ОЛТК  ГА филиал ФГУВПО УВАУ ГА (И) 
 
 
 
 

            ВЫПУСКНАЯ

            КВАЛИФИКАЦИОННАЯ

            РАБОТА 
 

Курсанта  Ашанина А.С 

Учебной  группы  411 – 1 

Тема  Блок управления вертолетом БУВ – 8А: Создание имитационной обучающей программы 

            Руководитель Ефименко А.В 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОМСК  2010

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 

1.1 НАЗНАЧЕНИЕ

              Блок управления вертолётом БУВ-8А (блок) предназначен (в дополнение к задачам, решаемым автопилотом АП-34Б) для выполнения следующих задач:

• Автоматического, совмещённого и директорного управления вертолётом в режиме стабилизации заданного места висения по сигналам ДИСС;
• Автоматической стабилизации высоты по сигналам радиовысотомера в режиме висения;
• Автоматического, совмещённого и директорного управления вертолётом в режиме стабилизации заданного путевого угла на этапе полёта по маршруту по сигналам ДИСС.

      Для выполнения указанных  задач, блок должен обеспечивать выполнение следующих  функций:

• Формирование сигналов автоматического и директорного управления и сигналов смещения вертолёта от заданной точки в режиме стабилизации заданного места по сигналам ДИСС;
• Формирования сигналов автоматической стабилизации высоты по сигналам радиовысотомера А-037;
• Формирования сигналов автоматического и директорного управления вертолётом в режиме стабилизации заданного путевого угла на этапе полёта по маршруту по сигналам ДИСС;
• Включение и отключение режимов “Висение”, “Высота”, “Маршрут”, “Автомат” кнопками-табло на БУВ-8А;
• Одновременное включение и отключение режимов “Висение”,“Высота”,“Автомат” кнопкой на ручке управления вертолётом;
• Сигнализацию включения и отключения режимов “Висение”, “Высота”, “Маршрут”, “Автомат” и отсутствия готовности бортового оборудования при включении или при включённых режимах.

СОСТАВ  КОМПЛЕКТА ПОСТАВКИ БЛОКА

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛОКА

      Масса блока не превышает       4.5 кг

      Габариты  блока     220мм х 128мм х 207мм

      Электропитание  блока:

      Постоянным  током напряжением 27 В

      Переменным  током напряжением 36 В частотой 400 Гц от вторичного источника

      Токи, потребляемые блоком, не превышают:

      От  источника постоянного тока напряжением 27 В – 1.2 А

      От  вторичного источника переменного  трёхфазного тока напряжением 36 В  – 0.2 А в каждой фазе.

      В режиме стабилизации места висения  максимальная величина радиуса ухода  вертолёта от заданной точки за 1мин не превышает 15м для 95% измерений.

      В режиме стабилизации геометрической высоты среднеквадратичное отклонение от заданной высоты висения не превышает ±(0.7 + 0.05Н)м в диапазоне высот от 4м до 50м.

      В режиме стабилизации заданного путевого угла на этапе маршрутного полёта обеспечивается автоматический разворот вертолёта на заданный путевой угол и устойчивое выдерживание заданной линии пути (ЗЛП) на маршруте. Среднеквадратическое значение бокового отклонения вертолёта от ЗЛП на дальности 100км составляет не более 2км.

      Указанные точностные характеристики обеспечивают в автоматическом режиме в условиях относительно спокойной атмосферы  и в директорном и совмещенном (автоматическом режиме с коррекцией лётчиком положения вертолёта по сигналам директорных стрелок и стрелок отклонения в боковом и продольном направлениях АГБ-96) режимах во всём диапазоне условий эксплуатации вертолёта.

1. Левая приборная  панель

2. ЗПУ-24 (левая)

3. БУВ-8A

4. Правая панель  приборов (ЗПУ-24)

5. ЗПУ –24 (правая)

6. Правый щиток ВЭП

7.Коммутационная  коробка

8.Щиток предохранителей 
 

Рис. 1. Схема размещения блока управления вертолетом БУВ-8А 

Блок управления вертолетом БУВ-8А установлен на центральном пульте.

   1.1.2 ОБОРУДОВАНИЕ, ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩЕЕ С БУВ-8А 

   Автопилот АП-34Б.

   На  вход автопилота поступают управляющие  сигналы, сформированные в блоке  БУВ и автопилот в этом случае, кроме функций стабилизации и  демпфирования колебаний вертолета, обеспечивает также автоматическое выдерживание либо режима полета с заданным путевым углом, либо режима висения над заданной точкой. 

   Курсовая  система ГМК-1ГЭ.

   Курсовая  система выдает сигнал курса в БУВ-8А через переходный блок следящей системы БСС-4-03 и через задатчик  путевого угла ЗПУ-24. 

     Аппаратура ДИСС-32-90А.

   С аппаратуры ДИСС-32-90А на вход БУВ-8А поступают сигналы угла сноса УС, и составляющие скоростей Vx, Уу Уz. 

   Радиовысотомер  А-037.

   Радиовысотомер  выдает в БУВ-8А электрический сигнал пропорциональный геометрической высоте висения,  

   Авиагоризонт  АГБ-96Д.

   Авиагоризонт выдаёт в БУВ сигналы крена и тангажа вертолета. Сигнал крена подается на БУВ-8А через переходной трансформатор ТП-1-03. В то же время с выхода блока БУВ выдаются управляющие сигналы на директорные стрелки левого и правого авиагоризонтов, чем обеспечивается директорное управление вертолетом. 

Табло «БУВ-8 НЕ РАБОТАЕТ.»

   При неисправности источников питания  или пропадании сигналов исправности взаимодействующего оборудования блок БУВ отключается и загорается табло «БУВ-8 НЕ РАБОТАЕТ», установленное на левой приборной доске. 

   Задатчик  путевого угла ЗПУ-24.

   ЗПУ-24 формирует и выдает в БУВ- 8А электрический сигнал, пропорциональный величине заданного путевого угла. 

1.1.3 ПИТАНИЕ, ВКЛЮЧЕНИЕ  И ЗАЩИТА 

    Электропитание  блока постоянным током напряжением 27В осуществ-ляется от шины ВУ 2 канала через автомат защиты сети БУВ, располо-женный на правом щитке ВЭП электропульта.

    Питание переменным трехфазным током напряжением 36В 400Гц, осуществляется от шины  3 -400 Гц 36В через предохранители БУВ, расположенные в щитке предохранителей. 

1. 2. ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ

   Режимы  работы, реализованные в блоке, могут  быть использованы как при включенном, так и при отключенном АП-34Б. При отключенном автопилоте обеспечивается директорное управление вертолетом по каналам крена и тангажа. При включенном автопилоте обеспечивается как директорное, так и автоматическое управление вертолетом. 

   При отказе вторичных источников питания  и при отсутствии напряжения 36 В 400 Гц на блоке горят все кнопки — табло «ОТКЛ.». Информация о готовности БУВ-8А формируется на базе сигналов исправности взаимодействующих систем («Исправность РВ», «Исправность АГБ», «Исправность ДИСС»), контроля исправности вторичных источников питания, наличия напряжения 36 В 400 Гц.

   При включенном режиме "Высота" исключается  возможность проведения тест-контроля А-037, для предотвращения поступления на вход БУВ-8А и далее в АП-34Б тест-сигнала при непреднамеренном нажатии на кнопку тест-контроля А-037.

   При включении режима "ВЫСОТА" отключается  корректор высоты КВ-11 автопилота АП-34Б, при этом режим стабилизации барометрической высоты автопилота отключается.

    При маневрировании по высоте с включенной кнопкой «ВЫСОТА» на БУВ-8А с помощью ручного управления летчику необходимо нажать кнопку ФРИКЦИОН на ручке ШАГ — ГАЗ, при этом канал высоты переходит в режим согласования.

При окончании  маневра стабилизация геометрической высоты автоматически включается вновь  при отпускании кнопки «ФРИКЦИОН».

   Электрическая схема подключения блока БУВ-8А и взаимодействующего оборудования дана в Альбоме электрических схем (см. фидер 61—1. Альбом электрических схем).

Рис. 2. Вид блока БУВ-8А 

   Электропитание  блока постоянным током напряжением 27В осуществляется от шины ВУ 2 канала через автомат защиты сети «БУВ», расположенный на правом щитке ВЭП электропульта.

   Питание переменным трехфазным током напряжением 36 В 400 Гц, осуществляется от шины 3 -400 Гц 36 В через предохранители «БУВ», расположенные в щитке предохранителей.

1.3. КОНСТРУКТИВНОЕ ВЫПОЛНЕНИЕ БЛОКА

      Блок  выполняется в размерах согласно ГОСТ 17046-81.

      В конструкции блока использован  модульный вариант компоновки, в  основе которого лежит применение унифицированных модулей. Модульный вариант конструкции позволяет обеспечить легкосъёмность модулей, простоту конструкции и электрических соединений.

      В состав блока входят:

Модуль  крена (МК) – 1 шт

      Модуль  высоты (МВ) – 1шт

      Модуль  тангажа (МТ) – 1шт

      Модуль  контроля и индикации (МКИ) – 1шт

      Модуль  коммутации режимов (МКР) – 1шт

      Модуль  индикации режимов (МИР) – 1шт

      Внешний вид блока показан на рисунке 1.

1.4. Размещение на объекте

      Блок  размещается в кабине, над пультом  управления автопилотом АП-34Б между  левой и правой приборными досками.

   1.5. ОПИСАНИЕ

      Блок  состоит из основания, на котором  крепятся шесть модулей, органы управления и индикации, плата с регулировочными резисторами, закрытая крышкой. С помощью регулировочных резисторов производится регулировка передаточных чисел, масштабов и центровки.

      Модуль  представляет собой двухстороннюю  печатную плату с односторонней установкой электрорадиоэлементов.

      Для исключения неправильной установки применяются кодовые планки, одна из которых установлена на модуле, а другая в блоке.

      Рис. 3. Внешний вид блока БУВ-8А 

      Электрическое соединение модулей осуществляется с помощью соединителей типа СНП. Ответные части соединительных проводов размещены на основании блока и соединены объёмным монтажом с выходным соединителем типа СНЦ, с помощью которого блок подключается к взаимодействующему оборудованию.

      Блок  предназначен для совместной работы с АП-34Б для исполнения задач, связанных с автоматическим пилотированием в заданных режимах полёта по заданному путевому углу, стабилизации высоты по сигналам РВ и ДИСС и обеспечения висения вертолёта по сигналам ДИСС. Блок совместно с АП обеспечивает автоматическое совмещённое и директорное управление в режимах  “Висение” и  “Маршрут” и автоматическое управление в режиме “Высота”.

      При этом на вход АП поступают управляющие  сигналы и АП в этом случае, кроме функций стабилизации вертолёта относительно его центра масс и демпфирования колебаний вертолёта, обеспечивает также автоматическое выдерживание либо режима полёта с заданным путевым углом, либо режима стабилизации высоты полёта, либо режима висения над заданной точкой. В тоже время с выхода блока  выдаются управляющие сигналы на директорные стрелки и стрелки отклонения прибора АГБ-96, чем обеспечивается совмещённое и директорное управление вертолётом в указанных режимах.

      Схема связи блока с  системой управления вертолётом приведена  на рис2. блок сопрягается  со следующим бортовым оборудованием:

• Аппаратурой ДИСС-32-;
• МГВ;
• ГМК-1А;
• АП-34Б;
• АГБ-96;
• ЗПУ (2шт);
• Индикатором готовности оборудования.

      Схема связи блока с взаимодействующим  оборудованием приведена на рис3. Блок обеспечивает директорное управление вертолётом на режимах стабилизации места висения и в полёте по маршруту при отключении или отказе АП-34Б, а также автоматическое, совмещённое и директорное управление в режиме стабилизации места и автоматическое управление в режиме стабилизации высоты висения при отключении или отказе ГМК-1А и в полёте по маршруту при отключении или отказе РВ.

      Безопасность  полёта в случае отказа блока достигается:

• % ограничением перемещения органов управления вертолёта по сигналам автопилота;
• Дифференциальным (независимым) включением автоматического управления, позволяет лётчику осуществлять пилотирование при включённой автоматике;
• Автоматическим отключением блока при неисправности источников питания или при пропадании сигнала исправности взаимодействующего оборудования. При этом обеспечивается сигнализация неисправности загоранием лампы интегрального отказа, расположенной на приборной доске.

1.6. РАБОТА 

      Режимы  работы, реализованные в блоке  могут быть использованы как при  включенном, так и при отключенном  АП-34Б.

      При отключенном автопилоте обеспечивается директорное управление вертолётом по каналам крена и тангажа.

   Рис.4. Структурная схема  блока БУВ-8А 

   При включенном автопилоте обеспечивается директорное, автоматическое и совмещённое управление вертолётом.

   При отказе вторичных источников питания  и при отсутствии напряжения 36 В 400Гц кнопки-табло включённых режимов мигают, а режимы отключаются.

   Информация  о готовности бортового оборудования к выполнению режимов управления вертолётом, реализованных в блоке, формируется на базе сигналов исправности взаимодействующих систем (“Исправность РВ”, “Исправность АГБ”, “Исправность ДИСС”), контроля исправности вторичных источников питания и наличия напряжения 36 В 400Гц в блоке индицируется на приборной доске.

   Информация  о вмешательстве в управление поступает в блок в виде напряжения +27 В с кнопки триммера и с кнопки фрикциона на рычаге общего шага.

   При включенном режиме “Высота” исключается  возможность проведения тест-контроля РВ для предотвращения поступления  на вход блока и далее в АП тест-сигнала  при непреднамеренном нажатии на кнопку тест-контроля РВ.

   Отклонение  передаточных чисел и постоянных времени не превышает 20% от номинальных  значений.

   В режиме автоматического  управления блок выдаёт сигналы: “γзад”,“υ_зад”, “∆Н_упр” – на АП-34Б;

   “∆γ_IICK” - на директорные стрелки крена приборов АГБ-96;

   “∆Z” – на стрелки отклонения в боковом канале приборов АГБ-96;

   “∆υ_IICТ” – на директорные стрелки приборов тангажа АГБ-96;

   “∆X” – на стрелки отклонения в продольном канале приборов АГБ-96;

   При директорном управлении блок выдаёт сигналы:

   “∆γ_IICK”   - на  директорные стрелки крена приборов АГБ-96;

   “∆υ_IICТ” – на директорные стрелки тангажа приборов АГБ-96;

   “∆Z” – на стрелки отклонения в боковом канале приборов АГБ-96;

   “∆X” – на стрелки отклонения в продольном канале приборов АГБ-96.

   В блоке реализованы законы управления, приведенные в табл.2.

   Каналы  крена и тангажа в режиме “Высота”, канал высоты в режиме “Висение”, каналы тангажа и высоты в режиме “Маршрут” работают по штатным законам управления АП-34Б.

1.6.1 Работа в режиме “ВЫСОТА”

   Режим “высота” предусмотрен для обеспечения стабилизации геометрической высоты по сигналам с РВ и ДИСС.

   Необходимыми  условиями для  включения режима является:

• Наличие сигналов исправности с РВ, ДИСС, АРК-77;
• Отсутствие команды “Навигация”;
• Исправность вторичных источников питания и наличие напряжения 36 В 400 Гц на блоке.

   Включение режима (горит кнопка-табло  Высота) производится:

• Кнопкой-табло высота на блоке;
• Кнопкой на ручке управления вертолетом;
• При тест-контроле на время прохождения соответствующих команд.

   Отключение режима (кнопка-табло Высота гаснет) производится:

• Повторным нажатием на кнопку-табло высота на блоке или на кнопку на ручке управления. При включении режима и отсутствии условий его включения режим не включается, а кнопка-табло Высота мигает.
• При повторном нажатии на кнопку-табло она гаснет;
• Автоматически при пропадании любого из условий необходимых для включения режима. В этом случае режим отключается, мигает кнопка-табло Высота.
• При повторном нажатии кнопкой на ручке управления или на кнопку-табло Высота она гаснет;
• По окончании соответствующих команд при тест-контроле.

1.6.2. Работа в режиме “Висение” 

   Режим “Висение” предусмотрен для стабилизации заданного места висения вертолета в горизонтальной в плоскости.

   Необходимыми  условиями для  включения режима является:

• Наличие сигналов исправности с ДИСС, АГБ-96;
• Отсутствие команды “Навигация”;
• Исправность вторичных источников питания и наличие напряжения 36 В 400 Гц на блоке.

   Включение режима “Висение” (горит  кнопка-табло висение) производится:

• Кнопкой-табло висение на блоке или кнопкой на ручке управления вертолета (кнопка-табло висения загорается). При включении режима и отсутствия условий его включения при нажатии на кнопку-табло висение режим не включается, а кнопка-табло висение мигает.
• При повторном нажатии на кнопку на ручке управления или на кнопку-табло висение она гаснет.
• При тест-контроле на время прохождения соответствующих команд.

   Отключение  режима (кнопка-табло  висение гаснет) производится:

• Повторным нажатием на кнопку-табло висение на блоке или на кнопку на ручке управления вертолётом (кнопка-табло висение гаснет);
• Автоматически при пропадании любого из условий, необходимых для включения режима. В этом случае режим отключается, и мигает кнопка-табло висение.
• При повторном нажатии на кнопку на ручке управления или на кнопку-табло висение она гаснет;
• По окончании соответствующих команд при тест-контроле.

   1.6.3. Работа в режиме “МАРШРУТ” 

   Режим “Маршрут” предусмотрен для стабилизации заданного путевого угла на этапе  полёта по маршруту.

   Необходимыми условиями для включения режима является:

• Наличие сигналов исправности с ДИСС, АГБ-96;
• Поступление команды “Навигация”;
• Исправность вторичных источников питания и наличие напряжения 36 В 400 Гц на блоке.

   Включения режима “Маршрут» (горит  кнопка-табло маршрут) производится:

• Кнопкой-табло маршрут на блоке (кнопка-табло маршрут загорается). При включении режима и отсутствии условий его включения при нажатии на кнопку-табло маршрут она мигает, а режим не включается. При повторном нажатии на кнопку-табло маршрут она гаснет.
• При тест-контроле на время прохождения соответствующих команд отключение режима (кнопка-табло маршрут гаснет) производится:
• Повторным нажатием на кнопку-табло маршрут на блоке (кнопка-табло маршрут гаснет);
• При поступлении команды “Память 2” с ДИСС, при нарушении питания блока, пропадание сигнала “Исправность АГК” или команды “Навигация”. При повторном нажатии на кнопку-табло маршрут она гаснет.
• По окончании соответствующих команд при тест-контроле.

   1.6.4. Работа в режиме “Автоматика” 

   Режим “Автоматика” предусмотрен для автоматического  и совмещенного управления вертолетом. При отключенном режиме “Автоматика” обеспечивается директорное управление вертолетом.

   Необходимым условием для включения режима является предварительное включение режимов “ Висение” или “Маршрут” и АП-34Б.

   Включение режима (горит кнопка-табло  автомат) производится:

• Кнопкой на ручке  управления вертолетом (одновременно с включением режима “Висение”) или кнопкой-табло автомат на блоке;
• При тест-контроле.

   Отключение  режима (кнопка-табло  автомат гаснет) производится:

• Повторным нажатием на кнопку на ручке управления или на кнопку-табло автомат на блоке;
• Кнопкой ОТКЛ.АП на ручке лётчика;
• Автоматически при отключении ранее включённого режима “Висение” или “Маршрут”. В этом случае при нажатии кнопки-табло автомат режим не выключается;
• При включении режима  при отключенном АП-34Б (или при отключении автопилота при включенном режиме “Автомат”) режим не включается (отключается), а кнопка-табло автомат мигает. При повторном нажатии на кнопку-табло автомат она гаснет;
• По окончании тест-контроля.

   1.6.5. Работа при тест-контроле 

   В блоке реализован автоматизированный тест-контроль, при помощи которого производится проверка  блока на объекте в наземных условиях без подключения специальной аппаратуры и без снятия бортовых датчиков с вертолёта.

   Встроенный  тест-контроль охватывает проверкой  около 80% от всего объёма электрорадиоэлементов блока и позволяет в течении 1-2мин произвести контроль параметров БУВ-8А.

   Включение тест-контроля осуществляется кнопкой  тест на лицевой панели блока. При этом на лицевой панели загораются кнопки-табло автомат и 2 светодиода ( красный и зелёный), расположенные над кнопкой тест.

   Перед завершением тест контроля один из светодиодов гаснет, а другой продолжает гореть в течение 3-7сек. При этом, если параметры блока не выходят за пределы допусков на них, продолжает гореть зелёный светодиод.