Файл: Липчин Ц.Н. Надежность самолетных навигационно-вычислительных устройств.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 05.07.2024
Просмотров: 141
Скачиваний: 0
преобразование координат при смене ортодромий и т. п. Однако характер решаемых задач существенно не меня ется.
Ввиду общности решаемых задач (1.4) — ( 1 . 12) схем- но-конструктивная структура HB в основном близка к типовой структурной схеме (рис. 1. 12).
С
Рис. 1.10. |
Схематическое поясне |
Рис. |
1. И. Схематическое |
||
ние коррекции |
местоположения са |
пояснение коррекции мес |
|||
молета |
по |
радиолокационному |
тоположения |
самолета |
|
|
ориентиру |
по |
радиолокационному |
||
|
|
|
|
ориентиру |
В общем виде каждая разновидность HB имеет, как правило, в своем составе следующие функциональные блоки: формирования угла (у—*ф) ; формирования сое-
тавляющих W; формирования составляющих V; форми рования составляющих U; интегрирования; «Память вет ра»; построения полярных координат (D, X, Яо); форми рования угла доворота К; коррекции; коммутирующих элементов.
Современные навигационные вычислители состоят в основном из конструктивно законченных крупных блоков, размещенных в различных отсеках самолета и соединен ных между собой кабелями и коммутационными элемен тами.
1.3. ОЦЕНКА НАДЕЖНОСТИ НАВИГАЦИОННОГО
КОМПЛЕКСА
Современные навигационные комплексы (НК) явля ются сложными многопараметрическими совокупностями систем с множеством состояний, обусловленных дублиро ванием информационно-измерительных систем, а также структурным и алгоритмическим резервированием.
19
CZT
|
|
_ J |
f |
Режим |
бездушного |
||
' N T 1 - 1 |
vx-Vsln(y-<li) |
Хі-/[ѴвЩу-ф)+ШІП(о-ф)]Л |
|||||
счисления |
пути |
||||||
у-Ф |
|
to |
|
||||
Vy=Vcos(y-tp) |
x,=/(Vsw(y-</>)+ux]dt |
Режим |
|||||
|
|||||||
|
|
„Память |
бетра" |
||||
|
|
4 |
|
||||
|
|
|
Режим |
доплеробского |
|||
|
|
*/-/' wxdt |
|||||
|
|
счисления |
пути |
||||
|
|
|
І0 |
||||
|
|
|
|
|
|
1 |
хппм ! |
і Уппм ! |
|
L |
T J |
' - Т - ' |
8 |
|
хс хппм> |
Ус~Уппм |
|
|
Хс-X/JI |
|
|
\~arctg——- |
|
|
|
|
Ус ~Уппм |
|
|
О =(хс -Хппм) |
Sink+(Ус -Уппм) COSA |
y-'P.
ПУ =y-q>+a
WsinnУ
W,a
Wy--Wcosny
ux = wx-vx |
|
Uy-Wy-Vy |
I 0 I |
y,-f[Vcos(y-<l>)+tJcos(ö-<P)dt
yi=f[Vcos(y-$)+Uy)dt to
Уі-fWydt to
Г У о1,
I I
V
u.x=Usin[ô-(p) |
I I |
|
|
uy=Usin(ô-ip) |
Г---1 |
I |
|
|
|
Г Ф |
|
Zï |
d |
J—J I |
|
Режим бездушного счисления пути
Режим „ Память ветра"
Режим доплерооского счисления пути
ПУ К=\-ПУ
10
Ус
УРО 0=Фс-Хр0)г+(!/с-УРо)е
Рис. 1. 12. Типовая |
структурная схема навигационно-вычислительного устройства: |
|||||
/—блок формирования |
угла (Y—і|>); |
2—множительное |
устройство с |
синусно-косинусным раскладчиком |
путевой скорости; 3— |
|
интеграторы текущих |
прямоугольных |
координат самолета; 4—измеритель истинной воздушной скорости; |
5—множительное уст |
|||
ройство с синусно-косинусным раскладчиком истинной воздушной |
скорости; б—механизм «Память ветра»; 7—множительное |
|||||
устройство с синусно-косинусным раскладчиком |
скорости ветра; 8 — блок преобразования прямоугольных координат цели в |
|||||
полярные координаты; 9—блок |
угла |
доворота; 10—блок коррекции; //—пульт радиолокатора |
Методом резервирования можно создать комплексы и системы, надежность которых может быть выше на дежности входящих в них отдельных частей (элементов).
По способу включения резервных элементов различа ют постоянное и замещающее резервирование.
При постоянном резервировании резервные запасные элементы соединены параллельно с основными рабочи ми элементами в течение всего периода работы системы.
При резервировании замещением отказавший (основ ной) элемент отключается и подключается запасной. Ре зервные элементы могут подключаться автоматически или вручную. В отличие от постоянного способа включе ния резервирование замещением позволяет использовать один резервный элемент для замены нескольких однотип ных элементов системы. Эта разновидность метода заме щения носит название резервирования со скользящим резервом. Исходя из условий обеспечения возможных режимов работы основного и резервных элементов ис пользуют нагруженное, облегченное и ненагруженное ре зервирование.
При нагруженном («горячем») резервировании запас ные резервные элементы находятся в том же режиме, что и основной элемент, независимо от того, включены они в схему или нет.
Облегченное («теплое») резервирование характерно тем, что до момента включения в работу резервные эле менты находятся в облегченном режиме. Надежность ре
зервного элемента в этом случае выше |
надежности |
ос |
||
новного. |
|
|
|
|
При ненагруженном |
(«холодном») |
резервировании |
||
резервные элементы полностью |
обесточены до момента |
|||
их включения в работу вместо основного элемента. |
|
|||
Таким образом, при постоянном резервировании мо |
||||
жет быть использован только |
горячий |
(нагруженный) |
||
резерв, в то время как резервирование |
замещением |
до |
||
пускает все три вида режима подготовки резерва. |
|
|||
В зависимости от масштаба |
резервирования различа |
|||
ют общий и раздельный |
способы резервирования. |
При |
общем резервируется система в целом, при раздельном — вводится резерв для каждого основного элемента систе мы. При этом система фактически состоит из параллель но соединенных резервированных элементов.
Раздельное резервирование в свою очередь может быть поэлементным, покаскадным, узловым, блочным,
21
системным и т. п. В структурной схеме НК (см. рис. 1.1), например, имеются два позиционных корректора — РСБН
иРЛС, которые можно рассматривать как пример «горя чего» резервирования замещением. При отказе одного из них, например РСБН, произойдет некоторая потеря точ ности коррекции при сохранении работоспособности всей остальной части комплекса. При отказе второго позици онного корректора (РЛС) комплекс будет по-прежнему работоспособным, так как местоположение будет опре деляться счислением координат при помощи ДИСС, ИНС
иБЦВМ. Поэтому однозначное понятие «отказа» к НК неприменимо, так как при отказе отдельных систем про исходит, как правило, только качественное изменение выполняемых функций, в то время как резервная часть оборудования продолжает функционировать и решать поставленные перед НК задачи.
Этот пример показывает, что отказ отдельной системы не характеризует потери работоспособности НК. Вместе с тем отказ отдельной системы может влиять на точность НК, которая в свою очередь может определить соответст вие НК предъявляемым к нему требованиям. Создается цепочка: работоспособность систем — точность НК — ра ботоспособность нк.
Критерием работоспособности НК может быть его со ответствие основному требованию самолетовождения: выполнению полета в заданных границах коридора. Комплекс работоспособен, если полет осуществляется в заданных границах; комплекс находится в состоянии от каза, если самолет вышел за границы заданного кори дора.
Естественно, что |
выход за границы |
коридора |
может |
|||
определяться двумя |
факторами — точностью |
и |
надеж |
|||
ностью, |
объединенными в обобщенную |
характеристику |
||||
НК — техническую эффективность НК. |
|
|
|
|||
В соответствии с |
основной |
задачей |
самолетовожде |
|||
ния — полет внутри |
заданного |
коридора — техническая |
||||
эффективность H К может быть |
определена |
как |
веро |
|||
ятность |
невыхода |
самолета |
за границы |
заданного |
коридора, обусловленная точностью и надежно стью НК.
При таком подходе надежность отдельных систем НК будет характеризоваться вероятностью безотказной ра боты, а точность — условной точностной эффективностью, т. е. тем же показателем технической эффективности при
22
условии работоспособности тех или других систем НК [12].
Условная точностная эффективность является функ цией времени Фг-(/)> характерной для каждого состояния навигационного комплекса Я,.
Вследствие отказов отдельных систем комплекс, сос тоящий из k систем, может занимать конечное число не совместных СОСТОЯНИЙ
|
|
|
|
|
/ = 0, |
1, 2..../Я—'1, |
|
|
|
|
||
где m — общее число несовместных состояний. |
|
|
||||||||||
Если |
каждая система |
может |
принимать |
два состоя |
||||||||
ния |
(работоспособность |
и неисправность), |
то |
m=2h. |
|
|||||||
Каждому состоянию |
комплекса Я, (отказ t-н систе |
|||||||||||
мы) |
соответствует |
определенная |
условная |
точностная |
||||||||
эффективность Ф*(0- Очевидно, что техническая эффек |
||||||||||||
тивность комплекса может быть представлена |
в виде |
|
||||||||||
/ ? т = / ? т ( # о ) + 2 |
|
|
«лѵаь)+..., |
|
|
( i . і з ) |
||||||
|
|
|
|
a-ï |
|
|
афЬ |
|
|
|
|
|
где |
Яо — нулевое |
состояние |
(исправны |
все |
системы), |
|||||||
|
|
характеризуемое условной |
точностной эффек |
|||||||||
|
|
тивностью Фо(0 ; |
|
|
|
|
|
|
||||
|
На — состояние первого |
порядка |
(отказ только |
од |
||||||||
|
Наь |
ной |
системы), |
характеризуемое |
Ф а |
( 0 ; |
сис |
|||||
|
— состояние второго |
порядка |
(отказ |
двух |
||||||||
При |
тем), |
характеризуемое |
Ф о ь ( 0 - |
|
|
|
||||||
независимости отказов систем |
и экспоненциаль |
|||||||||||
ном |
распределении отказов Pj = e~V составляющие |
тех |
||||||||||
нической эффективности НК для нулевого, первого, вто |
||||||||||||
рого порядков состояний примут вид: |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
Я т ( " о ) = ф 0 ( 0 П р » |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
ТІРі |
t |
|
|
|
|
|
|
|
|
*ЛНа) |
|
= - |
^ |
\ ®a(Ta,t)lae-^«dxa, |
|
(1.14) |
||||
|
|
|
|
|
•a |
J |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
О |
|
|
|
|
|
|
/ ? Т ( Я Я 6 |
) = - ^ft1 — - Г f « 5 a J ( t „ t f t , / ) ^ e - V a e - V ^ t A , |
|||||||||||
|
|
П Pi |
t t |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
а |
Рь |
|
о о |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Р |
|
•) ,) |
|
|
|
|
|
|
23 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|