД. Третий — интеграция на базе вычислительной техники, что также приводит к унификации аппаратных средств для цифровой обработки сигналов и работы управляющих устройств. Четвертый — интеграция на основе единых методов технического обслуживания радиоэлектронных устройств и систем, диагностики состояния, автоконтроля параметров и прогнозирования отказов, что позволяет осуществлять техническое обслуживание радиоэлектронных устройств и систем АС УВД с единого центра.

В 1973 г. было принято решение о создании в нашей стране автоматизированных систем управления воздушным движением. В 1981 г. была введена в действие АС УВД Московской воздушной зоны, которая обеспечивает управление полетами воздушных судов на трассах. В Ленинграде, Ростове-на-Дону и ряде других городов установлена аэродромная система «Старт», за разработку которой группа специалистов была удостоена Государственной премии СССР за 1981 г. Так за 70 лет своего развития авиационная радиоэлектронника прошла путь от искровых радиостанций до АС УВД.

Принципы построения АС УВД зависят от их назначения. Автоматизированная система планирования (рис. 1) состоит из трех подсистем: отображения и оперативного управления (ООУ), связи и передачи данных (СПД) и вычислительного комплекса (ВК). Аппаратура подсистемы ООУ размещается на рабочих местах диспетчеров УВД. Она состоит из таблично-знакового индикатора (ТЗИ) с устройством преобразования цифровых сигналов в знаковые (ПЦЗ), координатно-зна- кового индикатора (КЗИ) с устройством преобразования цифровых сигналов в графические (ПЦГ) и устройства взаимодействия (УВ) с ЭВМ, в качестве которых могут применяться клавиатура или устройство касания (световое перо). Подсистема связи состоит из устройств передачи данных (УПД) по телеграфным каналам, подключаемых к ЭВМ через устройства сопряжения (УСТГ), аппаратуры передачи данных (АПД) по телефонным каналам, подключаемой к ЭВМ через устройство сопряжения (УСТФ), аппаратуры телефонной связи (ТС) « громкоговорящей овяз:и (ГГС). В состав ВК входят ЭВМ и устройства управления и контроля (УУК). Информация, необходимая для планирования воздушного движения, поступает по телеграфным и телефонным каналам в ЭВМ, которая составляет суточный план .полетов и по этим же каналам рассылает его в диспетчерские пункты УВД и взаимодействующие с ними службы.

радиостанциях и абонентских пунктах. Таким образом, бортовой комплекс связи по существу является многопроцессорным. Центральный процессор взаимодействует с процессорами БПНК и системы документирования параметров. Абонентские пункты АПК и АПС служат для передачи речевой и цифровой информации по внутренним и внешним каналам связи. В качестве линий связи используются оптические кабели, которые уже внедряются в бортовых сетях связи.

Вся информация по бортовой ИЦСС поступает в бортовой комплекс связи, БПНК и систему документирования параметров. После обработки часть информации отображается на дисплее АПК, часть хранится в памяти и может быть выдана при необходимости на дисплей АПК, часть информации после обработки передается в исполнительные органы устройств и механизмов воздушного судна и часть информации передается в районный центр УВД или другие службы гражданской авиации. Доступ диспетчера и пилота к ИЦСС осуществляется через оконечные устройства, объединяемые в абонентские пункты.

•Одним из перспективных направлений повышения эффективности работы диспетчера является осуществление речевого общения с ЭВМ, при котором ввод информации в ЭВМ может быть выполнен непосредственно в речевой форме. Речевое общение человека с ЭВМ является сложной задачей, однако здесь достигнуты определенные теоретические и практические результаты: в нашей стране и за рубежом применяются устройства, имеющие объем словаря примерно в 200 слов. Габариты и масса этих устройств позволяют использовать их в АП диспетчера и пилота. Определенные результаты достигнуты и в общении человека с ЭВМ путем преобразования речь — буква. Использование этих результатов открывает хорошие возможности для -передачи речи в цифровой форме. Поскольку человек в среднем произносит около двух пятибуквенных слов в секунду, а для кодирования каждой буквы необходимо иметь пять бит, то передавать сообщения можно со скоростью 50 бит/с. В то же время в существующих системах скорость передачи речи в каналах тональной частоты с помощью вокодеров равна 2400 бит/с, а в каналах с ИКМ сигналов — 64 кбит/с. Применяя новый вид связи, можно увеличить пропускную способность канала в первом случае в 48 раз, а во втором — в 1280 раз. Это важно для наземных каналов связи, но особое значение приобретает при передаче цифровых сигналов в спутниковых каналах связи, так как позволяет значительно улучшить энергетические показатели спутниковых радиолиний.

Абонентский пункт АП ИЦСС (рис. 4) состоит из четырех групп устройств. В состав первой группы — обработки информации— входят: авиагарнитура для ввода и вывода речевых сигналов^ (АГ), печатающая машинка (ПМ), клавиатура (К), дисплей (Д), ленточный считыватель (СЛ), ленточный перфоратор (ПЛ) и накопители на магнитных лентах или дисках (Н).

Вторая группа — устройства управления и коммутации (УУК) — предназначена для сопряжения устройств группы обработки информации с третьей группой — преобразования информации. Эта группа состоит из вокодеров (В), кодека (ИКМ), устройства речевого общения (УРО), устройства защиты от ошибок (УЗО) и модема (М). Четвертая группа устройств объединяется в процессор ввода-вывода (ПВВ). Взаимодействие УУК и ПВВ осуществляется по цепям сигналов управления (СУ).

Абонентский лункт позволяет передавать речевые и знаковые сообщения. Знаковые сообщения набираются на клавиатуре, корректируются с помощью дисплея и передаются в канал. Независимо от формы передаваемого сигнала при общении с ЭВМ ответ может быть получен в знаковой форме на ИМ или Д, либо одновременно и на ПМ и на Д. Выбор режима работы АП производится через УУК. Аналоговые сигналы (АС) могут преобразовываться в узкополосные цифровые сигналы (УПЦС) для передачи по узкополосным каналам (УПК), т. е. каналам тональной частоты, или в ширикополосные цифровые сигналы (ШПЦС) для передачи по широкополосным цифровым каналам (ШПК). Наиболее сложным в ПА является УРО. Сложность его определяется выбором выделяемого в речи информационного признака: слова, морфемы, фонемы или буквы. Наиболее простыми являются УРО, в которых информационным признаком является слово. Они и будут применяться на первом этапе создания АП в ИЦСС ГА.

Перечисленные новые возможности авиационной радиоэлектроники существенно повлияют на характер работы диспетчеров и пилотов; в конечном счете это повысит безопасность полетов, увеличит пропускную способнсть вздушных трасс и снизит нагрузку диспетчеров. Так на протяжении истории своего развития взаимодействовали и влияли друг на друга авиационная техника, авиационная радиоэлектроника и объединяющая их служба управления воздушным движением.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты