19 маркерные радиомаяки особенности использования в составе оборудования систем посадки

Обновлено: 04.10.2024

пункты маршрутов, места изломов воздушных трасс, воздушные входные и выходные коридоры. В системах посадки МРМ применяют для обозначения точек, лежащих на оси ВПП и удаленных от начала ВПП на определенные расстояния. Использование сигналов таких маяков облегчает осуществление захода на посадку.

Для повышения точности маркировки заданных пунктов в МРМ используют излучение колебаний в ограниченной области пространства, что обеспечивается применением антенны направленного действия.

Характер излучения в вертикальной плоскости имеет форму вертикального факела (рис.21,а.). Диаграмма направленности антенны МРМ в горизонтальной плоскости имеет обычно вид фигуры, сжатой в

направлении, совпадающим с осью ВПП, и вытянутой в перпендикулярном направлении (рис.21,б.) Зона действия МРМ на линии курса охватывает отрезки длиной (600±200)м в точках расположения внешнего и дальнего МРМ, (300±100)м у ближнего и (150±50)м у внутреннего МРМ.

Такая форма диаграммы излучения в горизонтальной плоскости исключает возможность пролета маяка вне зоны его излучения, когда заход на посадку происходит с некоторым уклонением от оси ВПП.

Размеры сечения диаграммы излучения МРМ в горизонтальной плоскости L и B уменьшаются по мере приближения к торцу ВПП от дальнего привода к ближнему.

Все маркерные маяки работают на несущей частоте 75 МГц. Колебания несущей частоты подвергаются амплитудной модуляции напряжением звуковой частоты. Стандартами ИКАО установлены значения частот модуляции 400, 1300 и 3000 Гц.

Помимо амплитудной модуляции излучаемый сигнал подвергается телеграфной манипуляции сигналами точек или тире или их комбинацией. Скорость передачи 6 точек/с или 2 тире/с. Установленные размеры зоны излучения МРМ обеспечивают прием их сигналов при заходе на посадку со скоростью 240 км/ч: дальнего привода - в течение 124 с; ближнего - 62 с.

В международных аэропортах согласно Приложению 10 к Конвенции ИКАО сигналы опознавания МРМ устанавливают следующим образом: сигналы внешнего МРМ манипулируются тире (2 тире/с), среднего МРМ чередующимися точками и тире (6 точек/с и 2 тире/с), внутреннего - точками (6 точек/с).

В настоящее время в гражданской авиации используются следующие виды маркерных радиомаяков:

- МРМ-48 - входит в состав оборудования посадки ОСП. Используется одна частота модуляции Fмод = 3000 Гц. Сигналы опознавания: ДПРМ - 2 тире/с, БПРМ - 6 точек/с;
- МРМ-70, МРМ-В и МРМ-97 - соответствуют стандартам ИКАО. Используют следующие частоты модуляции и сигналы опознавания:

МРМ внешний - Fмод = 400 ГЦ; 2 тире/с;

МРМ средний - Fмод = 1300 ГЦ; 6 точек/с и 2 тире/с чередуются;

МРМ внутренний - Fмод = 3000 ГЦ; 6 точек/с.

В МРМ-70, МРМ-В и МРМ-97 излучение сигналов ведется без прерывания несущей частоты.

Маркерные радиомаяки работают на частоте 75 МГц, излучая сигнал узким пучком вверх. Когда ВС пролетает над маркерным маяком, включается система оповещения — мигает специальный индикатор на приборной панели и издаётся звуковой сигнал. Ближний и дальний маркерные маяки в отечественных аэропортах обычно устанавливаются вместе с приводными радиостанциями. Данные сооружения называются БПРМ (ближняя приводная радиостанция с маркером) и ДПРМ (дальняя приводная радиостанция с маркером) соответственно.

Дальний маркерный радиомаяк устанавливается на расстоянии 4000±100 м от торца ВПП. В этой точке ВС, двигаясь на высоте, указанной в схеме захода, (примерно 210-220 метров) должен проконтролировать работу КГС, текущую высоту полёта и продолжить снижение.

Ближний маяк устанавливается в том месте, где высота глиссады, обычно, равна высоте принятия решения (ВПР). Это 1060±150 метров от торца полосы. Т.о. сигнализация пролёта данной точки дополнительно информирует пилотов, что они находятся в непосредственной близости от полосы и по-прежнему находятся на посадочной прямой.

Внутренний маяк используется редко, устанавливается для дополнительного сигнала о проходе над торцом ВПП в условиях низкой видимости. Обычно это место, где ВС достигает точки минимума по категории II КГС (примерно 10-20 м).

Категории КГС.

Стандартная КГС, которая классифицируется как КГС I категории, позволяет выполнять заходы на посадку при высоте принятия решения не ниже 60 м над уровнем ВПП и дальности видимости на ВПП (RVR, рассчитываемая по яркости боковых огней ВПП и огней приближения) 550 м (1800 фт) либо при метеорологической видимости 800 м (2700 фт) — если огни на ВПП отсутствуют или выключены.

Более сложные системы II и III категории позволяют выполнять посадку при меньшей видимости, но требуют специальной дополнительной сертификации ВС и пилота.

Заходы по II категории позволяют выполнять посадку при высоте принятия решения 30 м (100 фт) и RVR 350 м (1200 фт).

При посадке по III категории ВС приземляется с использованием системы автоматической посадки, высота принятия решения отсутствует, а RVR должна быть не ниже 250 м (700 фт) по категории IIIa, либо 50-250 м по категории IIIb. Каждая КГС, сертифицированная по III категории, имеет свои собственные установленные высоты принятия решения и минимумы. Некоторые КГС имеют сертификацию для посадок в условиях нулевой видимости (категория IIIc, также пишут Cat III C). Системы II и III категорий должны иметь освещение осевой линии, зоны посадки и другие вспомогательные средства. КГС должна выключаться в случае сбоев. С увеличением категории оборудование должно выключаться быстрее. Например, курсовой маяк I категории должен выключиться через 10 секунд после обнаружения сбоя, а маяк III категории должен выключиться менее чем через 2 секунды.

Радиомаячные системы посадки диапазонов ДМВ (см. гл. 9) и МВ (инструментальные системы посадки, ILS — Instrument Landing System) позволяют задавать пространственную траекторию захода на посадку и определять текущее положение ВС относительно нее, а также моменты пролета двух или трех точек на линии глиссады, расположенных на определенном удалении относительно ВПП. Радиомаячные системы (РМС) обеспечивают задание единственной глиссады планирования и управление ВС в пределах заданных секторов вокруг нее.

Системы посадки MB-диапазона работают на следующих частотах: 108—112 МГц (курсовой канал); 329—335 МГц (глиссадный канал), 75 МГц (маркерный канал).

Система посадки MB-диапазона обеспечивает непрерывное получение на борту ВС следующей информации:

• положение ВС относительно плоскости посадочного курса;
• положение ВС относительно плоскости планирования (глиссады);
• расстояние до начала ВПП по маркерному каналу.

В состав радиомаячного оборудования входят курсовой радиомаяк (КРМ), глиссадный радиомаяк (ГРМ) и маркерные радиомаяки (МРМ). Расположение радиомаяков в районе аэродрома показано на рис. 10.4.

Курсовой РМ устанавливается на продолжении оси ВПП со стороны, противоположной направлению посадки, на расстоянии

Рис. 10.4. Схема размещения оборудования РМС МВ-диапазона

500-1200 м. Минимальное удаление КРМ от конца ВП П обусловлено высотой оборудования и требованиями безопасности при пролете самолетов над препятствиями. Максимальное удаление определено параметрами ДН антенной системы. Основным вариантом размещения антенны КРМ следует считать расстояние (1100 ± 100) м от конца ВПП.

Глиссадный РМ, из соображений безопасности посадки, также выносится в сторону от оси ВПП на расстояние 120—180 м и устанавливается на расстоянии 215—430 м от порога ВПП со стороны направления посадки. Расстояние от порога ВПП зависит от выбранного утла наклона глиссады: при угле планирования 2°40' расстояние должно быть (320 ± 60) м.

Маркерный РМ самостоятельно или в составе радиомаркерных пунктов (дальнего и ближнего) устанавливаются на расстоянии (4000 ± 200) м и (1050 ± 150) м от порога ВПП соответственно.

На аэродромах со сложным рельефом местности перед порогом ВП П в состав РМС посадки может дополнительно входить внутренний МРМ (ВнМРМ), предназначенный для информирования экипажа о близости порога ВП П. Он должен размещаться на расстоянии 75—450 м от порога ВПП и не более чем на ±30 м смещен от ее оси.

На аэродромах со сложным рельефом местности в зоне захода на посадку или с другими особенностями в состав системы посадки может быть включен дополнительный внешний МРМ (ВМРМ), размещаемый на расстоянии до 11 км от порога ВПП.

Стандарты ICAO предусматривают необходимость использования двух приводных радиомаркерных пунктов, называемых внешним (дальним) (ВРМП) и средним (СРМП), и возможность, в случае необходимости, установки третьего, внутреннего (ближнего) маркерного радиомаяка (ВнМРМ) (рис. 10.5).

Внешний радиомаркерный пункт располагается на удалении 7200 м от порога ВПП, средний — на удалении (1050 ± 150) м, а внутрен-

Рис. 10.5. Схема размещения оборудования радиомаяков системы посадки MB-диапазона по стандартам ICA0

ний — на удалении 75—150 м. Средний радиомаркерный пункт предназначен для информирования экипажа о приближении к точке начала визуального наведения, внутренний радиомаяк — для обозначения момента пролета высоты принятия решения.

Антенная система КРМ устанавливается на осевой линии ВПП у противоположного торца на удалении, не превышающем 1150 м и обеспечивающем безопасную высоту пролета над препятствием. Расстояние от антенной системы ГРМ до порога ВПП выбирается таким, чтобы высота опорной точки траектории посадки (точки глиссады или продолженной глиссады, расположенной на оси ВПП над ее порогом) была равной 15^ м. Это расстояние зависит от номинального угла наклона глиссады, уклонов местности и других факторов. Боковое смещение антенны ГРМ выбирают из условия обеспечения минимальной высоты пролета над препятствиями, и оно не превышает 180 м.

Информация об отклонениях от линии планирования поступает на приборы, размещенные в кабине экипажа ВС. Наземные радиомаяки формируют в пространстве две плоскости — курса и планирования (см. рис. 10.1), пересечение которых определяет линию планирования (глиссаду).

Управление ВС осуществляется в пределах секторов вокруг глиссады, горизонтальные и вертикальные размеры которых соответственно равны примерно +4° и +1°. Угол планирования (угол глиссады) для выполнения посадки задается постоянным, он равен примерно 3°.

Кроме радиомаячного оборудования, предназначенного для задания в пространстве линии планирования, в состав РМС может входить радиотехническое и светотехническое оборудование, образующее упрощенную систему посадки, а также диспетчерское оборудование. Радиотехнические средства упрощенной системы посадки используются для привода ВС в район аэродрома, облегчения расчета и маневра при заходе на посадку, дополнительного контроля за правильностью снижения по линии планирования и обеспечения расчета и захода на посадку ВС, оборудованных только аппаратурой для посадки по упрощенной системе, а также они используются как резервные посадочные средства.

С помощью диспетчерского оборудования группа руководства полетами осуществляет наблюдение за воздушной обстановкой, управление движением ВС и контроль за ним в районе аэродрома.

Современные отечественные системы посадки разрабатываются и устанавливаются согласно требованиям, предъявляемым ICAO.

Примерами отечественной наземной аппаратуры систем посадки MB-диапазона являются СП-50, СП-68, СП-70, СП-80, СП-90 и СП-200.

На радиомаячные системы СМВ-диапазона (микроволновые системы посадки, MLS — Microwave Landing System) возлагаются более сложные функции: они предназначены для определения пространственных координат ВС в заданной области пространства (обычно эта область охватывает сектор ±40° относительно оси ВПП в горизонтальной плоскости и сектор 1. 15° в вертикальной) и для обеспечения полета по любой криволинейной четырехмерной пространственно-временной траектории посадки. Таким образом, РМС диапазона СМ В в принципе предоставляют большую свободу в выборе траектории посадки. Это позволяет реализовать высокоэффективные схемы УВД, повысить пропускную способность аэродрома на 10— 15%, а также открывает возможность обхода густонаселенных жилых районов. Система посадки СМВ-диапазона может обеспечивать вывод ВС на траекторию посадки, взлет, уход на второй круг и автоматическую передачу на борт требуемой для посадки технической и метеорологической информации.

Системы посадки СМВ-диапазона работают на следующих частотах: 5030-5091 МГц (угломерный канал); 960—1215 МГц (дальномер- ный канал).

В состав наземного оборудования системы посадки СМВ-диапазона могут входить азимутальный, угломестный и дальномерный радиомаяки (в расширенной комплектации дополнительно включаются азимутальный радиомаяк обратного азимута и угломестный радиомаяк выравнивания). В отличие от ILS, антенные системы радиомаяков MLS имеют узкие ДН и сканируют своим лучом широкий сектор с известной скоростью. Также в отличие от ILS, в микроволновой системе доступно несколько каналов, за счет чего несколько маяков MLS не мешают работе друг друга. По радиоканалам MLS также могут передаваться дополнительные данные.

Разработка системы MLS была начата в середине 1970-х. Первые образцы были установлены в некоторых аэропортах США в 1980 — начале 1990-х в экспериментальном порядке. Однако появившиеся в те же годы системы посадки на основе спутниковых навигационных систем (WAAS), не требующие установки сложного аэродромного оборудования, практически полностью вытеснили MLS на территории США. В 1994 г. главное авиационное ведомство США — FAA — прекратило разработку системы, сделав выбор в пользу WAAS. Установленное оборудование отключено, данные исключены из навигационных справочников. В то же время в Европе, в частности в Великобритании, развитие MLS продолжилось. В 2003 г. система MLS была установлена в лондонском аэропорту Хитроу.

Несмотря на определенные преимущества перед ILS, система MLS широкого распространения в нашей стране пока не получила.

Теоретические основы радионавигации
Раздел 2. Радионавигационное обеспечение транспортных средств
Тема 2.6. Оборудование системы посадки
Занятие 18. Маркерные радиомаяки
1. МРМ. Назначение и размещение на аэродроме
2. Режимы работы и взаимодействие МРМ с бортовым
оборудованием ВС
3. Принцип работы МРМ по структурной схеме
Литература: В. И. Коломиец. Теоретические основы радионавигации, Ч I

Тема2.6. Оборудование системы посадки
Маркерные радиомаяки
Назначение и размещение на аэродроме
Маркерный
радиомаяк
представляет
собой
передающее
устройство, работающее на фиксированной частоте 75 МГц.
Антенна МРМ имеет узкую конусообразную диаграмму
направленности (ДН) в вертикальной плоскости. Для опознавания
данной РНТ колебания несущей частоты модулируются по амплитуде
сигналом
тональной
частоты,
который
в
свою
очередь
манипулируется телеграфным кодом.

Маркерные радиомаяки
РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МРМ
С БОРТОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ ВС
При пролете точек установки маркерных радиомаяков должен
выдерживаться определенный режим полета, в частности высоты
пролета радиомаркеров равны примерно 400, 200, 60 и 20 м
соответственно. Для обеспечения заданного времени индикации данной
РНТ (точности определения расстояния до начала ВПП) при полете на
посадочном курсе, а также при существенных отклонениях в обе стороны
от посадочного курса диаграмма направленности МРМ должна быть сжата
в направлении посадочного курса и вытянута в направлении,
перпендикулярном оси ВПП. Антенна МРМ, состоящая из горизонтального
вибратора и отражающей сетки, излучает сигналы ВЧ преимущественно в
направлении вертикали, что обеспечивается специальной формой ДНА в
вертикальной плоскости.
Диаграмма направленности МРМ
в вертикальной и горизонтальной
плоскостях

Маркерные радиомаяки
РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МРМ
С БОРТОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ ВС
Благодаря такой диаграмме сигналы МРМ принимаются на
самолете в момент пролета маяка. В горизонтальной плоскости ДНА
МРМ имеет различную ширину вдоль оси антенны (которая
совмещается с осью ВПП) и в перпендикулярном направлении. В
направлении, перпендикулярном оси ВПП, она шире, и это
обеспечивает прием сигналов на самолете при его движении с
некоторым
боковым
смещением
относительно
оси
ВПП.
Ориентировочное время индикации пролета у ВМРМ и ДМРМ
составляет 12 с, БМРМ—6 с, ПМРМ—2. 3 с.
Диаграмма направленности МРМ
в вертикальной и горизонтальной
плоскостях

Маркерные радиомаяки
РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МРМ
С БОРТОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ ВС
В составе МРМ имеется возбудитель В, представляющий собой
маломощный генератор частоты 12,5 МГц, стабилизируемый кварцем.
Колебания этого генератора поступают в умножитель частоты УЧ,
который увеличивает частоту в 6 раз, так что после умножителя
выделяются колебания частоты 75 МГц с высокой стабильностью. Затем
колебания усиливаются в усилителе мощности УМ и поступают в
антенну А.

Маркерные радиомаяки
РЕЖИМЫ РАБОТЫ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МРМ
С БОРТОВЫМ ОБОРУДОВАНИЕМ ВС
С помощью генератора низкой частоты ГНЧ и модулятора М
высокочастотные колебания модулируются по амплитуде с частотой 400
Гц, а посредством манипулятора Мн обеспечивается прерывание
колебаний ВЧ последовательностью
точек
или тире. Практически
используются частоты модуляции 400, 1300 и 3000 Гц. Излучение БМРМ
модулируется сигналом с частотой 1300 Гц, вид манипуляции—точки со
скоростью 6 точек в секунду. В ДМРМ используются частота модуляции
400 Гц и манипуляция в виде тире со скоростью 2 тире в секунду.
Допускается использование на БПРМ и ДПРМ одной частоты модуляции,
равной 3000 Гц.

Маркерные радиомаяки
МРМ-В. ТТХ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ПО СТРУКТУРНОЙ СХЕМЕ
Основные тактико-технические данные
Несущая частота, МГц ………………………………………….75;
Частоты модуляции, Гц ……………………………………400, 1300 и 3000;
Глубина модуляции, % …………………………………………95;
Мощность передатчика, мвт …………………………………. 320;
Виды манипуляции ЗЧ без прерывания несущей…6 точек в секунду;
1 точка и 1 тире за 0,5 с; 1 тире в секунду;
Время переключения на резервный комплект не более, с…10;
Напряжение питающей сети, В …………………………………….220;
Частота питающей сети, Гц …………………………….50±2 или 400±12 ;
Потребляемая мощность от основной сети, Вт ……………….70.
Модификация МРМ, предназначенная для автономной работы,
имеет аварийный источник питания — аккумуляторную батарею.
Время работы от аккумуляторной батареи не менее, ч………..8;
Потребляемая мощность от аккумуляторной батареи, Вт……70;
Средний ресурс радиомаяка до первого капитального ремонта,
тыс.ч ….60.

Маркерные радиомаяки
МРМ-В. ТТХ И ПРИНЦИП РАБОТЫ ПО СТРУКТУРНОЙ СХЕМЕ
Основные тактико-технические данные
Аппаратура допускового контроля и автоматического
резервирования радиомаяка обеспечивает допусковый
контроль и переключение на резервный комплект при
возникновении следующих неисправностей в рабочем
комплекте:
уменьшение мощности передатчика на 3 дБ и ниже;
уменьшение глубины модуляции до 50% и ниже;
пропадание манипуляции.

Маркерные радиомаяки
МРМ-В. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
В его состав входят два передатчика ПРД1 и ПРД2, коммутатор
ВЧ, антенная система, блок питания и автоматики БПА и две
панели питания передатчиков ПП1 и ПП2.
Каждый передатчик состоит из высокочастотного генератора
ВЧГ, манипулятора МП, низкочастотного генератора НЧГ, схемы
стабилизации СС уровня мощности высокочастотного сигнала и его
глубины модуляции, а также контрольного устройства КУ.
Высокочастотные
колебания
передатчика,
амплитудномодулированные манипулированными тональными колебаниями
через антенный переключатель АП и направленный ответвитель
НО поступают в передающую антенну А1.
Контрольное
устройство
КУ
предназначено
для
автоматического допускового контроля основных параметров
радиомаяка и выдачи сигналов управления резервом в БПА. Для
осуществления допускового контроля часть мощности выходного
сигнала ответвляется с помощью направленного ответвителя НО и
подается на схему детектора обратной связи (ДОС). С выхода ДОС
сигнал поступает на схему стабилизации СС уровня мощности
выходного сигнала и его глубины модуляции и на вход порогового
устройства ПУ контрольного устройства.

Маркерные радиомаяки
МРМ-В. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
Контролируются следующие параметры:
• выходная мощность передатчика,
• глубина амплитудной модуляции выходного сигнала и наличие
манипуляции.
На вход ПУ с ДОС поступает низкочастотный сигнал с
соответствующими частотой модуляции и кодом манипуляции, амплитуда
которого зависит от мощности выходного сигнала радиомаяка и его
глубины модуляции.
ПУ представляет собой усилитель-ограничитель, выполненный на
микросхеме 140 УД1А.
Порог срабатывания его определяется опорным напряжением,
формируемым отдельным источником. Если мощность сигнала и глубины
его модуляции находятся в заданных пределах, то уровень входного
сигнала ПУ оказывается больше его опорного напряжения и с выхода ПУ
снимаются отрицательные импульсы, соответствующие частоте модуляции
и коду манипуляции выходного сигнала передатчика.

Маркерные радиомаяки
МРМ-В. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА
Контроль выходных импульсов ПУ осуществляется с помощью схемы
индикации СИ, представляющей собой ключевой каскад на
транзисторной сборке 2ТС613Б со светодиодом ЗЛ102Б. Выходные
импульсы ПУ поступают также на детекторы сигналов ДС модуляции и
манипуляции,
выполненные
на
диодах
2Д102Б,
включенных
последовательно.
На выходе первого детектора формируются импульсы манипуляции,
которые через разделительный конденсатор подаются на второй детектор,
представляющий собой выпрямитель. Выходное напряжение второго
детектора управляет ключевой схемой КС и выходной ключевой
схемой ВКС, общей для обоих передатчиков.

Маркерные радиомаяки
На выходе ВКС в этом случае уровень сигнала соответствует
логическому нулю. Этот сигнал подается на БПА, обеспечивая работу
рабочего комплекта МРМ. При отклонении за пределы допуска хотя бы
одного из контролируемых параметров уровень напряжения на выходе КС
достигает +4,5 В, что является сигналом аварии, и БПА осуществляет
переключение комплектов радиомаяка. При управлении резервом
радиомаяка БПА переключает панели питания ПП1 и ПП2, которые подают
напряжения питания на передатчики и коммутируют их высокочастотные
выходы на передающую антенну А1 с помощью антенного переключателя
АП. При неисправном резервном комплекте передатчика радиомаяк
выключается и осуществляется местная (на БПА) аварийная
дистанционная сигнализация на БДУ (ШДУ).
В радиомаяке предусмотрен автоматический контроль исправности
кабеля, соединяющего антенную систему с аппаратурным контейнером в
случае установки последнего в помещении. Для этих целей служит схема
контроля исправности кабеля СКК, конструктивно объединенная с
антенным переключателем.
Для контроля уровня излучения служит контрольная антенна А2 со
встроенным детектором контроля индикации ДКИ. Контроль мощности
осуществляется с помощью внешнего измерителя.

Читайте также: