Heatblur DCS F-14 Tomcat — Heatblur F-14 Tomcat 1.0 documentation
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DCS World, F-14 톰캣 Heatblur Manual 히트블러 메뉴얼
3-25 일반 설계와 체계의 개요
항법 ②
목차
● General Design and Systems Overview
○ Navigation
■ Inertial Navigation System (INS)
● 일반 설계와 체계의 개요
○ 항법
■ 관성 항법 체계 (INS)
INS 중요한 특징은 넓은 기온에서의 빠른 정렬 능력이다. INS는 항공기 가속도의 함수로 속도를 끌어내는 추측 항법 체계이다. 두 개의 가속도계는 수평면에서 가속도를 측정한다. 이 출력값들은 지구의 자전 속도(코리올리 가속도)와 적분 입력 보정 후 X축과 Y축을 따라 속도를 산출한다. 이 X와 Y 속도는 IMU 플랫폼 좌표 체계에서 방랑 각도(wnader angle)와 지구 기준 북쪽/동족/아래쪽 시스템에 넣을 수 있다. 북쪽과 동쪽 축에 대한 적분은 위도와 경도의 증가를 제공한다. 이런 방식에서 항법은 승무원에게 위치와 방향 그리고 그들의 항공기의 속도의 자세하고 정확한 지식을 준다.
AN/ASN-92 같은 INS 장치는 가속도와 고도 측정의 높은 정확성을 필요로 한다. 아주 작은 부정확함조차 오랜 시간 동안 쌓이면 상당한 오류가 될 수 있기 때문이다.
예를 고려해보자.: 관성 플랫폼은 명목상의 위치에서 약간 틀어져있다. 이것을 0.002º라고 하자. 그러면 수평의 가속도계가 더 이상 지상과 평행하지 않다. 이것은 그것이 중력에 민감해지기 시작한다는 것을 의미한다. 수정되지 않는다면, 이 중력적인 요소가 항법 컴퓨터에 의해서 수평 가속도로 이해된다. 잘못된 자세가 한 시간 동안 지속적으로 유지된다면, 이는 측정된 1 해리를 이상의 위치에 오류가 발생한다. 이는 상당한 부정확성이고, 이는 이와 같은 아주 작은 정렬 오류의 결과이다.
INS의 정확성은 시간이 지남에 따라 낮아진다. 대개 항법 모드에서 그것들이 더 오래 운용될수록, 오류가 누적된다.
관성 측정 장치
IMU는 두 개의 회전의(Gyro)와 세 개의 가속도계를 포함하는 세 개의 축, 네 개의 짐벌, 모든 자세 장치이다. 회전의와 가속도계는 기반(항공기)에 방해 받지 않고 자유롭게 회전하는 플랫폼에 장착되어있다. 네 개의 짐벌 축은 짐벌-락 자유 회전을 제공하고, 회전 전동기 (Torquer Motor)를 사용하여 플랫폼의 자세 오류를 바로잡을 수 있다. 회전의는 민감 축에 대한 각도 회전을 감지하고, 항공기 자세 정보의 근원이 된다. 이는 또한 모든 플랫폼을 안정화시키고, 지상 (중력)에 방해받지 않고 가속도계의 방향을 변함없이 유지한다. 두 개의 가속도계는 수평면에서 가속도를 측정하기 위해 사용하고, 세 번째 가속도계는 수직 가석도를 측정한다. 가속도계의 민감 축은 직각이다. 이것들의 이동은 증폭되는 신호를 발생시키는 pickoff coil에 의해서 감지된다. 그 후 질량을 그것의 중립 위치로 복원하는 Torquer에 적용된다. 현재 필요한 회전(torquing)의 크기는 가속도에 비례한다. 감지된 가속도 신호는 컴퓨터에 통합되고, 관성 위치에서 항공기 속도와 변위를 계산하기 위해 사용된다. 플랫폼의 자세는 지구의 자전과 장치의 부정확성가 관련된 효과를 처리하기 위해 계속해서 수정된다.
이 설계는 짐볼화 된 관성 항법 체계로 널리 알려졌다. 이는 F-14에 사용되었지만, 우주 왕복선과 여러 시대의 다른 많은 항공기들에도 쓰였다.
관성 측정 장치
IMU 결함의 경우, CSDC는 자동으로 예비 항법 모드로 전환한다. IMU BIT는 온도, 관성 오류 신호, 그리고 IMU의 전기적인 특징들을 추적 관찰한다.
만약 CSDC가 IMU에서 결함을 탐지하면, WCS 컴퓨터에 알리고, 고장난 INS의 구성 요소를 나타내는 IMU 두문자가 TID에 표시된다. IMU 경고등은 RIO 주의/경고반 (Caution/Advisory Panel)에서 빛난다.
NAV COMP 등화
NAV MODE 스위치가 INS에 있고 NAV COMP 조명이 빛이 나면, INS 혹은 CSDC에 결함이 있는 것이기에 항법 체계는 자동으로 예비 모드로 전환될 것이다. NAV COMP 등화는 계쏙 빛이 나고, RIO는 NAV MODE 스위치를 IMU/AM 위치로 설정해야만 한다. NAV COMP 경고등은 INS가 RIO가 NAV MODE 스위치를 사용하는 수동 영역 결과로 저하된 모드에서 (a degraded mode)에서 운용 중이거나 IMU 혹은 CSDC의 결함 때문에 자동 영역에서 운용 중임을 나타낸다.
쪽지
- INS 모드에서 IMU 양자화기 (Quantizer) 결함이 발생할 때, 체계는 자동으로 IMU/AM 모드를 선택하고, STBY/READY와 NAV COMP 조명이 빛날 것이다. RIO는 NAV MODE 스위치를 INS에서 IMU/AM으로 옮겨야한다. STBY/READY 등불은 꺼지지만, NAV COMP 등불은 빛난 채로 있을 것이다.
- NAV COMP 등불과 CSI ACRO가 TID에 표시된 경우, HUD 혹은 VDI를 위한 예비 자세 자료 (Backup Attitude Source)를 위한 자동 스위치가 없고, RIO는 어떤 예비 모드로든 수동으로 전환할 수 없다.
IMU 등화
만약 IMU에 결함이 생긴다면, IMU 경고등이 빛날 것이다. 항법 체계는 AHRS/AM 모드로 전환하고, 정확도는 저하될 것이다. VDIG와 미사일 제어 체계를 위한 자세 정보는 이제 AHRS에서 제공될 것이다. IMU 등화는 RIO가 AHRS/AM을 선택할 때까지 불이 켜진다. AHRS 조명이 켜지 상태에서 계산된 자기 변화는 필요한 경우 확인하고 최신화되어야 한다.
| Standby Light 예열 조명 |
Ready Light 준비 조명 |
Description 해설 |
| ON | ON | 선택된 항법 모드가 결함 때문에 올바르게 기능하지 못한다. 정렬 초기 설정 처음 45초 동안은 정상이다. |
| ON | OFF | 정렬 진행 중 (처음 45초 후 에) 혹은 IMU/AM가 거친 정렬보다 먼저 선택됨. 선택된 모드에 스위치를 두어 정렬을 완수하거나 IMU가 서는 것을 기다리기. |
| Flashing 반짝임 |
Flashing 반짝임 |
주차 브레이크가 설정되지 않았기 때문에 정렬이 초기 설정되지 않았다. |
| Flashing 반짝임 |
OFF | 주차 브레이크가 설정되지 않았기 때문에 정렬이 일시중지되었다. |
| OFF | Flashing 반짝임 |
두 번째 표지 이후에 주차 브레이크가 설정되지 않아서 정렬이 일시중지되었다. |
| OFF | ON | 정렬이 무장 사용을 하기에 충분히 좋거나 (화면에 두 번째 표지), 혹은 AHRS/AM에 있을 때 INS나 IMU/AM를 이용 가능하다. 정렬 완료를 기다리거나 원하는 모드를 선택한다. |
| OFF | OFF | 설정한 모드에서 체계가 올바르게 작동하거나 체계가 꺼져있다. |
| OFF | Flashing 반짝임 |
시스템 정렬 상태에서 IMU/AM 선택을 하면 준비 조명이 5초 동안 깜빡이며 INS가 재선택해야 함을 나타낸다. 이 시간 후 정렬이 소멸한다. |
경고: 결함 때문에 RIO가 IMU/AM을 선택한 후에, 나중에 IMU 완전한 결함이 발생하면 체계는 잘못된 자세 정보를 조종사에게 보여줄 것이다. CSDC는 자동으로 IMU/AM에서 AHRS/AM 모드로 나가지 않고 (유효한 AHRS가 있다면), VDIG/TID/DDD 자세 화면을 없애지도 않을 것이다. RIO는 수동으로 AHRS/AM 모드를 전환해야 한다.
NAV COMP 등화가 빛날 때마다 비행 승무원은 자세 화면들의 주의해야 하고, VDIG/TID/DDD와 예비 자세 지시계를 자주 상호 참고해아 하며, 특히 VFR (Visual Flight Rules, 유시계 비행 규칙)이 아닌 동안에 IMU 결함에 경계해야 한다. IMU 등화, OBC 연속 관찰에서 IMU 약어의 표시, TID 자세 참조 근원 완충 기억 장치 (TID attitude Reference Source Buffer)에서 IM 약어 제거, NAV COMP 등화가 꺼지는 것으로 IMU 결함이 나타난다면, RIO는 NAV MODE 스위치를 IMU/AM에서 AHRS/AM으로 옮겨야 하고, READY 등화를 무시해야 한다. 만약 유효한 AHRS가 있다면, 그것의 자세 정보가 표시될 것이고, 아니라면 VDIG/TID/DDD 자세 화면이 제거된다.
AHRS 등화
AHRS 자기 작동 시험(self-test)가 결함을 탐지한다면 AHRS 등화가 빛날 것이다. HUD와 VDI에서 자기 진행 방향 (Magnetic Heading)은 이제 WCS 컴퓨터가 제어한다. WCS컴퓨터는 마지막으로 알려진 자기 변위 값을 사용하기 때문에 CAP를 통해 RIO가 새로운 자기 변위 값을 입력하기 전까지는 진행 방향은 장거리와 오랜 시간이 지남에 따라 정확도가 저하될 것이다. IFR (Instrument Flight Rules) 비행은 반드시 피해야 한다.
항법 전원 공급
NPS는 IMU와 CSDC에 전기적인 동력을 제공한다. 니켈-카드뮴 전지는 동력이 중단되거나 일시 중단될 때 IMU와 CSDC에 10초까지 전원을 제공한다.