В современной гражданской авиации одним из главных факторов, определяющих безопасность полетов, эффективность и конкурентоспособность самолетов является авионика. Вся деятельность НИИ авиационного оборудования с момента его основания направлена на разработку комплексов бортовой авионики для перспективных самолетов ГА. Первой важной вехой на этом пути явилось создание в течение второй половины 80-х - начале 90-х годов первых отечественных комплексов цифрового пилотажно-навигационного оборудования КСЦПНО-96/204 и ЦПНК-114, предназначенных для пассажирских самолетов Ил-96-300, Ту-204 и Ил-114. Вместе с тем за годы, прошедшие с момента разработки этих комплексов, существенно повысился мировой научно-технический уровень в авиастроении.
Основными перспективными требованиями к бортовому оборудованию гражданских самолетов стали:
- необходимость повышения уровня безопасности полетов по сравнению с существующим, как минимум, в 1,5-2 раза;
- обеспечение принятой 10-й Аэронавигационной конференцией 1САО и 29-й сессией Ассамблеи IСАО концепции CNS/АТМ, основанной на широком применении спутниковых технологий связи, навигации, наблюдения;
- внедрение перспективных норм эшелонирования самолетов (в первую очередь - вертикального эшелонирования через 1000 футов (300 метров) в районе Северной Атлантики;
- обеспечение требуемых навигационных характеристик RNP1 - RNР5 и зональной навигации на маршруте и в зоне аэродрома;
- автоматизация захода на посадку и приземления по категориям II и III ИКАО, ухода на второй круг, пространственного маневрирования в районе аэродрома, вертикальных маневров;
- обеспечение полетов воздушных судов в условиях сниженных минимумов для взлета и посадки (по неточным и точным посадочным системам);
- обязательное оснащение воздушных судов:
- бортовыми системами предупреждения столкновений самолетов в воздухе (типа ТСАS-П),
- системами предупреждения приближения к земле с расширенными функциональными возможностями (ЕGPWS),
- системами предупреждения о турбулентности и сдвиге ветра,
- адресными ответчиками режима 'S',
- радиосвязными станциями МВ-диапазона с сеткой частот 8,33 кПг
- обеспечение помехозащищенности радионавигационных и посадочных систем (УОВ, 118) от излучений передатчиков УКВ радиовещательных станций;
- улучшение эргономических характеристик;
- совершенствование аэронавигационного обеспечения полета,
- более широкое внедрение загрузчиков информации.
В обеспечение соответствия перечисленным выше требованиям НИИАО совместно с рядом отечественных приборостроительных предприятий разработан интегрированный комплекс второго поколения ИКБО-95.
Высокая унификация комплекса и систем позволяет использовать его как базовый для оснащения и модернизации широкого класса перспективных самолетов гражданской авиации, разработанных в России, включая Бе-200, Ту-324, Ил-96-300, Ил-114, Ту-204-100, Ту-204-120, Ту-214, Ту-204-300, Ту-334 и др.
Благодаря своим высоким техническим характеристикам комплекс и основное оборудование, входящее в его состав, не имеют аналогов в отечественном авиационном приборостроении, и отвечают мировому техническому уровню и перспективным международным требованиям 2000-х годов.
Внедрение передовых аппаратных и программных нововведений (полноцветная система электронной индикации и сигнализации на дисплеях с активными жидкокристаллическими матрицами, нтегрированная моноблочная система самолетовождения, крейтомодульная конструкция с вычислительными системами на процессорах Intel и Motorola с программно-математическим обеспечением, выполненным на языке высокого уровня ADA, интеллектуальные пульты управления, интегрированные системы-датчики радионавигации и связи и т. п.), соответствие действующим и перспективным российским и зарубежным (ARINC, DO-160C? DO-178B и др.) стандартам, сертификация по российским (АП-25) и международным нормам летной годности (FAR-25) открывают возможности для продажи самолетов, оснащенных комплексом, на мировом рынке.
Заложенные в конструкцию возможности функционального и конструктивного наращивания позволяют изменить конфигурацию комплекса по требованиям заказчиков.
Обеспечение автоматического выполнения задач четырехмерного самолетовождения с оптимизацией режимов полета осуществляют в комплексе вычислительные системы самолетовождения (ВСС), объединенные с пультом управления и индикации на ЖК-матрицах и встроенным модулем спутниковой навигационной системы. В ВСС хранится всемирная база навигационных данных (обновляемая один раз в месяц), обеспечивающая полеты самолета по любым маршрутам.
Представление экипажу необходимой информации о работе комплекса и систем, индикация пилотажнонавигационных данных, а также индикация и сигнализация о работе самолетных систем, силовой установки осуществляется комплексной системой электронной индикации и сигнализации (КСЭИС).
КСЭИС состоит из 5(6) унифицированных многофункциональных полноцветных ЖК-индикаторов, с возможностью реконфигурации функций между отдельными индикаторами и пультов управления. В индикаторах КСЭИС предусмотрена большая библиотека данных (Руководство по летной эксплуатации, инструкции и карты контрольных проверок перед взлетом и после посадки самолета и др.), которые экипаж может использовать при необходимости.
Основные вычислители комплекса сосредоточены в миникрейтах вычислительных систем. В состав миникрейтов входят:
- модули питания, обеспечивающие комфортное индивидуальное питание каждого модуля;
- унифицированные компьютерные модули, обеспечивающие кроме функций ввода-вывода для взаимодействия автономных и радиотехнических систем, ВСС и КСЭИС, следующие функции:
- автоматического управления полетом и тягой двигателей;
- предупреждения критических режимов полета, опасного сближения с землей, предупреждения о сдвиге ветра, контроля разбега (в том числе с пониженной тягой двигателя);
- бортового технического обслуживания, обеспечивающего сбор, обработку, хранение и выдачу (на КСЭИС, ВСС, в систему автоматической цифровой связи на наземные пункты) контрольной информации;
- цифрового синтезатора речи для выдачи экипажу звуковых, тональных и речевых сообщений экипажа о наиболее важных отказах, неисправностях на борту самолета и инструкциях о необходимых действиях;
- сбора и преобразования аналоговых и дискретных сигналов различного типа от самолетных систем с последующей трансляцией их в цифровом виде потребителям комплекса.
Определение пространственного местоположения самолета производится путем комплексной обработки информации от автономных средств счисления координат (инерциальные системы и системы воздушных сигналов) и корректировочных данных от спутниковой навигационной системы GPS/Глонасс и интегральных радиотехнических систем навигации и посадки: VOR, ILS, DME, APK, PB.
В комплекс также входят: самолетный ответчик, обеспечивающий взаимодействие, как с отечественными, так и зарубежными средствами УВД, метеонавигационная РЛС с обнаружением сдвига ветра, система предупреждения об опасном сближении самолетов и радиосвязное оборудование - МВ и ДКМВ радиостанции.
Для управления работой радионавигационных систем и систем радиосвязи разработан интегрированный пульт управления (КПРТС). Установка 2-х таких пультов в кабине экипажа позволяет исключить 12 автономных пультов, спользуемых ранее.
Переносной загрузчик данных обеспечивает как загрузку/обновление программ и базы данных, так и выгрузку информации из вычислительных систем комплекса.
Все оборудование комплекса имеет необходимую степень резервирования.
Разработанная базовая структура комплекса позволяет наращивать функциональные возможности, например, для обеспечения соответствия требованиям перспективной концепции аэронавигации (CNS/АТМ и 'Free Flight'), планируемых к внедрению в мире в 2005-2015 гг., для чего в комплексе предусмотрены большие резервные вычислительные ресурсы, а также резервные каналы информационного обмена.
Надежность вновь разрабатываемых систем комплекса составляет 10000-30000 ч на отказ (в 3- 5 раз выше существующих отечественных аналогов), масса и энергопотребление снижены в 2-3 раза.
Разработка и производство комплекса и систем ведется НИИ-АО в кооперации с 23 предприятиями и фирмами. В их число входят кроме известных российских предприятий (ВНИИРА, НПО 'Полет', ОАО 'Аэроприбор-Восход', ГРПЗ и др.), крупные западные компании (AlliedSignal/Honeywell (США), Vibrachoc (Франция), Barco (Бельгия) и др.).
Особое внимание уделено обеспечению единой системы контроля качества разработки, испытаний и производства на всех этапах в соответствии с международными стандартами и правилами (ARP4754, DO-178B, DO-160C, ISO-9000 и т. д.). Единая система качества охватывает все направления разработки и производства, включая внедрение перспективной технологии проектирования интегрированных комплексов как обязательного условия обеспечения требуемого уровня качества разработки сложных систем.
Для обеспечения замкнутого цикла компьютеризованной технологии проектирования и отработки комплексов оборудования авионики в НИИАО создана необходимая инфраструктура, включающая:
1 комплексный вычислительный центр, реализующий системы автоматизированного проектирования (САПР) по выбору состава и структуры комплекса, САПР разработки, тестирования и верификации программного обеспечения, математическое моделирование, расчетные работы для выпуска доказательных документов (анализ функциональных отказов, вероятностные оценки безопасности эшелонирования самолетов, точности навигации, посадки и т. д);
2 комплекс вычислительных средств, реализующий САПР конструкторской и схемной документации систем авионики разработки и производства НИИАО;
3 аккредитованный центр испытаний на внешние воздействия в соответствии с требованиями АП-25 и DO-160C(D), в том числе по оценке электромагнитной совместимости; центр со стендово-моделирующими комплексами (СМК) самолетов Ил-96, Ил-114, Ту-204/214, Бе-200, Ту-324.
СМК обеспечивает сопряжение систем, отработку их взаимодействия и функций комплекса, позволяет провести большой цикл зачетных сертификационных работ и сопровождение летных испытаний. На СМК, а также в разработанном в НИИАО учебном электронном классе, проводится предварительное обучение и тренировка экипажей, проводящих испытания и сертификацию комплексов авионики.
Эта инфраструктура в полной мере позволяет обеспечить на высоком организационно-техническом уровне весь цикл работ по разработке, отработке, адаптации и сертификации комплекса авионики конкретного самолета и существенно сократить объем и сроки сертификации в летных испытаниях.
Для обеспечения поддержки заказчиков уже в процессе эксплуатации самолетов в различных авиакомпаниях НИИАО и, созданная для указанных целей, дочерняя компания 'Аэролюкс' предлагают полный перечень услуг поддержки:
1 обеспечение установки систем комплекса;
2 гарантийное бесплатное техническое обслуживание (3 года);
3 послегарантийное обслуживание и ремонт;
4 представление технических публикаций (на русском и английском языках) руководства по эксплуатации, руководства по обслуживанию -1 уровня;
5 обучение заказчиков в центрах обучения НИИАО и 'Аэролюкс' и передачу ПО для компьютерного обучения непосредственно у заказчика;
6 анализ данных по надежности систем авионики в процессе эксплуатации и публикация этих данных.
Большое внимание в НИИАО уделяется и созданию научно-технического задела по следующему III поколению отечественной авионики.
Планируемые научно-исследовательские и экспериментальные работы позволят разработать принципиально новые архитектуры интегрированных комплексов авионики, основанные на многократно возросших ресурсах бортовой измерительно-вычислительной техники и новых технологиях проектирования и производства систем. Одним из главных структурных нововведений должна стать полная интеграция цифровых систем бортового оборудования в целом (включая управление самолетом и силовой установкой, управление самолетными системами, системами развлечения и оповещения пассажиров, диагностики состояния и бортового технического обслуживания всех систем и агрегатов самолета и др.) и объединения их в единый комплекс, проектируемый по общей технологии с распространением модульного принципа на все цифровые системы и блоки.