КАК УСТРОЕН САМОЛЕТ: БОРТОВОЙ КОМПЛЕКС

Самолет – это сложная система, которую проще рассматривать, разделив на более простые подсистемы. Если топливную систему можно считать «пищеварительной системой» самолета, гидравлическую систему – «кровеносной», системы кондиционирования и регулирования давления – «дыхательной», то система электроснабжения и бортовой пилотажно-навигационный комплекс являются «нервной системой», мозгом самолета. Система электроснабжения питает системы и агрегаты бортового комплекса, отвечающие за управление, контроль и обеспечение жизнедеятельности самолета, его экипажа и пассажиров.

Это третий материал из серии публикаций об устройстве самолета, подготовленный совместно со специалистами ПАО «Ил». (Крыло, Как устроен фюзеляж).

Откуда берется электричество на самолете?

На борту самолета имеется множество потребителей постоянного и переменного тока. В связи с этим, для обеспечения потребителей электроэнергией регламентированного качества существует целый ряд источников постоянного и переменного тока.  

Во-первых, на каждом маршевом двигателе установлен один или несколько генераторов, работа которых является основным источником энергии на.

Во-вторых, устанавливается ВСУ – вспомогательная силовая установка – это небольшой двигатель, который необходим для запуска основных двигателей, а также для выработки электроэнергии, например, на земле при отсутствии наземного источника питания и выключенных основных двигателях. Это обеспечивает автономность базирования, не тратя ресурса основных двигателей. Для пассажирских самолетов повышает комфорт при посадке и высадке пассажиров, т.к. основные двигатели не работают и не издают шум. 

В-третьих, самолет может быть запитан с наземного источника для проведения послеполетного обслуживания или наземных испытаний, чтобы сэкономить ресурс двигателей.

Также на самолете устанавливаются резервные источники питания: в первую очередь это аккумуляторы, которые по требованиям авиационных правил должны обеспечивать энергией наиболее ответственные потребители электроэнергии в случае отказа других источников. 

Еще одним необычным резервным источником энергии является ветрогенератор, который автоматически выпускается в случае экстренной необходимости. Так, подобный ветрогенератор установлен на Ил-96 и выполняет роль резервного гидронасоса, необходимого для перемещения управляющих поверхностей в случае отказа насосных станций. 

Из чего состоит бортовой комплекс

Бортовой комплекс состоит из оборудования, которое можно разделить на несколько групп систем, каждая из которых выполняет определенный набор функций: пилотажно-навигационное и радиосвязное оборудование, системы индикации и сигнализации, а также система регистрации параметров. 

Пилотажно-навигационное оборудование

Это огромный пласт систем, отвечающих за определение местоположения самолета, ориентацию самолета в пространстве, а также за автоматическое управление полетом. 

К основным системам относятся:

• инерциальные системы, система спутниковой навигации и посадки, радиокомпасы и дальномеры, радиотехнические системы ближней и дальней навигации, доплеровский измеритель скорости и сноса – все эти системы необходимы для определения координат местоположения самолета, которые передаются в бортовой компьютер – вычислительную систему самолетовождения, который, имея всю полноту и разнообразие информации, не только определяет наиболее точное местоположение самолета, но и вырабатывает команды для автопилота в соответствии с заранее заложенным в него планом полета, схемами вылета и захода на посадку.
• система воздушных сигналов получает данные о приборной скорости и барометрической высоте самолета, измеряя давление набегающего потока, а также атмосферное давление – чем выше летит самолет, тем воздух более разреженный и давление набегающего потока меньше. Именно для работы этой системы сбоку самолета устанавливаются загадочные трубки, о предназначении которых многие не догадываются. Это трубки Пито, названы в честь изобретателя Анри Пито, приборы для измерения полного напора воздуха, представляющие из себя Г-образную трубку. На самолетах эти приборы оснащены обогревом для предотвращения обледенения, которое приводит к значительному искажению измерения.

• система раннего предупреждения близости земли предупреждает экипаж об опасности сближения с землей в соответствии с базой данных рельефа местности, вырабатывая сигналы для визуальной и звуковой сигнализации (например, сообщения "PULL UP" или "PULL DOWN").
• метеолокатор используется для определения таких опасных метеоявлений, как турбулентность и сдвиг ветра – появляется индикация "WINDSHEAR AHEAD" (СДВИГ ВПЕРЕДИ) и раздается рекомендация уход на второй круг. Таким образом, с помощью полученных данных экипаж принимает решение об изменении маршрута и дальнейшего плана полета. Также благодаря локатору можно получать данные о подстилающей поверхности, наклонив антенну в сторону земли.
• система предупреждения столкновения устанавливается на всех самолетах, предназначенных для перевозки более 19 пассажиров или имеющих массу более 5700 кг. Эта система сканирует пространство вокруг самолета, обнаруживает самолеты, оборудованные той же системой, получает информацию об их местоположении и скорости. Также эта система вырабатывает команды для экипажа о наборе высоты, снижении или сохранении текущей высоты для предотвращения столкновений в воздухе. Система установлена на всех современных моделях самолетов марки «Ил», за исключением Ил-103.

Радиосвязное оборудование

Данное оборудование предназначено для двусторонней радиосвязи между экипажем самолета и диспетчером на земле, между экипажами отдельных самолетов непосредственно в полете, а также для внутрисамолетной связи экипажа между собой и громкоговорящего оповещения пассажиров и, в отдельных случаях, для подачи сигналов бедствия. 

Радиостанции могут быть предназначены для управления самолетами на различных этапах полета: взлет, посадка, полет по маршруту и тд. Для этих целей имеется несколько радиостанций, настраиваемых на разные частоты, благодаря чему обеспечивается связь большого числа абонентов. 

В состав связного оборудования также входят средства для воспроизведения звука: информации поступающей от бортпроводников, либо речевые сообщения от самолетных систем. 

Авиационные правила требуют, чтобы ситуация на борту воспринималась экипажем однозначно, а сигнализация воздействовала на несколько органов чувств. Таким образом, самолетные речевые сообщения чаще всего дублируют визуальную информацию, которая отображается системой электронной индикации, о которой будет сказано далее. «Речевик» служит для привлечения внимания членов экипажа к сложившейся на борту обстановке, для призыва к совершению экипажем необходимых действий, либо для уведомления о достижении определенной скорости на разбеге или высоты на посадке.

Также в состав радиосвязного оборудования входят самолетные ответчики – транспондеры, передающие информацию о своем местоположении диспетчерам и окружающим самолетам для предупреждения столкновения, а также присутствуют ответчики государственного опознавания «свой-чужой», которые в частности позволяют отличать «свои» боевые самолеты от самолетов противника.

Система индикации и сигнализации

Если раньше для отображения экипажу информации о состоянии самолетных систем использовались аналоговые приборы, каждый из которых показывал только один-два параметра, то с появлением жидкокристаллических экранов все значительно изменилось: удалось реализовать так называемую «стеклянную кабину» – панели с множеством циферблатов-«будильников» ушли, освободив пространство для электронных индикаторов, что позволило снизить нагрузку и увеличить осведомленность экипажа ведь теперь вся необходимая информация удобно скомпонована в одном месте и нажатием одной кнопки можно вывести на индикацию информацию от целого комплекса систем. Также это позволяет реализовать принцип «темной кабины». Суть принципа проста – если на борту все системы работают штатно, то никакие красные или желтые табло, сообщения или бленкеры не должны отображаться и мигать, словом, ничего не должно отвлекать летчика от пилотирования и выполнения штатных процедур. Но если что-то все же произошло, то на самолете используются различные способы для максимально быстрого привлечения внимания пилота.

Для этого существует несколько видов внутрикабинной сигнализации:

• визуальные средства сигнализации предназначены для выдачи сигналов с помощью экранных индикаторов, светосигнальных устройств, переключателей со световой сигнализацией (ламп-кнопок), бленкеров, флажков (планок) или шторок электромеханических индикаторов.
• звуковые средства сигнализации предназначены для выдачи тональных звуковых сигналов (например, с помощью сирены, гонга) или речевых сообщений, о которых было сказано ранее.
• тактильные средства сигнализации предназначены для передачи необходимой информации членам экипажа путем воздействия на рецепторы кожи и мышц (например, ответный щелчок кнопки, ощущаемый при ее нажатии, или вибрация штурвала, при превышении угла атаки). 

Перечисленные средства сигнализации призваны максимально быстро привлечь внимание пилота к конкретному прибору или индикатору для определения проблемы и ее парирования или упреждения. Поэтому визуальная и звуковая сигнализация не противоречат друг другу, а сообщают об одном и том же событии, воздействуя на разные органы чувств человека.