Лекция №30. Режим Автоматический заход на посадку (Лекции по дисциплине "Динамическое проектирование систем стабилизации летательных аппаратов")

Режим «автоматический заход на посадку»№1.2.3.4.5.Нормы Международной организации гражданской авиацииИКАО (ICAO):КатегорияВысота принятияДальностьрешениявидимости на ВППI (60  800)60м800мII (30  400)30м400мIIIA (0  200)0м200мIIIB (0  50)0м50мIIIC (0  0)0м0м«Автоматический возврат на аэродром»В вертикальной плоскости траектория возврата самолета нааэродром состоит из следующих участков:- снижение при ручном пилотировании до Н=10км;- горизонтальный полет на Н=10км;0- снижение с   6 («пробивание облачности») до расчетнойточки Н=630м;- горизонтальный полет на Н=630м до пересечения сглиссадой.Схема возврата на аэродромДля управления в вертикальной плоскости непрерывнорассчитывается заданная и текущая высота полета.

Формируемыйсигнал ошибки H  H зад  H тек поступает на соответствующийиндикатор в кабине, а сигнал заданной перегрузки формируется ввиде:n y зад  k H ( H зад  H тек )  k Размещение радиомаяков посадочных система – ИЛС; б – СП-50В настоящее время используются две инструментальныерадиомаячные посадочные системы: международная система ИЛС(Instrument Landing System) и отечественная СП-50.Курсовой радиомаяк (КРМ) устанавливается на расстоянии500-1000 м за концом взлетно-посадочной полосы (БПП) напродолжении ее оси.Равносигнальная зона глиссадного радиомаяка (ГРМ)располагается под углом, равным углу наклона глиссады сниженияк горизонтальной плоскости, должна проходить над началом ВППна высоте 15 м.Маркерные радиомаяки совмещаются с приводнымистанциями: дальний (ДМРМ) с дальней (ДПРС), ближний (БМРМ)Характерные точки системы ИЛСс ближней (БПРС) и информируют летчика о прохожденииприводных станций на заданной высоте: ДМРМ – 200 м, БМРМ –50 м.Параметры КРМ и ГРМ привязываются к характернымточкам: точкой А называется точка на линии глиссады,расположенная над продолжением оси ВПП на расстоянии  7,4 км(4 морские мили) от порога ВПП.

В этой точке осуществляетсяпереход из режима горизонтального полета в режим снижения поглиссаде. Точкой В называется точка на линии глиссады нарасстоянии 1050 м от порога ВПП. Точкой С называется точка,через которую на высоте 30 м (100 футов) над уровнем ВППпроходит продолженная часть глиссады. Над началом ВПП самолетдолжен проходить на высоте 15 м. Точкой D называется точка,расположенная на высоте 6 м над осью ВПП и на расстоянии 600 мот порога внутрь ВПП.Режим «автоматический заход на посадку»Автоматическое управление при заходе на посадкузаключается в стабилизации центра масс самолета на глиссаде –заданной траектории, образованной пересечением равносигнальныхзонкурсового(КРМ)иглиссадного(ГРМ)маяковрадиотехнической системы посадки.

Угол наклона глиссады 2040’.Включение режима осуществляется или автоматически пополучении из навигационного комплекса сигнала «Захватглиссады» (ЗГ) или вручную при нажатии на пульте КСУ кнопки«Посадка». Основным условием является устойчивое появлениесигналов угловых отклонений от глиссады в вертикальной (  Г ) игоризонтальной (  K ) плоскостях.Продольный канал включается при пересечении самолетомглиссады. Самолет переводится из горизонтального полета навысоте 630 м в снижение с    Г .Боковой канал включается, когда боковое отклонениесамолета от продольной оси ВПП станет меньше 1,5 км. Кромесигнала  K , навигационный комплекс выдает в КСУ следующиесигналы: истинный курс посадки  ВПП и истинный курс самолетаП .Курсовой радиоприемник, установленный на борту самолета,измеряет разность глубин модуляции (РГМ). Если самолет идет покурсу ВПП, РГМ=0.

Курсовой сектор ограничен величинойРГМ=0,155 с линейным размером на срезе ВПП Z  210 м или  6 0 .Курсовой секторСвязь между боковым и угловым отклонениями:Z  LКРМ tg  LКРМ  .Продольный каналГРМгН глВППФормирование управляющего сигнала при заходе на посадку.ΔН гл Н ГгrГРМDгде: Нгл - линейное отклонение центра масс от плоскости глиссадыrГРМ  D - наклонная дальность до глиссадного радиомаяка.ΔН гл 1р H Г ( р )  V ( р)  Г ( р)  Н Г ( р)rГРМ D H Г  V W ( p)   Г ( p) V / D ( p)pЗакон управления:n y зад  K   Г KTp  1 Г или  зад  K  Г KTp  1ГФильтр Т=2с обеспечивает фильтрацию высокочастотныхпомех в сигнале производной  Г .Структура закона управления сохраняется, но сигналы (Н3 –Н) заменяются угловыми отклонениями  г . Структура контурапретерпевает качественные изменения – он становитсясущественнонестационарным.Коэффициентусиленияразомкнутого контура нарастает по мере приближения самолета к-1ВПП, поскольку коэффициент перехода от Н гл к углу  г ( rгрм )растет.

Динамика контура постепенно ухудшается, если сохранятьнеизменными передаточные числа закона управления. Поэтому всистемах захода на посадку вводят коррекцию передаточного числапо  г от дальности. Обычно используется дискретное изменениеего величины, что обеспечивает снижение влияния дальности досреза (начала) ВПП на динамику процессов управления.Программная коррекция передаточных чисел при наличии разбросаи нестабильности характеристик посадочных маяков, отклоненияскорости полета от рекомендуемого значения не являетсяоптимальной для такого ответственного этапа, как заход напосадку.Структурная схема:iiГГT p 1RГ ( р )  (i Г   )WФ ( р )  (i Г 1)WФ ( р ) , где T1 i Г ,аppWФ - передаточная функция фильтра радиошумовКанал рысканияzrкрмкxКРМВППxz0  0V cos  0z0ЛЗП  0Формирование управляющего сигнала при заходе на посадку.z&  V cos  0 sin ΨДифференцируя получим:z&  W cos 0 sin Ψ 0  W0 cos 0 cosΨ 0 Ψ ,но в спокойной атмосфере θ0=0, для изолированного боковогодвижения вариации скорости полагаются отсутствующими (W=0).Поскольку обычно отсчет угла пути производится от заданногонаправления, то Ψ 0  0 .

Тогда кинематическое уравнениеприобретает вид:z&  z&  V0 Ψ , где Ψ    УСУС – угол сноса от бокового ветра, V0 - путевая скорость. кzrКРМZD , где:rКРМ  D - наклонная дальность до курсового радиомаяка. ( p) V / DZ ( p) gW ( p)  2 и W ( p)  K ( p)p ( p)pЗакон управления: зад K1[ K  K  KЭ f ( ВПП  П )]Tp  1Tp  1Фильтр Т=2с обеспечивает фильтрацию высокочастотныхпомех в сигнале производной  К . Сигнал ошибки по курсу   ВПП  Птак же, как и сигнал  К , обеспечиваетнеобходимое качество переходных процессов выхода самолета налинию посадки.

Этот сигнал формируется по нелинейному законукак f ( ВПП   П ) . Иногда вместо производной  К закон управлениясодержит обратную связь по углу рыскания  , отсчитываемомуотносительно оси ВПП, как это представлено на структурной схемеСтруктурная схема:iiККT p 1RК ( р )  (iК   )WФ ( р )  (iК 1)WФ ( р ) , где T1 i К ,аppWФ - передаточная функция фильтра радиошумовХарактер переходных процессов выхода самолета на ЛЗП длязакона управления и типовых значениях передаточных чиселиллюстрирует рисунок. Для примера выбраны два различныхначальных положения самолета.

В обоих случаях длительностьпереходных процессов одинакова, но характер изменения угловкрена зависит от начальных условий.Если самолет летит параллельным курсом (  0  0 ), то выходна ЛЗП выполняется так называемым двойным доворотом; сначаласамолет выполняет вираж в сторону заданной траектории (   0 ), азатем изменяет направление крена (рисунок а).

Во втором случае(  0  0 ) в ходе разворота знак угла крена не меняется (рисунокб). Заметим также, что в последнем случае «срабатывает»ограничитель заданного угла крена («полочка» в графикеизменения γ).Использование вместо линейного отклонения z угловой мерыотклонение центра масс самолета от заданной траектории создаетопределенные трудности в формировании закона управления. Припереходе к  к контур управления становится существеннонестационарным, коэффициент усиления контура зависит отдальности до наземного маяка, поскольку при замыкании контурапок-1в нем появляется звено, зависящее от rКРМ .а)z, м ,   , град2001001000 1002040z, м200б)6080t, c6080t, c1000152040 , г р а д , гр адГрафики переходных процессов выхода самолёта на линиюзаданного пути: а) -  (0)  0; б) -  (0)  300.Осциллограмма работы режима АЗППилотажный и навигационный кадры при работе АЗПРежим АЗП по индикации на ИКШ.