Пилотажно-навигационные системы

Пилотажно-навигационные системы (авионика) – это бортовое радиоэлектронное оборудование, обеспечивающее пилотирование, навигацию и наведение ЛА, построенное на электротехнических, электромеханических и электронных устройствах.

Термин «авионика» появился в начале 1970, когда произошло появление интегральных микроэлектронных технологий и создание на их основе компактных бортовых высокопроизводительных компьютеров, а также принципиально новых автоматизированных систем контроля и управления.

Авионика составляет большую часть затрат при производстве ЛА. Общая масса такого оборудования составляет около 30% от общей массы ЛА, а его стоимость – более 50% стоимости, например, самолета.

Этапы развития пилотажно-навигационного оборудования (ПНО)

• До 1930 г. Самолетовождение выполняется вручную на небольшие расстояния при видимости горизонта и наземных ориентиров в относительно хороших метеоусловиях. Используются приборы и инструменты ПНО (указатели поворота, скольжения, скорости, магнитные компасы, барометрические высотомеры и др.) с невысокими техническими характеристиками.

• Начало 30-х - середина 50-х годов. Для тяжелых самолетов, совершающих полеты днем и ночью на большие расстояния, разработаны новые приборы, такие как авиагоризонт и гирополукомпас, центральная гировертикаль, курсовертикаль, автоматические радиокомпасы, астрономические компасы, курсовые системы, радиолокационные станции, системы посадки, автопилоты, радиотехнические системы ближней и дальней навигации, доплеровские измерители, аналоговые вычислители.

• Середина 50-х - конец 60-х годов. Повышение требований к точности самолетовождения, рост нагрузки на экипаж приводит к объединению отдельных систем ПНО в пилотажно-навигационные комплексы (ПНК) на основе цифроаналоговых и затем цифровых вычислителей.

• Современный этап – начало 70-х годов и по настоящее время. Самолеты должны выполнять полеты в любое время, в любых географических и метеорологических условиях. Возрастают требования к характеристикам ПНО, с помощью которого экипажем обеспечивается ручное, полуавтоматическое и автоматическое самолетовождение. Появляются ПНК с полностью цифровыми связями, электронной системой индикации.

Самолетовождение – выполнение полета по заданным пространственно-временным траекториям в фактических географических и метеорологических условиях.

Самолетовождение обеспечивается экипажем, пилотажно-навигационным оборудованием и наземными техническими средствами службы движения.

Самолетовождение включает в себя навигацию и пилотирование (управление) летательным аппаратом на всех этапах полета.

Навигация – обеспечение полета по траектории, определяемой маршрутом (трассой) и профилем полета от взлета с начального пункта маршрута до посадки в конечном пункте в заданное время. Навигационное оборудование объединяет приборы и системы, предназначенные для определения текущих координат ЛА, направления полёта, скорости и высоты.

Пилотирование – управление движением ЛА, осуществляемое пилотом или системой автоматического управления с целью изменения или сохранения режима полета в целях решения задач навигации.

Пилотирование производится с помощью органов управленияна поверхности ЛА, создающих необходимые силы и моменты сил относительно центра масс, и силовой установки.

Пилотажно-навигационные системы позволяют измерить параметры движения центра масс ЛА (координаты, высота, скорость, время и их производные) и параметры движения вокруг центра масс ЛА (углы крена, тангажа, курса и их производные), а также другие параметры движения.