Условия эксплуатации АП и ИВК

Авиационные приборы эксплуатируются в условиях воздействия климатических, механических и других факторов. Интенсивность воздействия таких факторов на приборы зависит от типа летательного аппарата, его летно-технических характеристик и места установки авиационных приборов на летательном аппарате.

К климатическим факторам относятся, прежде всего температура, давление и влажность воздуха. Температура окружающего воздуха может изменяться в пределах от +60 до –60° С, температура воздуха в негерметизируемых зонах летательного аппарата может достигать +100° С, а в зоне двигателя до +300° С. Изменение температуры влияет на линейные размеры деталей, упругость чувствительных элементов и пружин, электрическое сопротивление проводников и магнитное сопротивление магнитопроводов, состояние смазки трущихся деталей, состояние пластмасс изоляционных материалов. Для снижения вредного влияния температуры на авиационные приборы выбирают материалы с малыми температурными коэффициентами, применяют термостатирование и устройства температурной компенсации, используют специальные смазки и т. д.

Давление окружающего воздуха зависит от высоты полета и при высотных полетах может снижаться до 0, 67 кПа (5 мм рт. ст.). Снижение давления ухудшает отвод тепла от приборов, усиливает испарение смазки, уменьшает напряжение пробоя изоляции, ухудшает коммутацию, снижает работоспособность негерметичных приборов. Для предотвращения вредных последствий влияния пониженного атмосферного давления применяют изоляционные материалы повышенного качества, уменьшают количество контактных групп, улучшают герметичность приборов, трубопроводов и отсеков с оборудованием.

Относительная влажность воздуха может изменяться от 0 до 100 % при высотных полетах и при полетах в нижних слоях атмосферы. Для авиационных приборов наиболее опасна повышенная влажность воздуха, которая ухудшает электрическую изоляцию деталей, изменяет диэлектрическую проницаемость материалов, ускоряет коррозию металлов, создает угрозу заклинивания подвижных частей приборов или закупорки трубопроводов при возможном замерзании влаги. Для уменьшения влияния повышенной влажности на авиационные приборы производят осушку воздуха в кабинах и отсеках, применяют нержавеющие материалы, лакокрасочные и гальванические покрытия, используют пластмассы с пониженным водопоглощением, применяют герметизацию и обогрев приборов.

К механическим факторам относятся ускорения, удары, вибрации и шумы. Воздействие механических факторов вызывает смещение положения равновесия подвижных частей приборовприналичии небаланса, увеличение зоны застоя в опорах, нарушение прочности узлов крепления, обрывы проводов в местах пайки, ускоренный износ осей, опор и подшипников, снижение точности работы приборов. Для уменьшения влияния механических факторов на приборы используются индивидуальная амортизация приборных досок, тщательная балансировка подвижных частей приборов, прочные и твердые конструкционные материалы, специальная обработка деталей, обязательная проверка изготовленных приборов на воздействие механических факторов.

К другим эксплуатационным факторам относятся солнечная радиация, пыль, дождь, снег, электрические и магнитные поля и др. Против этих факторов в авиационных приборах также используются определенные защитные меры. Разработка авиационных приборов осуществляется с учетом перечисленных эксплуатационных факторов. Изготовленные приборы в соответствии с требованиями действующих стандартов подвергаются испытаниям на воздействие указанных эксплуатационных факторов.

Основные понятия и структуры приборного комплекса

Под приборным комплексом предлагается понимать совокупность бортовых измерительных и вычислительных средств, служащих для восприятия, обработки, хранения и преобразования информации, необходимой для успешного выполнения полетного задания.

Структурная схема бортового приборного комплекса представлена на рис.1.1, где обозначены: УСО_m, т = 1… М – устройства, воспринимающие информацию о линейных и угловых координатах положения ЛА в пространстве или информацию о параметрах, характеризующих работу его силовых установок, отдельных систем и агрегатов; УО_n, n = 1… N – устройства первичной обработки информации, поступившей от устройств, ее воспринимающих; БВМ – бортовая вычислительная машина; УИ_l, l = 1... L – устройства индикации; УC_k, k = 1… K– устройства связи бортового приборного комплекса c другими системами управления, регулирования и контроля.

Особенностями задач, которые решают современные ЛА, являются высокие скорости, дальности и высоты полета в условиях самых различных внешних факторов. Требования к точности и надежности выполнения полетных задач все возрастают. Выполняются эти задачи комплексированием приборного оборудования – его объединением на основе современных датчиков и средств вычислительной техники.

Каждое устройство, воспринимающее информацию об определенном параметре, может быть связано с одним или несколькими микропроцессорами. Порядок подключения микропроцессоров и выполняемые ими операции определяются алгоритмами вычислений, задаваемыми решаемыми измерительными задачами.

Рис. 1.1. Обобщенная структурная схема приборного комплекса

Устройства, воспринимающие информацию о параметрах, подключаются к микро-ЭВМ, которая производит их первичную обработку по различным алгоритмам в соответствии с решаемыми задачами.

Выходные сигналы устройств обработки информации могут поступать как потребителям (экипажу через устройства индикации и другим системам и комплексам через устройства сопряжения), так и в бортовую вычислительную систему для дальнейшей обработки.

Условия, в которых используется бортовое оборудование, накладывают жесткие ограничения на физические, технические и эксплуатационные характеристики компонентов бортовой вычислительной системы. Средства вычислительной техники выполняют на борту следующие функции:

–преобразования сигналов - как аналого-цифрового, так и цифро-аналогового;

–кодирования информации - входной для обработки, выходной для передачи и представления потребителям;

–интерфейса, осуществляющего в соответствии с правилами, задаваемыми управляющей программой, связь между устройствами комплекса;

–комплексной обработки поступающей в вычислительную систему информации с целью получения всех выходных данных, необходимых потребителям;

–контроля состояния аппаратуры комплекса, диагностики ее отказов и управления функционированием всей аппаратуры как в соответствии с ее состоянием, так и в соответствии с изменяющимися внешними условиями;

–передачу информации для различных внешних устройств и систем.

Информационные связи между устройствами комплекса зависят от их топологий, о чем будет описано в последних главах учебного пособия.

Приборные комплексы могут иметь централизованную, федеративную или распределенную топологию.

Перспективные приборные комплексы будут использовать унифицированные вычислительные элементы на базе микропроцессоров. Задача проектирования такого комплекса будет состоять в выборе оптимального набора унифицированных вычислительных модулей и дополняющих их элементов с целью построения развивающейся структуры с гибкой системой связей.