Система дистанционного управления СДУ-10МК (самолет СУ-30МК)

    imageПрочитав статью Цифровые самолеты, решил написать свой небольшой обзор отечественной разработки — Системы дистанционного управления СДУ-10МК.

    С 2007 по 2009 гг я работал на приборостроительном предприятии (Элара, Чебоксары) ведущим инженером по этому изделию. Пишу в большей степени по памяти, так как в данный момент работаю в другом месте и доступа к технической документации не имею. Остался лишь конспект. Изделие не секретное.

    СДУ-10МК (СДУ-10МК сер. 2) — 4-х кратно дублированная аналого-цифровая система управления самолетом в продольном, поперечном и путевом каналах. Система заменяет механическую проводку управления. Эта система устанавливается на самолеты СУ-30МК… (В основном для ВВС Индии)

    Состав изделия

    image
    • 2 сдвоенных блока питания. Энергоснабжение СДУ осуществляется от двух независимых источников постоянного тока с номиналом напряжения 27В, работающих в буфере с аккумуляторными батареями, и двух независимых источников переменного трёхфазного тока напряжением 115В частотой 400Гц. Выдерживает кратковременные скачки напряжения по постоянному току до 50 вольт. СДУ — жизнеобеспечивающая система. Самолет просто упадет если СДУ откажет
    • Вычислители. Объединены в несколько блоков и шкаф. В общей сложности, состоят из 60 модулей (читай — печатных плат). Производят обработку сигналов от датчиков и выдают исполнительные сигналы на рулевые машины. Вычислители работают одновременно и формируют средние результирующие сигналы. Система продолжает работать при двух независимых отказах в разных каналах вычислителей. То есть при отказе в одном из вычислителей его выходные сигналы начинают отличаться от сигналов других вычислителей. При превышении (принижении) заданного порога, вычислитель отключается и выдается сигнал в речевой информатор и на пульт управления. Его можно попробовать перезапустить с пульта управления. При нескольких отказах сигналы сравнивать становится не с чем и система переходит в режим жесткой связи (В этом режиме управлять истребителем практически невозможно, так как он имеет несбалансированную аэродинамическую схему и его постоянно уводит). Ни одной катастрофы, связанной с отказом СДУ-10МК не было. Авария вроде была одна.
    • Датчики. Преобразуют различные физические параметры полета в электрические сигналы. Датчики в СДУ полностью независимы от других систем. То есть, например, у навигационного комплекса (ПНК) и у СДУ есть аналогичные по функционалу датчики. Все датчики 4-х кратно дублированы. СДУ «снимает» следующие параметры полета:
      — Давление статическое и динамическое (ДАД, ДДД — датчик абсолютного давления, датчик дифференциального давления) для измерения скорости и высоты полета. Эти параметры необходимо знать, так как на разных высотах разная плотность воздуха, а на разных скоростях разное сопротивление
      — Угловые скорости (ДУС, БДГ — датчик угловых скоростей, блок датчиков гироскопических). Требуется для определения угловой скорости вращения вокруг своих осей. СДУ моментально возвращает самолет в исходное положение при любых отклонениях планера
      — Положение ручки управления и педали (ДПР — датчик положения резервированный). Эти датчики преобразуют в электрический сигнал положение ручки управления в двух плоскостях (крен, тангаж) и педали (курс)
    • Пульты. ПП, ПУ — пульт проверки, пульт управления. Предназначены для выполнения проверки работоспособности СДУ и управления СДУ во время работы а также для контроля работоспособности и перезапуска системы во время полета
    • Рулевые машины. Предназначены для преобразования электрических сигналов СДУ в механические. Механические сигналы предварительно усиливаются гидравлическими машинами которые в состав СДУ не входят

    Режимы работы

    image
    СДУ работает в нескольких режимах: взлет-посадка, полет, дозаправка. Режимы отличаются в основном передаточными коэффициентами и функционированием отдельных отклоняемых поверхностей. Например, в режиме «дозаправка» самолет движется намного плавнее, чем в режиме «полет». Во время полета система постоянно анализирует положение самолета в пространстве, скорость и направление полета и управляет флаперонами, носками, передним горизонтальным оперением, рулями направления и высоты а также углом отклонения сопел в вертикальной плоскости.

    В системе имеются ограничители предельных режимов не позволяющие летчику вывести самолет за пределы его возможностей. При приближении к предельным режимам ручка летчика начинает мощно дрожать, так, словно самолет сейчас развалится, хотя на самом деле это имитация.

    Технологии производства и контроль качества


    Система выполнена полностью на отечественной элементной базе. Предприятие-изготовитель имеет собственные механические цеха, цех по производству печатных плат, цех микроэлектроники. Система не герметичная. Все печатные платы имеют влагозащитное покрытие в виде 3-х слоев лака. Особо чувствительные платы покрывают компаундом. Несущие конструкции изготавливаются на станках с ЧПУ.

    Качество контролируется на всех этапах производства самими цехами, ОТК и военным представительством. Протокол испытаний изделия соизмерим с 96 листовым журналом. После изготовления систему испытывают примерно 2 недели.

    Остальное


    Система проходит жесточайшие испытания, и по-моему, это самое живучее электронное изделие на самолете. Ее испытывают при температурах -60..60 градусов, часами трясут на вибростендах, загрязняют солями, песками, грибами, парами. Весит система примерно 120 кг. и очень дорого стоит, но это коммерческая тайна предприятия-изготовителя.
    На данный момент разработаны более современные цифровые аналоги (например, КСУ-35), но СДУ-10МК по-прежнему производится и успешно применяется.

    На 3 рисунке — Блок питания БП-58 из состава СДУ-10У, С (СУ-27) после испытаний на пониженной температуре. Это более старая система которая тоже до сих пор выпускается.

    PS Перенес в научно-популярное. Спасибо!
    Share post

    Similar posts

    AdBlock has stolen the banner, but banners are not teeth — they will be back

    More
    Ads

    Comments 94

      +6
      А вот это все что тут написано — не секретно случаем? :-)
        +5
        Практически все что я написал, есть в технических условиях на систему, а они не секретные
          –6
          «И вся страна кишмя кишит иностранцами,
          А ЦРУшники гуляют по-чёрному — Ведь все секретные заводы на станциях,
          F#7
          А в чертежи у баб селёдка завернута.»
          (из песенки А.Розенбаума)

          секретной ценности нет конечно — наверняка все шпионы про все это знают.
          0
          Если говорить об секретной ценности, то больший интерес для шпионов будет представлять сам автор, чем эта статья, ну и возможность с ним вот так просто связаться на хабре :)
          +3
          «при приближении к предельным режимам ручка летчика начинает мощно дрожать» так вот оно что! выходит киношники не врут :)
            +11
            В данном случае не врут. Вообще, в военной технике очень хорошо продуманы инструменты взаимодействия с экипажем. Во время полета, тем более во время боевых действий, можно не увидеть световой индикатор или не услышать речевой информатор. Кстати, для того, что бы выбрать, кто будет записан в речевой информатор (мужчина или женщина, а позже какая конкретно женщина) когда была проделана целая научная работа
              +3
              интересно было бы почитать
                +3
                интересно было бы послушать :)
                  0
                  женщину или мужчину?
                    +3
                    «мужчина или женщина, а позже какая конкретно женщина»
                      +6
                      Девушку зовут РИТА — Речевой Информатор Транспортный
                    0
                    В современных симуляторах голос очень похож на «настоящий»…
                      0
                      Так нет проблем взять реальные файлы речевого информатора и вставить в сим. Думаю, в DCS так и сделано.
                      +4
                      www.youtube.com/watch?v=yJl02345vgI

                      в районе 6:30 например
                –1
                «При приближении к предельным режимам ручка летчика начинает мощно дрожать, так, словно самолет сейчас развалится, хотя на самом деле это имитация.» — предложение не только меня зацепило. )

                Интересно, сам летчик обращает на это внимание? Ведь он знает, что это лишь имитация.
                И возможно ли отключить эту систему временно, чтобы например сделать маневр такой, который автоматика запретит из-за слишком большого угла атаки и т.п. А потом чтобы включить и продолжить полет.
                  0
                  так система не мешает совершить маневр, просто информирует, хоть и «мощно» :)
                    0
                    хотя написано «В системе имеются ограничители предельных режимов не позволяющие летчику вывести самолет за пределы его возможностей.» может я и ошибаюсь
                    +1
                    Летчик разумеется обращает на это внимание. От этого зависит его жизнь. Отключить невозможно, да и не нужно. Для этого самолета крутой вираж это далеко не предел. предел, это когда самолет например на грани сваливания.
                      –4
                      Вот я и говорю, иногда нужно сделать вираж, чтобы например от ракеты уйти. Но система не даст супер резкого виража, поэтому ее можно бы было отключить, уйти от ракеты, свалиться в штопор, включить систему и выровнять самолет.
                        +8
                        ну ты и выдумщик!
                          +11
                          Это он наверное от ракет боссв уворачивался когда играл в плейстейшн.
                            0
                            в Ace Combat, скажем.
                            Или в Afterburner.
                        +1
                        Выключатель ограничений в продольном канале должен быть — иначе «Кобру» никак не сделать.
                          0
                          Сделать. Но она должна быть сделана либо относительно плавно, либо на небольшой скорости
                            0
                            Для пилотажных полетов есть отдельные «конфиги» ЭСДУ.
                        0
                        Habraleaks ;)
                          0
                          «Система выполнена полностью на отечественной элементной базе.»
                          А какие процессоры\контроллеры используются?
                            +12
                            К155 :)
                              +4
                              Да практические никакие. На сколько я помню, из процессоров был только К1801ВМ1. В основном только логические микросхемы, ну и те, что прошиваются и просто выдают определенные сигналы в зависимости от сигналов на входе (К1515ХМ1). Это на половину аналоговая система. Сейчас такую же функциональность, даже больше, укладывают в 8 модулях и весит она в 10 раз меньше.
                                0
                                «на половину аналоговая» — главным образом операционные усилители?
                                  +4
                                  Именно :) И из за них куча проблем. Особенно на испытаниях на влагоустойчивость
                                  +3
                                  изделия более современной разработки используют SMD исполнение? новые разработки идут строго на отечественной элементной базе или допускается использование некоторых импортных комплектующих? Радиационную стойкость проверяли/чем обеспечивали?
                                    +1
                                    Забавно, дедушка 80й проц все еще в ходу :) Интересно, он вообще когда нибудь отойдет на покой? :) Хорошая железяка
                                  –29
                                  С 2007 по 2009 гг я работал на приборостроительном предприятии (Элара, Чебоксары) ведущим инженером по этому изделию.
                                  Обнять и плакать. Отправьте это машиной времени на лет 30-40 назад.

                                  PS Минусуйте, мне плевать.
                                    –18
                                    А все понял, это вместо боезапаса.
                                      +4
                                      Без Core2Duo уже не жизнь?
                                        –13
                                        Как откапаю старенький «Корвет» — отправлю в оборонку, как эталон для бенчмарков.
                                          +5
                                          Эталон в «оборонке» — это простое и надежное изделие, как автомат Калашникова, которое и под водой будет работать. Этот эталон ремонтируется в полевых условиях и взаимозаменяем с подобными эталонами, выпущенными 10 лет назад. Возможно в современной войне всего этого не требуется и я ошибаюсь.
                                            0
                                            Вот тут я соглашусь. Да выглядит ни разу не «хайтек», но для своих сугубо военных целей именно такое оборудование и нужно. Надежное, и ремонтируемое в полевых условиях.
                                              –3
                                              Действительно, зачем делать вместо центнера железа — 20-50 штук на ARM/ATMEL/PIC, и в случае ремонта, просто выбросить и поставить новое. Паять в поле? Да вы смеетесь чтоли?
                                                0
                                                По долгу предыдущей работы бывал на авиабазах. Ни капельки не смеюсь.
                                                  +3
                                                  В современные системы ставят процессоры Intel и Xilinx. Вы думаете, что СДУ-10МК производят только потому что больше ничего не умеют? Тут проблема в том, что разработка военной техники стоит немыслимо дорого и нет смысла разрабатывать и испытывать систему ради того, что бы через пару лет ее выкинуть и начать делать что то новое. Даже незначительное изменение в конструкции самолета обходится дорого. Требуется большое количество испытаний для подтверждения заданных характеристик.

                                                  Эта система зарекомендовала себя как действительно практичное изделие и Индусы хотят видеть на борту своего самолета именно ее, иначе бы ее уже не выпускали
                                                    0
                                                    Аналоговые схемы в таких задачах вполне себе хороши — настроить операционные усилители со всеми коэффициентами сложно, зато потом — и надежность высокая и быстродействие такое, что ARM придется напрячь. Опять же, никакого софта не надо, а значит и багов меньше завестись может :)
                                                      0
                                                      Кстати, в современном самолете производительности высокой не надо. Сейчас на самолеты ставят БЦВМ с пнями 486-ми и этого вполне хватает для обработки всей необходимой информации. Наверное самая высокая производительность требуется для обработки сигналов с бортовой РЛС с активной ФАР
                                                        +1
                                                        Таких процессоров уже может хватать, а лет 30-40 назад для сложных вычислений аналоговое моделирование рулило по полной программе. Это было намного быстрее, чем численные расчеты на цифровой технике того времени.
                                                +9
                                                Сделаю для вас открытие, но в России (да и в других странах) на вооружении до сих пор стоят паровозы (законсервированные в большинстве своём, конечно), ибо в случае войны, дрова и уголь найти гораздо проще, нежели солярку или электричество. Тоже отсталость по-вашему?
                                              +5
                                              Пожалуйста приведите данные по аналогичной системе, установленной на %истребитель% Made In USA в промежутке с 1980 по 1991 год.
                                              Для примера можете про аналогичную систему на F-15 рассказать.
                                              +11
                                              Россия — родина стимпанка.
                                                +1
                                                Тогда уж дизельпанка.
                                                0
                                                > испытывают при температурах -60..60 градусов
                                                что-то мало, наверно -60…+85 или выше да еще при пониженном атмосферном давлении, что сильно усугубляет действие повышенной температуры.
                                                  +1
                                                  Нет, я не ошибся по температуре. В более жестких условиях испытывают радиоэлементную базу, вплоть до 120 градусов. Все построено таким образом, что чем проще компонент, тем жестче его испытывают. При пониженном давлении испытывают обязательно. Там были камеры в которых одновременно с понижением давления повышалась температура и влажность до 96%.
                                                  0
                                                  то есть получается любой истребитель — беспилотник если что? :)
                                                    +2
                                                    Вы наверное думаете что он с земли управляется раз это система "«дистанционного»" управления :). Нет. Он управляется дистанционно с кабины летчика по проводам
                                                      +1
                                                      но видимо нет особых реальных проблем переноса кабины пилота на землю (кроме времени отклика земля-самолет)
                                                        0
                                                        Реальных проблем нет. Единственное — очень много параметров полета надо передавать
                                                      0
                                                      хабр превращается в неадекватную минусовалку
                                                      +2
                                                      > загрязняют солями, песками, грибами, парами
                                                      эм… какими грибами?
                                                        +6
                                                        Плесневые грибы. В испытательной камере создается повышенная влажность и распыляются споры. Такие испытания не проводятся на каждом изделии, они периодические. Система после периодических испытаний уже не используется в товарном выпуске хоть и остается работоспособной. Вообще, испытания военной технике это целая отдельная тема.
                                                          0
                                                          > испытания военной технике это целая отдельная тема
                                                          былоб интересно почитать, если не военная тайна конечно =)
                                                            +2
                                                            Стандарты, регламентирующие испытания ВТ являются документами для служебного пользования. Вот тут есть список ГОСТов.
                                                              +1
                                                              Ооо… Испытания — это очень интересно. Предварительные испытания перед массовым выпуском изделия и перед сдачей заказчику — одни из самых трудоемких и длительных. В них присутствует натурная часть и формальная. В формальной части производятся всякие расчеты (надежности, контролепригодности, полноты контроля и тп), а вот натурные испытания очень интересны сами по себе. Сюда входят испытания на внешние воздействующие факторы, вибрацию, электрические параметры…
                                                              К ВВФ относятся:
                                                              — Повышенное и пониженное давление (испытание проходит в термобарокамере, где создаются необходимые условия)
                                                              — Повышенная и пониженная температура (испытание проходит в термобарокамере. Диапазон температур для военной техники варьируется от -65 до +85 градусов)
                                                              — повышенная влажность (как правило испытание совмещается с испытанием на повышенную температуру)
                                                              — воздействие плесневых грибов
                                                              — воздействие соляного тумана (в камере распыляется соляной раствор)
                                                              — воздействие пыли и песка (в камере распыляется взвесь мела и еще чего-то, не помню точно)

                                                              Испытания на вибрацию проводятся на специальном вибростенде. Проверяют на синусоидальную, широкополосную случайную вибрацию, одиночные удары, многократные удары. Есть испытания на линейное ускорение, которое проводится на специальной центрифуге.

                                                              Проверка электрических параметров включает в себя прогон оборудования на различных электрических режимах, на аварийном питании, нормальном питании и тп. Так же проверяется устойчивость к статическим разрядам, ударам молнии, воздействию ЭМП, производится проверка на уровень излучения ЭМП изделием.

                                                              После завершения предварительных испытаний составляется акт испытаний, который согласовывается с исполнителями и утверждается заказчиком. Помнится мне, акт испытаний одного из блоков, поставляемых на RRJ-100, у меня вышел на 370 с чем-то листов…
                                                                0
                                                                У нас стояла центрифуга диаметром где то 10 метров. Она запросто выдавала 30g нагрузки
                                                                  0
                                                                  Ну на нашей я проводил испытания блока для Су-35 года три назад, и уже не помню, какую нагрузку мы давали :) Вот на одиночных ударах блок для Superjet били 50g.
                                                            +2
                                                            Грибком. Микроскопическим, а не опятами.
                                                              0
                                                              Опята, я думаю, до тестируемого образца бы не добирались %))
                                                              +3
                                                              ГОСТ 26080-84 Радиоэлектронная аппаратура и изделия электронной техники. Общие требования к защите от воздействия плесневых грибов
                                                                0
                                                                лисичками и подберёзовиками =)
                                                                  0
                                                                  когда писал этот коммент я думал что или это прикол из разряда «кто прочитает, а кто нет», или это какая нибудь из разновидности плесени… само собой белые грибы на такой железке не будут выращивать — дороговато =)
                                                                0
                                                                Ее испытывают при температурах -60..60 градусов, часами трясут на вибростендах, загрязняют солями, песками, грибами, парами.

                                                                Вот сразу представляю себе как этот девайс обложен груздями и опятами по самую макушку и при этом исправно работает :)
                                                                  0
                                                                  Бывает и отказывает. Но это допускается. У каждого изделия есть заданные характеристики надежности. У СДУ-10МК среднее время наработки на отказ по ТУ 200 часов. Фактически в эксплуатации работает дольше. Но один отказ в полете никак не повлияет на работоспособность системы и самолета. Летчик просто будет знать что в СДУ отказ и дальше выполнять БЗ
                                                                    +1
                                                                    200 часов до полного отказа? Ну то есть этот блок вынимают из самолета и выбрасывают? Что то слишком накладно выглядит…
                                                                      0
                                                                      200 часов до любого отказа, как правило не влияющего на работоспособность. Блок вынимают из системы и заменяют на исправный. Неисправный ремонтируется силами аэродрома или, если это невозможно, отправляется на завод. А что вы хотели :) армия всегда была накладной штукой.
                                                                        0
                                                                        Ну я думал хотя бы пару тыщ часов чтоб работало =) Военная техника как никак. Вон бытовая техника для обыкновенных смертных и то работает на порядок, а то и два дольше, хотя конечно и не в таких экстремальных условиях
                                                                          0
                                                                          Там количество радиоэлементов во много раз больше чем в бытовой технике и паяется практически все вручную. Хотя и есть установки для автоматического монтажа. Экономически нецелесообразно. Дешевле обходятся монтажницы.
                                                                            0
                                                                            Как-то грустно от такого положения дел…
                                                                  +7
                                                                  Чувак, ты реально крут. Это тебе не веб писать.
                                                                    +5
                                                                    Сейчас я веб пишу и мне это больше нравится
                                                                      +1
                                                                      А чего ушёл?
                                                                        –2
                                                                        Наверно такими железками зарплату выдают
                                                                        • UFO just landed and posted this here
                                                                          +2
                                                                          Нашим вооруженным силам не нужны офицеры
                                                                            0
                                                                            Грустно это все… А потом удивляются, чего это у нас все так плохо. Конечно, если специалисты на вес золота занимаются веб дизайном, а на оборонных заводах делают сковородкичапельники
                                                                      +3
                                                                      А-а-а! Даешь больше таких статей на хабре!
                                                                        +2
                                                                        Спасибо! Постараюсь продолжить эту тему
                                                                        0
                                                                        Интересно, а какие алгоритмы управления туда зашивали? Все те же ПИДы?
                                                                          0
                                                                          Этого я не знаю. Эти алгоритмы разрабатывались и модифицировались годами. Но в основе всех этих алгоритмов лежат не очень сложные математические формулы. Разработчик системы — МНПК «Авионика». Находится в Москве недалеко от Университета РЖД (Если он там конечно один). Там очень хорошие конструктора работают еще советской закалки. Можете там спросить если очень интересно :)
                                                                          0
                                                                          крута!
                                                                            +2
                                                                            приятно видеть подобные посты на хабре!)
                                                                            учитывая тот факт, что одним и разработчиков была моя бабушка, к сожалению ныне покойная(
                                                                              0
                                                                              отличная статья!
                                                                              прочитал с большим удовольствием.

                                                                              но есть небольшой вопрос:
                                                                              rutube.ru/tracks/1460372.html?v=97011e8e15df7b4f8ee05c6a98a04b7f

                                                                              как можно понять из радиообмена, РИТА выдает «Отказ СДУ». В то же время после приземления (что само по себе уже подвиг) выясняется, что у самолета разрушено хвостовое оперение. Получается, что система неправильно идентифицировала источник отказа?
                                                                                0
                                                                                К сожалению я не смог посмотреть видео. РИТА это лишь информатор. И этот информатор получая код неисправности озвучивает ее. При разрушении оперения, СДУ получает сигнал о неисправности рулевых машин и выдает сообщение в информатор. Информатор же не может сообщать о всех подробностях поломки так как в стрых машинах там все записано на обычную пленку и ее не хватит на озвучивание всего
                                                                                0
                                                                                А почему счетверенная? Чем это лучше чем троированная? Если показания одного выбиваются — и та и другая исправит, а если 2х — то все равно почти всегда отказ. Или там какая-то хитрая архитектура?
                                                                                  0
                                                                                  Там суть в том, что в каждом канале есть специальные элементы, которые «смотрят» за состоянием работы канала и вырабатывают контрольные сигналы. При исправной работе всех каналов, контрольные сигналы со всех каналов будут примерно равны. Решение об отказе одного из каналов принимается когда контрольный сигнал этого канала начинает значительно отличаться от сигналов других каналов и тут есть правило. Если три сигнала одинаковые, а четвертый отличается, то вероятно тот канал отказал. Его отключают и остаются три канала. Если один из трех контрольных сигналов отличается, то этот канал тоже отключается. Остаются два работоспособных. При третьем отказе принять решение уже нельзя, так как неизвестно, какой канал «врет». Я думаю, что ответил на ваш вопрос. Одновременно два канала практически никогда не отказывают. Вы наверное не учли, что канал отключается при его отказе, и его показания уже не принимаются в дальнейший расчет.

                                                                                  На самом деле контрольных сигналов много. И система умеет идентифицировать отказ с точностью до модуля (платы)
                                                                                    +1
                                                                                    Да, я не учел в авиации сбои вероятно распределены не пуассоновски. На земле просто если происходит отказ модуля, его тут же можно заменить, мат-ожидание следующего отказа настолько велико, что троирования обычно хватает.
                                                                                      0
                                                                                      Ну в авиации при учебных полетах самолет сразу возвращается на аэродром даже при одном отказе. Но 4-х кратное дублирование было применено не просто так. Это все рассчитано исходя из множества критериев. Вот некоторые из них:
                                                                                      — СДУ — жизнеобеспечивающая система. Полный отказ ведет к потере машины. На сухопутной технике же нет таких систем, ну наверное кроме тормозов.
                                                                                      — Стоимость самолета ооочень большая. Это тоже учитывается.
                                                                                      — Среднее время наработки на отказ системы — 200 часов. Возможны боевые вылеты в другие регионы длящиеся дольше в несколько раз. А ремонт в таких условиях либо недопустим по времени либо по возможностям того аэродрома.
                                                                                      — Самолет — очень важная боевая единица. Потеря самолета по техническим причинам может привести к невыполнению боевой задачи. А невыполнение боевой задачи — и так понятно к чему.

                                                                                Only users with full accounts can post comments. Log in, please.