Návrh modernizace avionického vybavení vrtulníku Mi-171Š

Transkript

1 Návrh modernizace avionického vybavení vrtulníku Mi-171Š Proposal of Avionics Equipment Modernization of Mi-171Sh Helicopters Ing. Michal Dub, Ph.D. University of Defence, Ing. Vladan Svoboda 22th Air Force Base, Resumé: Příspěvek se zabývá návrhem modernizace avionického vybavení vrtulníku Mi-171Š ve výzbroji AČR. V článku je nejprve analyzován navigační systém vrtulníků Mi-171Š a posléze je navržena náhrada stávajícího dopplerovského měřiče rychlosti a úhlu snosu DISS-32-90AE novým dopplerovským senzorem rychlosti CMA Experimentální část potom popisuje návrh technické realizace zástavby senzoru i vliv demontáže původního systému a zástavby vybraného senzoru na těžiště vrtulníku. The article deals with the proposal of avionics equipment modernization of Mi-171Sh helicopters in service of the Czech Armed Forces. Theoretical part analyses the Mi-171Sh navigation system and proposes a replacement of the outdated Doppler velocity and drift angle measuring system DISS-32-90AE by a new Doppler velocity sensor CMA Following experimental part presents the proposal of the sensor technical implementation as well as the influence of the original system disassembly and the new sensor implementation on the helicopter centre of gravity. 1 Úvod Katedra leteckých elektrotechnických systémů Univerzity obrany vzdělává studenty rovněž v oblasti radioelektronických systémů, tedy v oblasti palubních systémů komunikace, navigace a přehledu, dopplerovské navigační systémy nevyjímaje. Budoucí příslušníci Inženýrské letecké služby v průběhu svého magisterského studia musí mimo jiných předmětů úspěšně absolvovat také předmět Radioelektronické systémy. Na začátku posledního ročníku studia jsou studenti magisterského studia vyzváni k volbě tématu diplomové práce. Následující příspěvek pojednává o diplomové práci, která byla zaměřena na analýzu navigačního systému vrtulníků Mi-171Š ve výzbroji AČR a návrh modernizace dopplerovského navigačního systému vrtulníku Mi-171Š ve výzbroji AČR [1]. -58-

2 2 Navigační systém vrtulníku Mi-171Š Vrtulníky Mi-171Š provozované v AČR lze rozdělit na stroje se sklopnou hydraulickou rampou a na stroje s dvojdílnými, do strany otevíratelnými, vraty. Vrtulníky bez sklopné rampy nebyly modernizovány a jsou vybaveny standardním navigačním vybavením dodávaným výrobcem ze závodu v Ulan-Ude. Ostatní vrtulníky se sklopnou rampou byly postupně modernizovány a vybaveny novým navigačním vybavením státním podnikem LOM Praha. Tyto vrtulníky jsou vybaveny systémem plánování a optimalizace letu (FMS). FMS využívá signály z navigačních senzorů (GNSS, INS, DVS) k určení polohy letadla a vede letadlo dle letového plánu. K ovládání FMS se využívá jednotka CDU (Control Display Unit). Jednotka CDU sestává z panelu, který obsahuje klávesnici a displej. Navigační údaje z FMS se zobrazují pilotům na multifunkčních displejích MFD [2]. Ve všech FMS se nachází navigační databáze. Navigační databáze obsahuje části, ze kterých je vytvářen letový plán. Hlavní důraz je tedy při plánování letu kladen na co nejhospodárnější využití paliva, minimalizaci pracovního vytížení osádky a redukci celkových nákladů na provoz. Nejekonomičtější spotřeba paliva je dosažena tím, že FMS doporučuje v jednotlivých fázích letu optimální nastavení letových parametrů. Obecně systém dosahuje velkých přesností při řízení motorového systému a pohybu po naplánované trase. Navigační databáze je definována dle standartu ARINC-429. Každá FMS obsahuje pouze podmnožinu dat, vztahující se k možnostem použitého systému. Navigační databáze je obvykle aktualizována každých 28 dní. Tímto je zajištěna aktuálnost obsahu databáze. Vrtulníky s modernizovaným avionickým systémem jsou vybaveny systémem pro plánování a optimalizaci letu vyráběným firmou Esterline. Jedná se o novější generaci FMS, která vychází z úspěšného modelu CMA-900 FMS/GPS a CMA Novější model CMA-9000 je hlavním systém integrujícím všechny navigační prostředky na vrtulníku. Využívá zobrazovací jednotku ARINC-739 MCDU pro standardní zobrazení a ovládání ostatních připojených systému jako ACARS, ACMS, SATCOM. Slouží i pro zobrazení informací z radiostanic a jejich ovládání. Umožňuje také připojení senzorů GPS, INS, DME, EGI a DVS. Informace poskytované senzory spolu s informacemi o kurzu letadla, vzdušné rychlosti a výšce jsou využívány k určení polohy vrtulníku v prostoru. Údaje o poloze se používají k navigaci během letu dle letového plánu. CMA-9000 má velice účinný systém vnitřní kontroly, který garantuje jeho bezpečný provoz včetně podrobné kontroly provozuschopnosti po zapnutí systému. Střední doba mezi poruchami MTBF je 9499 hodin při teplotě v kabině letadla 30 C. CMA-9000 je vybavena -59-

3 lithiovou baterií, která se používá pouze pro uchování aktuálního času. FMS je také vybavena vestavěným testem instalovaných systémů bez nutnosti dalšího testovacího zařízení. Vestavěný test monitoruje integritu navigační databáze každých patnáct minut od zapnutí systému a informuje o jakémkoliv vzniklém problému. FMS dosahuje požadované přesnosti při provozu na civilních tratích typu RNAV (Required Navigation Performance) a využívá leteckou navigační databázi typu Jeppesen [3]. CMA-9000 umožňuje propojení se všemi současnými komerčně dostupnými navigačními systémy. Na základě přítomnosti navigačních systémů ve vrtulníku je schopna určovat polohu dle příslušných módů. Navigační módy jsou dle potřeby voleny uživatelem, nebo automaticky FMS dle priority na základě přesnosti určování polohy. CMA-9000 je schopna přijímat informace z následujících externích navigačních systémů [3]: GPS Global Position System (Globální navigační systém), EGI Embeded GPS INS (Vestavěný systém satelitní a inerciální navigace), DME Distance Measuring Equipment (Měřič vzdálenosti), NAV Navigation (Navigace), ADF Automatic Direction Finder (Automatický radiový kompas), ADC Air Data Computer (Aeorometrická centrála), DVS Doppler Velocity Sensor (Dopplerovský senzor rychlosti), AHRS Attitude Heading Reference System (Polohový a kurzový referenční systém), APIRS Aircraft Piloting Inertial Reference System (Letecký pilotážní inerciální referenční systém), TACAN Tactical Air Navigation System (Taktický letecký navigační systém UHF), IRS Inertial Reference System (Inerční referenční systém), CMA-9000 přijímá data od EGI nebo od magnetického kompasu a pravé vzdušné rychlosti a barometrickou výšku z aerometrické centrály. Dále je schopna sdílet data s ostatními externími zařízeními jako jsou: odpovídače, radiostanice, informace o horizontálních situacích, digitální mapy (DMAP), systémy zjišťování osob, letadlové systémy sledování stavu letadla (ACMS), palubní telefony, elektronické informační navigační systémy (EFIS), palubní zapisovače dat (REC), meteorologické radary (WXR), globální navigační systémy (GNSS), zařízení radiového boje (EW), vysílače nouzových signálů (ELT) a řízení dodávky paliva (FC). S uvedenými zařízeními je daná FMS schopna komunikovat, pokud jsou v avionickém vybavení vrtulníku. FMS komunikuje i s jednotkou datového přenosu (DLU), která slouží pro plnění a stahování navigačních dat. -60-

4 Obr. 1: Schéma propojení navigace s FMS na vrtulníku Mi-171Š [4] Na obr. 1 je v levé časti FMS, která integruje celý avionický systém. Na ni jsou připojeny shora: navigační přijímač (NAV-4500), palubní dálkoměr (DME-4000), dva multifunkční displeje (MFD-255EF), aerometrická centrála (AD 32), navigační přijímač GNSS (CMA 3024), vysílač nouzových signálů (ELT 503), jednotka datového přenosu (Targa PDP/3), digitální mapa (DMAP), displeje digitální mapy (MDU 268), ovládací panel navigačního přijímače (G 7612), záložní indikátor dálky DME (IND 42), dva převodníky (LUN 1794) a ovládací pult odpovídače (ELT CTL). -61-

5 3 Náhrada dopplerovského měřiče DISS-32-90AE Základní funkci Dopplerova měřiče je neustálé určování vektoru traťové rychlosti. Měřič pracuje na principu Dopplerova jevu. Tento jev je založen na principu změny přijímaného kmitočtu způsobeného pohybem vrtulníku v prostoru. Pokud se vrtulník pohybuje a Dopplerův měřič vysílá nosný kmitočet f0, potom je přijímačem měřiče přijímán kmitočet f0 s přírůstkem Dopplerova kmitočtu fd. Hodnota kmitočtu fd je přímo úměrná rychlosti letu vrtulníku [5]. Největší výhodou Dopplerova měřiče je jeho autonomní funkce a spolupráce pouze s nezávislými navigačními zařízeními na palubě vrtulníku. Mezi další výhody patří malé výkonové požadavky, nízká detekovatelnost vyzařované energie (úzké laloky), funkce za všech povětrnostních podmínek, přesná informace o průměrné rychlosti, použitelnost nad zemí i nad vodní hladinou, výhodné měření velice malých rychlostí a žádná předletová nastavení. Hlavní nevýhodou dopplerovských měřičů v autonomním režimu je vyžadování informací z gyromagnetického kompasu (GMK), gyroskopické vertikály nebo inerciálního navigačního systému (INS). Mezi další nevýhody paří degradace informace o poloze s proletěnou vzdáleností a nad klidnou vodní hladinou. Dříve představoval dopplerovský navigační systém několik bloků o celkové hmotnosti cca 100 kg. Střední vysílaný výkon se pohyboval v jednotkách až desítkách wattů, příkon celé soupravy byl okolo 1500 wattů. To je případ i původního dopplerovského navigačního systému na vrtulníku Mi-171Š s označením DISS-32-90AE, který je určen k nepřetržitému automatickému určování traťové rychlosti a úhlu snosu. Současně se z vektoru rychlosti přepočítávají souřadnice vrtulníku. Dopplerovský měřič DISS se ve vrtulníku Mi-171Š skládá z několika bloků, viz obr. 2. Ve vysokofrekvenčním bloku je vysílací kmitočet z magnetronu veden vlnovodem na dvouzrcadlovou parabolickou anténu a vysílán proti zemi. Odražený signál je porovnán se vzorkem vysílaného signálu ve směšovači a výsledkem je kladný nebo záporný přírůstek kmitočtu signálu fd. Jelikož se vrtulníky mohou pohybovat dozadu (couvání), je nezbytné měření rychlostí kolem nulové a záporné rychlosti letu vrtulníku. Proto DISS využívá tří lalokový systém. Tímto řešením je zabezpečeno vypočítávání plného vektoru rychlosti. Kmitočty fd se přivádí do vyhodnocovacího zařízení (analogový počítač), který se skládá ze dvou základních obvodů. Nejdříve se vypočítají složky vektoru traťové rychlosti v pravoúhlém souřadnicovém systému spojeném se souřadnicovým systémem vrtulníku. Poté -62-

6 je řešen přepočet složek vektoru traťové rychlosti spojených s vrtulníkem do pravoúhlého vodorovného souřadnicového systému vzhledem k velikosti úhlů podélného náklonu a příčného sklonu. Úhly náklonu a sklonu jsou do systému přiváděny z levého umělého horizontu AGB-3K.Vypočítané hodnoty vektoru rychlosti se přivádějí ve formě analogových stejnosměrných napětí na indikátory [6]. Obr. 2: Složení soupravy DISS-32-90AE [6] Současné dopplerovské systémy jsou tvořeny jedním blokem (senzorem), který má hmotnost jednotek kilogramů. Střední vyzařovaný výkon se pohybuje v desítkách miliwattů. Senzory vysílají buď se spojitou vlnou, nebo s kmitočtově modulovanou spojitou vlnou. Senzory komunikují s FMS pomocí palubních sběrnic, nejčastěji MIL-STD-1553 a ARINC-429. Na snímač je ovšem kladena celá řada často i protichůdných požadavků. Pro plnou náhradu dopplerovského měřiče DISS-32-90AE na vrtulníku Mi-171Š byly na základě zkušeností příslušníků 223. letky opravy letecké techniky z provozu a oprav vrtulníků Mi-171Š s nahrazovaným systémem DISS stanoveny tyto požadavky: kompatibilita s FMS použitou na vrtulníku Mi-171Š, vysoká přesnost měření, vysoká spolehlivost vyjádřená střední dobou mezi poruchami (MTBF), dlouhá životnost senzoru omezená pouze životností vrtulníku, nízké náklady na údržbu, malá hmotnost použitého senzoru, možnost provádění vestavěných kontrol s vysokou detekcí závad. -63-

7 Na základě uvedených požadavků byl proveden průzkum trhu komerčně dostupných dopplerovských navigačních systémů. Výsledkem provedeného průzkumu bylo konstatování, že prakticky jedinými vhodnými senzory pro provedení náhrady dopplerovského měřiče DISS-32-90AE jsou tři dopplerovské senzory - senzor AN/ASN-157, senzor CMA-2012 a senzor ANV-353, přičemž jako nejvhodnější byl zvolen senzor CMA Hlavními důvody výběru jsou vykazovaná vysoká dlouhodobá přesnost měření složek vektoru rychlosti, největší spolehlivost a provádění více druhů samokontrol. Hodnota MTBF cca hodin udávaná výrobcem je doložena na základě sledování spolehlivosti dopplerovského senzoru u několika set provozovaných souprav. Další výhodou oproti ostatním komerčně dostupným dopplerovským senzorům je možnost doplnit senzor o dva indikátory INP-1A, které nahrazují indikátor malých rychlostí a indikátor US PS. Zástavbu s indikátory INP-1A je potom možné použít na vrtulníku bez FMS. Dopplerovský senzor CMA-2012, který vyrábí firma CMC Electronics, představuje řešení náhrady dopplerovského měřiče DISS pouze jedním blokem. Jeden blok integruje anténní systém, vysílač a vyhodnocovací část. Senzor CMA-2012 je navrhnut pro používání výhradně na vrtulnících a jeho předpokládané použití je pro vrtulníky zajišťující službu SAR. Senzor vykazuje dlouhodobou průměrnou chybu měření 0,20 % z měřené rychlosti. Umožňuje propojení s FMS vrtulníku pomocí sběrnice ARINC-429. Senzor je vhodný pro použití v navigačních módech Doppler/INS a Doppler/GPS. Uvedené systémy jsou instalovány ve vrtulnících Mi-171Š. Hmotnost senzoru udávaná výrobcem je více než pět kilogramů. Obr. 3: Senzor CMA AE [7] -64-

8 Senzor vysílá nosnou vlnu modulovanou kmitočtem 25 khz. Rozsah pracovních výšek je udáván od 0 m do 4500 m nad pevninou. Senzor pracuje v režimech visení, traťová navigace a zpětný let. Pro provoz není vyžadováno žádné další speciální vybavení, ani vybavení pro testování. Je nutné nahrát pouze základní informace pro senzor po provedení montáže bloku. CMA-2012 se používá na vrtulnících Eurocopter PAH-2 Tiger, Denel AH-2A Rooivalk, Bell- 412, Kawasaki OH-1 a Bell AH-1P Cobra. Druh vyzařovaných vln: nepřetržité vyzařování Vysílací kmitočet: MHz Vysílací výkon: 125 mw (min.) Rozsah pracovních výšek: v režimu navigace: 10 až 3500 m (nad pevninou a nad mořem) v režimu visení: 4 až 3500 m (nad pevninou) Rozsah měření traťové rychlosti: 50 až 360 km/h Rozsah měření úhlu snosu: + /- 30 Rozsah měření v režimu navigace: 50 až 360 km/h (podélné) + /- 108 km/h (příčné) + /- 10 m/s (vertikální = svislé) Rozsah měření v režimu visení: km/h (podélné) + /- 25 km/h (příčné) + /- 10 m/s (vertikální = svislé) Rozsah výpočtu souřadnic podél ortodromie: boční odchylka od ortodromie: Doba přípravy zařízení k činnosti: Doba nepřetržité činnosti: + /- 999 km + /- 499 km 3 minuty 6 hodin Tab. 1: Základní takticko-technická data DISS-32-90AE [6] Druh vyzařovaných vln: CW s FM modulací 25 khz Vysílací kmitočet: MHz Vysílací výkon: 20 mw Rozsah pracovních výšek: 0 až 4500 m (nad pevninou) Rozsah měření traťové rychlosti: 0 až 399 km/h Doba přípravy zařízení k činnosti: 2 sekundy Doba nepřetržité činnosti: Bez omezení Napájení: 28 V, 45 W Hmotnost: 5,25 kg Tab. 2: Takticko-technická data CMA-2012 [7] -65-

9 4 Návrh technické realizace zástavby senzoru CMA-2012 Návrh technické realizace zástavby je zaměřen, jak na modernizovanou variantu vrtulníků s novým avionickým vybavením, tak i na vrtulníky se standardním navigačním vybavením dodávaným výrobcem. První návrh technického řešení zástavby předpokládá použití výnosu ze senzoru CMA-2012 přes FMS do multifunkčních displejů MFD-255EF, které zobrazují horizontální situaci. Druhá varianta zástavby je určena pro vrtulníky s avionickým vybavením dodávaným ve standardní verzi výrobcem, přičemž na místo původně instalováných indikátorů (blok 6 a blok 7) se umístí nové indikátory INP-1A, jejichž zobrazovací displeje v podstatě kopírují standardní zobrazení DISS. Kabelové svazky se vedou současně s původně nainstalovanými kabelovými svazky. Kabelové svazky budou uchyceny stávajícími kovovými sponkami a v místech, kde je nutné fixovat kabely a nejsou zde kovové sponky, budou použity plastové upínací pásky. Hlavní blok DVS bude umístěn na místo původního anténního vysokofrekvenčního bloku dopplerovského měřiče DISS. Montážní prostor se nachází v první třetině ocasního nosníku vrtulníku mezi první a pátou přepážkou. Informace o traťové rychlosti, úhlu snosu a malých rychlostí v režimu visení budou zobrazovány na multifunkčních displejích MFD-255EF. c Obr. 4: Umístění hlavního bloku na sklopné rampě ocasního nosníku [7] -66-

10 Kabelový svazek dopplerovského senzoru bude veden ve vrtulníku Mi-171Š od hlavního bloku, přes ocasní nosník, pravou stranu stropu nákladového prostoru až do pilotní kabiny. V pilotní kabině bude kabelový svazek veden pod podlahou až do střední palubní desky, kde bude zapojen do FMS. Délka kabelového svazku bude 14 m. V délce je počítáno s výklopnými přesahy kabeláže. S přesahy musí být počítáno vždy kvůli snadnější montáži a demontáži systému. Rovněž nesmí docházet k mechanickým poškozením kabelu vlivem tahu při demontáži FMS a hlavního bloku senzoru. Umístění kabelového svazku v druhé variantě zástavby bude provedeno stejným způsobem, ale kabel bude veden do palubní desky pravého a levého pilota, kde budou umístěny indikátory INP-1A. Obr. 5: Indikátor INP-1A v režimu visení (vlevo) a navigace (vpravo) [8] Na obr. 6 je zobrazeno uložení kabelového svazku na rentgenovém řezu vrtulníku. V horní části obrázku je boční rentgenový řez a ve spodní části je na rentgenovém řezu zobrazeno uložení z pohledu shora. Parametry kabelového svazku a schéma propojení vodičů jsou uvedeny v dokumentu dodávaném výrobcem č Dle tohoto dokumentu musí být dodrženy parametry vodičů jako průřez, izolace a stínění. V pilotní kabině bude v případě vrtulníků s FMS kabelový svazek zapojen přímo do FMS na piny sběrnice ARINC-429. Ve vrtulnících se standardním vybavením bude kabelový svazek v prostoru středního pultu rozvětven a povede dále na oba indikátory INP-1A, kde bude připojen na konektory těchto indikátorů. -67-

11 Obr. 6: Vedení kabelových svazků [6] Základní požadavek na provedení zástavby dopplerovského senzoru je provést úpravu výklopné rampy ocasního nosníku. Výklopná rampa musí být upravena tak, aby na ní mohl být upevněn hlavní blok senzoru CMA-2012, spolu se zátěží pro zachování centráže vrtulníku. Dalším požadavkem je dodání montážní sady pro umístění senzoru, která se skládá z následujících položek [9]: 1) Montážní díly montážní rám, vodivá těsnící podložka, šrouby 6-32 (8 ks), šrouby (8 ks), vodící piny (2 ks), vodivý epoxid, 2) Elektrické díly konektor hlavního bloku, odlehčení tahu konektoru, utěsňovací piny konektoru (10 ks). -68-

12 5 Vliv navrhované zástavby na těžiště vrtulníku Mi-171Š Letové vlastnosti letadla jsou přímo závislé na podmínkách hmotnosti a rovnováhy. Celková hmotnost a těžiště (COG) má vliv na výkon, stabilitu, a řízení vrtulníku. Například náklad umístěny příliš daleko vzadu nákladového prostoru posune těžiště vrtulníku mimo přípustné limity vyvážení. Toto způsobí posun těžiště vrtulníku v podélné ose. Za účelem zabezpečení optimálních podmínek letu a předcházení ztráty ovladatelnosti vrtulníku je nutné dodržování zásad rozložení hmotnosti ve vrtulníku. Posun hmotnosti a její rozložení má přímý vliv na posun těžiště vrtulníku. Hmotnost je jedním z nejdůležitějších faktorů, se kterými je třeba počítat od okamžiku, kdy je vrtulník navrhován konstruktérem ve výrobním závodě. Hmotnost je velmi důležitá ve všech fázích výroby, ale i v provozu. Při provozu vrtulníku musí brát piloti v úvahu hmotnost vrtulníku při plánování a provádění misí. Změny základní hmotnosti letadel, a to buď během produkce vrtulníků výrobcem, nebo při následné modifikaci podle požadavků provozovatele, budou mít přímý vliv parametry letu. Pokud dojde během provozu k demontáži jakéhokoliv vybavení o vyšší hmotnosti, dojde vždy ke změně centráže vrtulníku. Proto při přípravě zástavby nového vybavení je třeba počítač s hmotnostmi jednotlivých bloků a umísťovat je tak, aby se centráž pohybovala v mezích stanovených výrobcem a těžiště vrtulníku zůstalo zachováno. Pokud není centráž zachována ve stanoveném rozmezí, musí se vrtulník dovážit zátěží. Zátěž se umísťuje na konkrétní místo ve vrtulníku k zajištění stability letu. Pří změně těžiště nás nejvíce zajímá podélné vyvážení vrtulníku. Když bude vrtulník příliš těžký na přední část (těžiště příliš vpředu), bude mít pilot potíže při přistávání. Nejkritičtější situace nastává, když přistává vrtulník s nouzovým zbytkem paliva. Další problém je ztráta manévrovatelnosti vrtulníku, která zvyšuje únavu pilota. Pokud nastane druhá situace, kdy je vrtulník těžký na ocasní část (těžiště příliš daleko vzadu), může být vrtulník nestabilní. Tato situace opět zvyšuje únavu pilota. Poloha těžiště každého vrtulníku je uvedena v provozní dokumentaci vrtulníku, a to na zemi i za letu. Za letu se poloha těžiště mění podle druhu letu. Před uvolněním vrtulníku do provozu se vrtulníky váží ve výrobním závodě. Vážení vrtulníků může provádět buď výrobní závod, nebo organizace, která je oprávněna provádět vyšší druhy údržby. Před započetím vážení se stanoví centráž vrtulníku výpočtem. Po provedení výpočtu se vrtulník zváží. Jestliže se vážením zjistí, že se centráž nachází mimo povolené tolerance, musí být vrtulník dovážen. Následně se provádí další kontrola vážením [10]. -69-

13 Provedení výpočtu centráže vrtulníku je prvním krokem při provádění záměny každého vybavení na vrtulníku o vyšší hmotnosti. V případech, kdy nahrazujeme zařízení, které vykazuje hmotnost řádově jednotek kilogramů, není nutné tento výpočet dělat. Hmotnost všech osmi bloků systému DISS experimentálně zjištěná u 223. letky oprav letecké techniky činí 48,4 kg, a proto je nutné výpočet centráže vrtulníku provést. Navíc na vrtulnících Mi- 171Š s novou avionickou zástavbou došlo k posutí centráže dopředu a při demontáži systému DISS bez instalace příslušné zátěže by se ovladatelnost vrtulníku ještě víc zhoršila. Blok Popis bloku Hmotnost Původní umístění Blok VČ Vysokofrekvenční blok 26 kg Blok VSS Blok výpočtu složek vektoru rychlosti 5,5 kg Blok NN-2 Blok napájení nízkým napětím 5,0 kg Blok BVK Blok výpočtu souřadnic 4,7 kg Blok KS Blok podsvitu, nulování a spínání 0,8 kg Blok 6 Indikátor malých rychlostí 1,7 kg Blok 7 Indikátor US PS 1,7 kg Blok 8 Blok výpočtu souřadnic 3,0 kg Celkem Tab. 3: Hmotnosti bloků DISS-32-90A 48,4 kg přepážka ocasního nosníku přepážka přepravního prostoru přepážka přepravního prostoru přepážka přepravního prostoru přepážka přepravního prostoru Palubní deska levého pilota Palubní deska pravého pilota Palubní deska pravého pilota V první variantě zástavby pro modernizované Mi-171Š ve výzbroji AČR (stroje se sklopnou rampou), demontujeme celý systém DISS, který je složen ze sedmi bloků o celkové hmotnosti 45,4 kg. Následně namontujeme pouze blok senzoru CMA-2012 o hmotnosti 5,44 kg. Z uvedeného nám vznikne hmotnostní deficit 39,96 kg. Na sklopnou rampu ocasního nosníku, kde byl původně umístěn blok VČ o hmotnosti 26 kg, bude instalován blok senzoru CMA o hmotnosti 5,44 kg, čímž na rampě vzniká deficit o hmotnosti 20,56 kg. Od hmotnostního deficitu odečteme ještě hmotnost obou indikátorů demontovaných v přídi vrtulníku 3,4 kg a získáme hmotnost požadované zátěže 17,16 kg. Mezi osmnáctou a devatenáctou přepážku, kde byly namontovány bloky NN-2, VSS, BVK a KS, budeme instalovat zátěž o hmotnosti 16 kg. -70-

14 V druhé variantě zástavby pro nemodernizované Mi-171Š ve výzbroji AČR (stroje s dvojdílnými vraty) budeme demontovat všech osm stávajících bloků systému DISS o celkové hmotnosti 48,4 kg. Následně opět namontujeme blok senzoru CMA-2012 o hmotnosti 5,44 kg a navíc dva indikátory INP-1A o hmotnosti dvakrát 2,55 kg. Na sklopnou rampu ocasního nosníku, kde byl původně umístěn blok VČ o hmotnosti 26 kg, bude instalován blok senzoru CMA-2012 o hmotnosti 5,44 kg, čímž na rampě opět vzniká deficit o hmotnosti 20,56 kg. Tento deficit zmenšíme o rozdíl hmotností 1,3 kg mezi stávajícími (blok 6, blok 7 a blok 8) a novými (indikátory INP-1A) komponenty na palubní desce vrtulníku. Na sklopnou rampu ocasního nosníku budeme nyní instalovat zátěž o hmotnosti 19,26 kg. Do prostoru mezi osmnáctou a devatenáctou přepážku nákladového prostoru opět umístíme zátěž 16 kg. Výpočet hmotností byl proveden po konzultaci s opravárenským podnikem. V podstatě se zachovávají hmotnosti tak, aby nedocházelo k dramatickým změnám těžiště. Po výpočtu je nezbytné provést kontrolní vážení vrtulníku na přední podvozkové noze a hlavním podvozku dle postupu výrobce. Kdyby došlo k posunutí těžiště mimo stanovené meze, musí se rozložení těžiště upravit. Po úpravě se opět provede kontrolní vážení. Takto se postupuje až k dosažení optimálních podmínek, kdy nemá náhrada avionického systému vliv zhoršení centráže. 6 Závěr Diplomová práce naplnila zadání, všechny zadané úkoly byly splněny. Student práci úspěšně obhájil před zkušební komisí v průběhu státních závěrečných zkoušek na Univerzitě obrany v červenci Výsledku práce bude jistě využito jak v prezenční výuce předmětů, tak i v krátkodobých kurzech pořádaných pro příslušníky AČR na Katedře leteckých elektrotechnických systémů. Návrh modernizace avionického vybavení vrtulníku Mi-171Š je přínosem především v technickém návrhu realizace zástavby dopplerovského senzoru CMA-2012 na palubu vrtulníků Mi-171Š, který představuje velmi dobrý základ pro její fyzickou realizaci, a v budoucnu může posloužit pro návrh technického bulletinu. Mezi další přínosy práce patří podrobný popis systému pro plánování a optimalizaci letu a dopplerovských měřičů rychlosti, který může posloužit příslušníkům personálu Inženýrské letecké služby jako vhodný studijní materiál pro teoretickou přípravu. -71-

15 Literatura [1] SVOBODA, Vladan. Analýza možnosti zástavby Dopplerova navigačního systému vrtulníku Mi-171Š. Brno: Univerzita obrany, s. Vedoucí diplomové práce Ing. Michal Dub, Ph.D. [2] Digital avionics handbook: avionics : development and implementation. Boca Raton: CRC Press, 2007, 232 s. ISBN [3] CMC ELECTRONIC. Instalation/flight line manual CMA-9000 flight management system. Quebec Canada, 2007, 457 s. [4] LOM PRAHA. Doplněk předpisu pro provoz a údržbu Mi-171Š - avionické vybavení. Praha, 2011, 265 s. [5] KOLČINSKIJ, B. E. Avtonomnyje dopplerovskie ustrojstva i sistěmy navigaciji letatělnych apparatov. Moskva: Sovětskoje radio, 1975, 430 s. [6] Technická dokumentace dopplerovského měřiče rychlosti a úhlu snosu DISS Moskva, 1988, 57 s. [7] CMC ELECTRONICS. CMA-2012 Doppler velocity sensor technicel description. Quebec, Canada, 2012, 11 s. [8] ROSTECHNOLOGIJI. Radijoelektronije technologiji [online]. Ulan-Ude, 2013 [cit ]. Dostupné z: [9] CMC ELECTRONICS. Flight line installation guide doppler navigation sensor CMC 2012C. Quebec, Canada, 2013, 11 s. [10] HEADQUARTERS, DEPARTMENT OF THE ARMY. Army aviation maintenance engineering manual weight and ballance. Washington D. C., 1986, 84 s. Dedikace Článek byl vypracován v rámci projektu rozvoje organizace UO - K206 s názvem Komplexní elektronický systém pro UAS. The work presented in this paper has been supported by the Ministry of Defence of the Czech Republic (K206 Department development program Complex aviation electronic system for unmanned aerial systems ). -72-