Развитие авионики в рамках системы CNS/ATM

Решетневскце чтения

V. M. Musonov, S. V. Safonov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

STUDY OF THE LANDING WITH TWO RANGEFINDER BEACONS

Considered ground-based equipment exchange rate channel consisting of two landing ranging beacons.

© Мусонов В. М., Сафонов С. В., Прусс Л. В., Баскова А. А., 2012

УДК 656.7.022; 656.7.05

М. Г. Савина

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

РАЗВИТИЕ АВИОНИКИ В РАМКАХ СИСТЕМЫ CNS/ATM

Проведен анализ текущего состояния и перспектив развития авионики воздушных судов гражданской авиации с точки зрения глобальной системы связи, навигации, наблюдения и организации воздушного движения CNS/ATM.

В современной гражданской авиации одним из главных факторов, определяющих безопасность полетов, эффективность и конкурентоспособность самолетов, является авионика.

Авионика - это система коммуникации, навигации, отображения и управления, которая позволяет рентабельно эксплуатировать воздушный транспорт: строго соблюдать расписание полетов, снижать расходы на топливо, тратить меньше времени на рулежках, пользоваться прямыми или наикратчайшими (ор-тодромическими) маршрутами, в том числе проходящими через Северный и Южный полюса, обходить по оптимальным траекториям районы с неблагоприятными метеоусловиями.

В настоящее время гражданская авионика развивается в рамках проекта С№/АТМ, реализуемого под эгидой Международного комитета организации авиационных сообщений (ИКАО). К важным преимуществам авионики, создаваемой в соответствии с концепцией С№/АТМ, относится ее бесшовность, т. е. возможность непрерывно, без смены поколений, модернизировать электронное оборудование, и обязательное сочетание трех компонентов: связи, навигации и наблюдения.

При проектировании устройств авиационной связи необходимо учитывать ряд факторов, которые мешают их эффективной работе:

- бортовые передатчики обладают невысокой мощностью;

- антенно-фидерные устройства воздушных судов имеют низкую эффективность в связи с их ограниченными размерами;

- условия на борту воздушного судна (ВС) (вибрация, перепады давления и температур) обусловливают жесткие условия эксплуатации средств связи;

- появляются помехи в виде отраженных от поверхности Земли радиоволн с дополнительным доп-леровским смещением частоты [1].

Авионика будущего поможет уменьшить размеры эшелонов, тем самым значительно повысить пропускную способность воздушного пространства. Как в случае с авиационной связью, наиболее перспективными в выполнении этих функций оказываются спутниковые системы навигации.

Системы наблюдения за самолетом с применением современных средств авионики должны предусматривать:

- автоматическую передачу с борта воздушного судна информации о его местоположении и планируемых маневрах;

- расширенный режим работы вторичного обзорного радиолокатора;

- наличие бортовой системы предупреждения столкновений.

Таким образом, пользователи авионики в рамках системы С№/АТМ получают ряд существенных преимуществ:

- ее рабочая зона охватывает всю поверхность земного шара;

- трехмерное определение местоположения и вектора скорости происходит в реальном масштабе времени;

- система связи, навигации и наблюдения обладает неограниченной пропускной способностью и высокой помехозащищенностью;

- навигационная бортовая аппаратура стоит относительно недорого;

- гарантирован надежный и качественный обмен данными между бортом и наземными службами;

- обеспечивается безопасность полетов, несмотря на повышение интенсивности воздушного движения;

- снижаются эксплуатационные затраты, экономится топливо, уменьшаются нагрузки на экипаж;

- внедрение линий передачи данных «воздух-земля» наряду с достаточно точными и надежными бортовыми навигационными системами позволит

Эксплуатация и надежность авиационной техники

предоставлять информацию о месте ВС в тех районах, где невозможен радиолокационный контроль полета или необходимы крупные инвестиции для его осуществления.

В период до 2015 г. ожидается, что эксплуатационная концепция будет построена на четырехмерной зональной навигации 4D RNP-RNAV с учетом разных районов и этапов полета [2], для чего потребуется разработка интегрированных комплексов авионики и новых технологий проектирования.

Библиографические ссылки

1. Алексеев Э. П. Перспективные интегрированные комплексы авионики гражданских самолетов [Электронный ресурс]. URL: http://www.aex.ru/fdocs/ 1/2001/8/16/1380/ (дата обращения: 12.09.2012).

2.Гусаров М. Н. Концепция CNS/ATM в Европейском регионе (Ч. 14) [Электронный ресурс]. URL: http://dspk.cs.gkovd.ru/wiki/ (дата обращения: 13.04.2011).

M. G. Savina

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

AVIONICS DEVELOPMENT WITHIN CNS / ATM

The article is an analysis of the current state and prospects of development of avionics civil aircraft in terms of global communications, navigation, surveillance and air traffic management CNS / ATM.

© Савина М. Г., 2012

УДК 656.7.022; 656.7.05

С. Г. Смирнов, И. А. Лидер, К. В. Ли, А. С. Шершнев

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ГЛОБАЛЬНАЯ СИСТЕМА НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ВОЗДУШНЫМИ СУДАМИ

Рассмотрено создание системы космических аппаратов для управления воздушным движением посредством автоматического зависимого наблюдения, обеспечивающей глобальное непрерывное покрытие всей земной поверхности с целью обеспечения безопасности воздушного движения и повышения точности определения местоположения подвижных объектов.

Во всем мире большое внимание уделяется вопросам безопасного и эффективного использования авиационного транспорта. При этом важно не только создать надежную авиационную технику, правильно ее эксплуатировать, но и организовать эффективную сеть воздушных трасс и снабдить их необходимыми средствами связи, навигации и наблюдения.

Разработка новых технологий наблюдения наряду с совершенствованием средств навигации и связи является основой реализуемой Международным комитетом организаций авиационных сообщений (ИКАО) концепции развития системы организации воздушного движения CNS/ATM.

Традиционно системы наблюдения строятся на основе первичных и вторичных радиолокаторов.

Первичный радиолокатор способен предоставить независимую информацию по контролю воздушного пространства, но их установка и эксплуатация крайне дорого стоят. Кроме того, зона их действия не позволяет уверенно контролировать полеты на небольших высотах и в океанических районах.

Поэтому в рамках концепции CNS/ATM предложено развивать технологию автоматического зависимого наблюдения (АЗН), которая является дальней-

шим развитием идей вторичной локации, когда летательный аппарат с помощью имеющихся бортовых систем осуществляет вычисление своего местоположения в пространстве, направления и скорости полета и формирует соответствующее сообщение, которое впоследствии транслирует в эфир.

Существует два режима передачи сообщений АЗН: контрактный и вещательный. Контрактный режим предполагает установление канала связи между источником (ЛА) и потребителем (центром обработки). Вещательный режим передачи сообщений АЗН-В предусматривает посылку сообщений в эфир с заданной периодичностью. Центр обработки для приема сообщений АЗН-В оснащается только простым, а значит дешевым радиоприемником.

В настоящее время большинство эксплуатируемых и вновь выпускаемых самолетов оснащаются системами АЗН-В 1090ES, излучающим сигналы как в нижнюю, так и в верхнюю полусферы. Проведенные исследования показывают возможность распространения сигнала при существующей мощности самолетных передатчиков на значительные расстояния. Для получения этих сигналов используются наземные и бортовые приемные станции с радиусом действия