Dopleriniai greičio matuokliai

Pagrindinė Doplerinio radaro funkcija yra pastoviai nustatyti orlaivio greičio vektoriaus kryptį ir dydį žemės atžvilgiu. Jei tai nustatyta, pagal greičio komponentę galima apskaičiuoti nueitą kelią nuo žinomo išvykimo taško iki orlaivio esamos pozicijos, kursą ir atstumą iki atvykimo taško, todėl Doplerinis radaras yra pagrindinis skridimo navigacinės sistemos elementas. Greitis yra nustatinėjamas išmatavus Doplerio signalų, išsiųstų iš orlaivio skirtingais spinduliais nukreiptais į žemės paviršių santykinai stačiais kampais, atsispindėjusių nuo paviršiaus ir priimtų Doplerio radaro imtuve, pokytį.

Vienas pirmųjų Doplerinių radarų buvo AN/APN-81, (raidės šifruojasi karinis, skirtas jūrų ir oro pajėgoms, skraidančiuose objektuose naudojamas navigacinis radaras) kuris buvo naudojamas 1956 metais, svėrė apytikriai 131 kg, spinduliavo 50 W vidutinę galią, o suvartodavo 1700 W. Kai buvo pridėtas navigacinis kompiuteris, bendras Doplerinės navigacinės sistemos svoris buvo apie 320 kg. 1996 metais Doplerinės sistemos, atliekančios ekvivalenčias funkcijas, svėrė 5 kg., įskaitant anteną, visą elektroniką ir MIL-STD-1553 duomenų šyną; jos spinduliavo vidutinę 20 mW galią, o suvartojo 20 W.

Doplerinės navigacijos sistema AN/ASN-157

Paveikslėlyje pavaizduota AN-ASN-157 (raidės reiškia, kad tai karinis aviacinis daugiafunkcinis ypatingas navigacinis įrenginys) Doplerinę navigacijos ir greičio fiksavimo sistemą sraigtasparniams ir vidutinio dydžio orlaiviams. Ji spinduliuoja ištisines bangas su dažnine 30 kHz moduliacija.

Pagrindinės radaro savybės:

• Maža siųstuvo galia – tik 25mW;
• Greičio diapazonas nuo –50 iki 350 mazgų;
• Aukščio diapazonas nuo 0 iki 10 000 pėdų (nuo 0 iki 3050m);
• Didelis tikslumas virš žemės ar vandens;
• Virpesio forma iš esmės pašalina virš vandens paviršiaus atsirandantį pokytį.

Šio tipo sistemos variacijos panaudoja kartotinius moduliacijos dažnius, kad išvengti aukščio kiaurymės efektų aukščiau kaip 15000 pėdų.

Ši instrumentas gali būti panaudotas kaip greičio matuoklis arba kaip pilnai sukomplektuota navigacinė sistema. Joje įmontuotas GPS imtuvas, kuris įgalina valdymą panaudojant keturis palydovus. Taip yra galimybė panaudoti WGS-84 duomenis šioje navigacinės sistemos versijoje.

BAE SYSTEMS sukūrė ASN-157 patenkindami kylantį sraigtasparnių poreikį mažesnio dydžio ir svorio aviacinei elektronikai. ASN-157 sistemos tikslumas siekia 0,15 % bendro greičio, o svoris apie 5 kg. Šią sistema sukomplektuota vienoje dėžutėje. Numatomas vidutinis laikas vienam gedimui siekia 7 300 valandų. Labai svarbi ASN-157 galimybė yra tiksli navigacija nuo žemės paviršiaus iki 10 000 pėdų.

Kursas, polinkis ir pokrypis yra nurodomi pagal orlaivio kurso ir aukščio daviklius standartiniame 400 Hz sinchronizuotame formate arba per MIL-STD-1553 duomenų šyną. Ši sistema apdoroja INS ir GPS sistemų duomenis ir taip pasiekdama didelio tikslumo navigacijoje. Visi skaičiavimai atliekami universaliame vienos schemos kompiuteryje.

ASN-157 visus duomenis pateikia per dvi sietis: per du kartus rezervuotą MIL-STD-1553 duomenų šyną ir ARINC 575 serijinį duomenų išėjimą. Šios dvi sietys atkartoja ankstesnes ASN-128 ir ASN-137 sietis, supaprastindami šių sistemų pakeitimą naujesne, lengvesne ir pigesne ASN-157.

Ši doplerinė navigacijos sistema naudojama Jungtinių Valstijų ir Olandijos Oro Pajėgų orlaiviuose AH-64D Longbow Apache ir Jungtinės Karalystės GKN WAH-64D sraigtasparniuose. Dabartiniai produkcijos tempai siekia 30 vienetų per mėnesį.

Kita panašaus tipo sistema yra H-764G GPS ir INS sistema apjungia dvi funkcijas į vieną bendrą vienetą. Tai hibridinė sistema. Šis sistema yra visų požiūrių navigacinė sistema teikianti linijinio ir kampinio pagreičio, greičio, pozicijos (polinkio, pokrypio ir azimuto), magnetinio ir tikrojo kurso, aukščio ir laiko duomenis. Kai tai įdiegta atitinkamose modeliuose, sistema atlieka įrenginių, kuriuos ji pakeičia, navigacines funkcijas. Ji taip pat turi MIL-STD-1553 duomenų šyną, tenkina GPS/INS reikalavimus ir gali sąveikauti su Jungtinių Valstijų Karinių Oro pajėgų palydovų sistema.

Šią sistemą sudaro inercinis daviklis, GPS imtuvas, sistemos procesorius, sinchronizuojančios grandinės schema ir tiesioginis energijos šaltinis. Ši sistema naudoja skaitmeninio lazerio giro mechanizmo energiją, pradinius ir esamus duomenis, taip pat kaip ir GPS palydomų duomenis GPS ar GPS/INS veikimui, ir taip pat gali sekti penkis orlaivius tuo pat metu.

Sistema sveria mažiau kaip 7 kg ir naudojama AH-64A/D, OH-58D, MH-47D/E, MH-60A/L/K orlaiviuose.

Doplerinės navigacijos radarų ir jų sistemų yra be galo daug. Jos skiriasi viena nuo kitos savo svoriu, naujoviškumu, matuojamų parametrų (greičio, aukščio ir kt. skrydžio parametrų) skaičiumi ir tų parametrų diapazonais.

Daugumą AN/ASN tipo sistemų kuria tokios garsios Jungtinių Amerikos Valstijų kompanijos kaip Ford Instrument (AN/ASN-7), Huyck (AN/ASN-15), Lear-Siegler (AN/ASN-124 – taktinė navigacinė sistema), Kearfott (AN/ASN-24), Hartman Systems, Litton (AN/ASN-31), Collins (AN/ASN-33), Delco (AN/ASN-119 dar vadinamas „Carousel IV“ - tai inercinė navigacinė sistema), Honeywell, Singer (AN/ASN-128 Doplerinė navigacijos sistema (+ GPS vėlesnėse versijose), Northrop (AN/ASN-136 Inercinė navigacijos sistema naudota B-52G), BAE Systems (AN/ASN-180), NaviTrak (AN/ASN-509).

AN/APN (kariniai aviaciniai navigacijos radarai) tipo radarus kuria tokios firmos kaip Philco (AN/APN-4 naudotą B-29, B-32, C-47, C-54, C-117, C-121), RCA (AN/APN-9 - LORAN), Electronic Assistance Corp, GPI (AN/APN-25), Dayton Aviation Radio & Equip Corp (AN/APN-70), OlympicTeledyne Ryan (AN/APN-79 naudojamą sraigtasparniuose; AN/APN-97, AN/APN-128, Doplerinė navigacijos sistema orlaiviuose SH-3H, CH-46, HH-46A/D), Hazeltine (AN/APN-84 – SHORAN), General Electric (AN/APN-115), Canadian Marconi (AN/APN-147 – Doplerinė navigacijos sistema; AN/APN-208 naudojamą HH-53H, Bell 412), ITT, Stewart-WarnerTexas Instruments, Sierra (AN/APN-178 – navigacinis radaras), Research General, DynamicsMarconi (AN/APN-172), Singer-Kearfott (AN/APN-185; AN/APN-190), Teledyne (AN/APN-205).

Daugelis Doplerinių radarų nėra naudojami atskirai, jie dažniausiai yra galingų navigacinių sistemų, kurias sudaro ir kitų naujų technologijų įrenginiai, komponentai. Tačiau jų veikimo principas yra pagrįstas tuo pačiu dėsniu, o jie tobulinami lengvumo, kompaktiškumo, ir mažesnės savikainos kryptimi.

Doplerinių radarų panaudojimas yra labai platus – jie vartojami tiek civilinėje aviacijoje- antžeminiai ir borto radarai, tiek karinėje aviacijoje, tiek jūrų laivyne. Paskutiniu metu pradėta naudoti šiuos radarus meteorologinėse tarnybose, nustatant vėjų greičius, audrų bei kitų gamtos stichijų nustatymui ir perspėjimui.

Naudota literatūra:

1. „Avionics navigation systems“. Myron Kayton and Walter Fried. 1997.
2. „The AN/ASN-157; A single LRU Doppler Navigation system for helicopters.“ Buell, D. Doremus. 1993.
3. „Modern radar systems“, Barton , 1988.
4. http://www.pakdef.info/pakmilitary/army/others/doppnav.html.
5. http://www.ion.org/meetings/am2002/A2.cfm.
6. http://www.cni.na.baesystems.com/html/an_asn-157_doppler_navigation_.html.
7. http://www.galaxyscientific.com/areas/navigati/ngs14.htm.
8. http://www.airforce-technology.com/projects/b52.
9. http://www.airwarbirds.com/a-7_specs.htm.
10. http://www.designation-systems.net/usmilav/electronics.html#_JETDS_Systems.
11. http://www.fas.org/spp/military/program/nav/dgns.htm.
12. http://www.delta-engineering.co.il/defenseSystems.htm.

Referatą .doc formatu galite atsisiųsti iš archyvo.

Red. pastaba: autorius nežinomas. Rašinį atsiuntė lankytojai.