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 +50°C. 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….………………..…………………….	36В±5% 400Гц±2%
постоянный ток……………...……………….…………	27В±10%

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 +50°C 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 +50°C ..…………………….	±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 ……….………..……………	36В±5% 400Гц±2%
однофазного тока (при наличии указателя УГР-4УК)	45В±10% 400Гц±2%
постоянного тока …………...………………...	27В±10%

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.