Разработка бортового ультракоротковолнового приемопередатчика с возможностью работы в режиме YHF data link (YDL-4)

Требования к радиолокационному оборудованию и передатчикам летательных аппаратов. Определение индекса технического уровня цифрового УКВ канала. Принцип работы, характеристики и конструкция радиостанции Баклан. Управление доступом с контролем занятости.

Рубрика Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 26.05.2018
Размер файла 3,9 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Рисунок 2.3.: Интегрированная конфигурация системы VDL-2.

Зарубежный опыт разработки оборудования VDL-2, отраженный в рекомендациях ARINC и RTCA, показывает, что наиболее востребованы радиостанции, совмещающие традиционные режимы речевой связи (DSB-AM) и передачи данных (ACARS) с перспективными режимами VDL-2 и VDL-3. Это позволяет внедрять новые технологии по мере необходимости, а также улучшать массогабаритные характеристики и обеспечивать резервирование оборудования.

В настоящее время зарубежными (в основном американскими) фирмами разработаны и выпускаются радиостанции с режимом VDL-2. Это радиостанции Rockwell Collins VHF-920 и VHF-4000, а также Honeywell RTA-50D. Все указанные радиостанции соответствуют раздельной конфигурации, определяемой ARINC-750. По имеющимся данным, стоимость радиостанции составляет от 30 до 50 тыс. USD.

2.1.3 Основные требования к радиостанции

В соответствии с ARINC-750 бортовая радиостанция МВ диапазона с режимом VDL-2 должна обеспечивать:

- двустороннюю симплексную речевую связь экипажа с наземными службами ОрВД, а также между экипажами самолетов в воздухе, при работе с сеткой частот 25 и 8,33 кГц, в том числе в режиме со смещенными несущими;

- автоматизированный обмен данными в линиях «земля-воздух» и «воздух-земля» со скоростью 2400 бит/с при использовании встроенного или внешнего модема AM-MSK для работы в системе ACARS;

- автоматизированный обмен данными в линиях «земля-воздух» и «воздух-земля» со скоростью 31500 бит/с при использовании встроенного модема D8PSK для работы в системе ATN;

- непрерывный контроль исправности радиостанции с точностью до оперативно сменного блока, с сохранением информации об обнаруженных неисправностях на последних 10 участках полета в энергонезависимой памяти, а также взаимодействие с бортовым модулем технического обслуживания или системой локализации отказов.

Технические требования к радиостанции в режиме VDL-2, определяемые ED-92 и DO-281, гарантируют электромагнитную совместимость при работе на одном борту и в одном диапазоне частот нескольких радиостанций с режимами аналоговой и цифровой связи, а также взаимозаменяемость оборудования различных производителей. Таким образом, соответствие этим требованиям является главной задачей разработки.

2.2 Текущее состояние разработки

Разработка радиостанции «Орлан-85СТД» началась в 2001г., в рамках ОКР

«Разработка бортовых авиационных ДКМВ и МВ радиостанций телефонной связи и приёма-передачи данных в сетях HFDL», финансируемой Российским агентством по системам управления, в рамках федеральной целевой программы «Создание технических средств связи, телевидения и радиовещания». Так как работа не была профинансирована в требуемом объеме, в течение полутора лет, определяемых договором, был создан макет радиостанции и отработаны методики испытаний. В дальнейшем работа проводилась за счет собственных средств предприятия.

На сегодняшний день разработана конструкторская документация, которая согласована с представителем заказчика на предприятии. Изготовлены опытные образцы радиостанции, на которых проведены лабораторные испытания. В ходе испытаний были получены требуемые значения основных технических характеристик, но также выявлены проблемы, связанные обеспечением устойчивости передающего тракта при пониженной температуре окружающей среды. Для их устранения в настоящее время проводится коррекция аппаратной части и конструкторской документации.

Для сертификации радиостанции была подана заявка в авиационный регистр МАК, при этом выяснилось, что национальных квалификационных требований на этот режим не существует. Нами разработаны и согласованы на рабочей группе, назначенной авиационным регистром.

Квалификационные требования КТ-23-04. «Требования к эксплуатационным характеристикам бортового приемопередатчика УКВ-линии цифровой связи режима 2, работающего в частотном диапазоне 118 - 136,975 МГц (Физический уровень)», а также план-проспект сертификационного базиса, который в настоящее время находится на согласовании в ГосНИИ «Аэронавигация». Кроме того, разработана и согласована программа предварительных испытаний, которые планируется начать после завершения коррекции документации и доработки опытных образцов.

Для проведения испытаний в режиме VDL-2 требуется специализированное дорогостоящее оборудование. Для контроля параметров передатчика нами закуплены анализаторы сигнала и специальное программное обеспечение фирмы Agilent. В настоящее время приобретается векторный генератор для контроля параметров приемника.

Кроме того, в соответствии с квалификационными требованиями в процессе испытаний необходим имитатор оборудования верхнего уровня, т.е. аппаратура передачи данных соответствующая рекомендациям ARINC-758. Нами разработан имитатор блока управления соединениями (CMU) на базе компьютера, поддерживающий работу по протоколу ASIP в соответствии с рекомендациями ARINC-750. Следует отметить, что имеющаяся в настоящее время аппаратура передачи данных «Брик-324», разработанная НПП «Полет», позволяет использовать нашу радиостанцию только в режиме ACARS при работе с внешним модемом и не поддерживает протокол ASIP.

Для обеспечения взаимодействия с комплексными пультами управления КПРТС-95М-1 и системой локализации отказов ССЛО-95 были разработаны и согласованы с НИИАО соответствующие протоколы. В настоящее время программное обеспечение радиостанции готово для проведения стыковочных испытаний.

Так как для сертификации радиостанции требуется также сертификация программного обеспечения, нами ведутся работы по разработке программной документации в соответствии с КТ-178В.

2.3 Структурная схема и конструкция радиостанции

2.3.1 Конструкция радиостанции

Радиостанция состоит из отдельных, конструктивно законченных блоков: приемопередатчика, пульта дистанционного управления и рамы амортизационной.

Приемопередатчик может устанавливаться на раму или стеллажное устройство. Пульт дистанционного управления размещается на приборной доске в кабине экипажа. Общий вид радиостанции приведен на рисунке 2.4.

В состав приемопередатчика входят следующие субблоки (см. рисунки 2-2, 2-3): приемник, синтезатор-возбудитель, усилитель мощности, блок питания, блок управления и обработки сигналов (БУОС), плата кросс. Все блоки съемные и крепятся к корпусу приемопередатчика винтами. Корпус является несущим элементом конструкции приемопередатчика и изготовлен из алюминиевого сплава. Для обеспечения тепловых режимов передняя часть корпуса выполнена в виде радиатора.

В верхней части корпуса находится блок усилителя мощности. Печатная плата крепится к литому радиатору. Блок сочленяется с платой кросс с помощью разъема типа СНП-268 и крепится винтами к корпусу.

Рисунок 2.4: Общий вид радиостанции

1 - Пульт дистанционного управления

2 - Рама амортизационная

3 - Приемопередатчик.

Корпус разделяет внутренний объем приемопередатчика на два отсека. В правом отсеке непосредственно к перегородке корпуса крепятся платы приемника и фильтра-коммутатора. В левом отсеке расположены БУОС и синтезатор-возбудитель, которые сопрягаются с помощью разъемов типа PВD с платой кросс. Правый и левый отсеки закрываются крышками, каждая из которых крепится шестью невыпадающими винтами.

На задней стенке корпуса приемопередатчика установлен стандартный разъем для подключения к бортовой проводке. Разъем может сочленяться с амортизационной рамой или разъемом стеллажного устройства.

К передней стенке приемопередатчика крепится блок питания, который соединяется с платой кросс с помощью разъема типа CНП-268. На лицевой поверхности блока питания расположены светодиодные индикаторы исправности радиостанции, кнопка включения режима контроля исправности и разъем RS-232 для подключения компьютера.

Рисунок 2.5.: Приемопередатчик со снятой правой боковой крышкой

1. Передатчик.

2. Приемник.

3. Блок питания.

Рисунок 2.6.: Приемопередатчик со снятой левой боковой крышкой

1. Блок управления обработки сигнала.

2. Плата кросс.

3. Синтезатор - возбудитель.

Пульт дистанционного управления выполнен на двух печатных платах. Спереди на основании расположена плата управления и индикации, на которой размещены цифровые индикаторы, переключатели набора частоты, тумблеры ПШ и АП, индикатор АС и лампочки подсвета. На второй плате расположен блок питания.

ПДУ закрывается защитным кожухом, который крепится к основанию винтами. В основании сделаны резьбовые отверстия для крепления ПДУ на самолете. Сзади на основании расположен разъем СНЦ 23-28/27-В-1-В для подключения пульта к бортовой проводке.

Внешний вид ПДУ изображен на рисунке 2.7.

Рисунок 2.7.: Внешний вид пульта управления

1. Два 6-разрядных индикатора рабочей и резервной частоты.

2. Кнопка КАНАЛ для перехода в режим набора / выбора / программирования частот. 3. Кнопка РЕЗ, переход на резервный канал.

4. Переключатель кГц. 5. Переключатель АП, включение/выключение режима контроля наличия сигнала на аварийной частоте 121,5 МГц.

6. Переключатель ПШ, включение/выключение подавителя шума.

7. Переключатель МГц. 8. Светодиод АП, индицирующий наличие сигнала на аварийном канале.

Амортизационная рама изготовлена из листового алюминиевого сплава. На основании рамы, спереди установлены замки крепления приемопередатчика, снизу амортизаторы типа АПН и земляная шина.

Сзади на распределительной коробке установлен разъем сочленения с приемопередатчиком. Сверху распределительной коробки установлены разъемы типа СНЦ-23 и СР-50 для соединения с бортовыми кабельными сетями. Также на раме имеется контрольный разъем для подключения испытательного оборудования в условиях мастерской.

2.3.2 Функциональная схема радиостанции

Функциональная схема приемопередатчика радиостанции приведена на рисунке 2.8. Приемопередатчик состоит из следующих субблоков:

- платы кросс;

- синтезатора-возбудителя;

- передатчика;

- приемника;

- БУОС;

- блока питания.

Все субблоки выполнены в виде функционально законченных модулей.

Низкочастотные соединения обеспечиваются платой кросс. Высокочастотные соединения выполнены ВЧ кабелями непосредственно между субблоками.

От опорного генератора, расположенного в синтезаторе-возбудителе, частота 9,6 МГц поступает на плату кросс для формирования тактовых частот микроконтроллеров.

В приемник из синтезатора-возбудителя поступает частота гетеродина Fг = Fc + 20 МГц, где Fc - рабочая частота радиостанции.

В режиме передачи из синтезатора-возбудителя на усилитель мощности поступает модулированный ВЧ-сигнал на рабочей частоте радиостанции. Усиленный до заданной мощности, сигнал подается на фильтр-коммутатор и затем на антенный выход радиостанции. Из фильтра-коммутатора на синтезатор-возбудитель подается ВЧ-сигнал обратной связи для компенсации искажений усилителя мощности и регулировки уровня мощности.

В режиме приема сигнал на рабочей частоте радиостанции поступает из фильтра-коммутатора на вход приемника.

Обмен сигналами с внешней аппаратурой осуществляется через внешний разъем приемопередатчика, соединенный с платой кросс.

Рисунок 2.8.: Блок-схема радиостанции.

2.4 Функциональные возможности радиостанции

Для работы в сети авиационной радиотелефонной связи радиостанция обеспечивает симплексную передачу речи.

Модуляция сигнала - амплитудная, с двумя боковыми полосами.

Частотный разнос между каналами 25 или 8,33 КГц. Также обеспечивается прием сигнала со смещенной несущей.

Совместно с внешним модемом AM-MSK радиостанция может использоваться для работы в существующих сетях передачи данных ACARS (Aircraft Communication Addressing and Reporting System). При этом она полностью соответствует рекомендациям ARINC-716 и ARINC-597.

Радиостанция также может использоваться для работы в перспективных сетях передачи данных ATN (Aeronautical Telecommunications Network), использующих ОВЧ-каналы передачи данных в режиме 2 (VDL-2). При этом она соответствует рекомендациям ARINC-750, ED-92, DO-281 и DO-224. Для взаимодействия с внешней аппаратурой обмена данными могут использоваться два высокоскоростных (100 кбит/с) стыка ARINC-429 с поддержкой протокола передачи файлов.

В дополнение к основным, радиостанция обеспечивает ряд дополнительных режимов и сервисных функций.

Имеется возможность ограничения времени передачи и снижения мощности передатчика при подаче внешних команд.

При работе в режиме речевой связи включение тумблера АП на пульте управления включает режим прослушивания аварийного канал 121,500 МГц с сохранением всех функций на рабочем канале. При наличии аварийного сигнала в телефоны авиагарнитуры подается специальный звуковой сигнал и загорается индикатор АС на пульте управления.

В радиостанции имеется система встроенного самоконтроля, позволяющая определять неисправности оперативно сменных блоков при включении питания, во время работы, при нажатии кнопки «Контроль» на лицевой панели приемопередатчика или по внешней команде.

Информация об исправности блоков радиостанции отображается индикаторами на лицевой панели приемопередатчика, а также передается по отдельным линиям в ССЛО и КИСС.

Кроме того, радиостанция сохраняет информацию об обнаруженных неисправностях на 10 последних участках полета и обеспечивает взаимодействие с бортовым модулем технического обслуживания в соответствии с рекомендацией ARINC-604.

2.5. Основные технические характеристики радиостанции

2.5.1 Технические характеристики радиостанции в режимах аналоговой связи

Основные технические характеристики радиостанции для режима речевой связи и режима ACARS при работе с внешним модемом соответствуют рекомендациям ARINC-716 и ARINC-750, а также требованиям главы 8 ЕНЛГ-С и DO-186A.

2.5.2 Технические характеристики радиостанции в режиме цифровой связи

Основные технические характеристики радиостанции в режиме VDL-2 соответствуют требованиям ED-92, DO-281, а также Квалификационным требованиям КТ-23-04 «Требования к эксплуатационным характеристикам бортового приемо-передатчика УКВ-линии цифровой связи режима 2, работающего в частотном диапазоне 118 - 136,975 МГц (Физический уровень)».

2.5.3 Габаритные размеры и масса радиостанции

Габаритные размеры радиостанции соответствуют рекомендациям ARINC-600 (размер 3MCU), а также требованиям ГОСТ 26765.16-87. Масса приемопередатчика радиостанции составляет 5,5 кг.

ГЛАВА 3. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1 Характеристика и оценка прогрессивности научно - технической продукции

Целесообразность разработки новой техники определяется ее ролью и значением для народного хозяйства.

При этом важно, чтобы эта техника была экономически эффективна и высокого качества. Качество же зависит от функционально-технических характеристик, а его изменение оценивается индексом технического уровня разрабатываемой техники.

Для определения индекса технического уровня требуется:

обосновать перечень функционально-технических характеристик, отражающих уровень качества проектируемой техники;

выбрать аналог (прототип), который будет использоваться в качестве базы для сравнения. Прототип должен иметь такое же функциональное назначение.

В качестве аналога радиосистемы мониторинга транспортных средств с позиционированием по сигналам GPS/ГЛОНАСС с ретрансляцией результатов измерений через GSM/GPRSмодуль была выбрана система, имеющая с разрабатываемой радиосистемой одинаковое функциональное назначение.

Основные характеристики базовой и новой НТПр приведены в таблице 1.

Таблица 1

Существенные свойства НТПр

Уровень свойств новойНТПр

Уровень свойств базовойНТПр

Значимость (вес) свойства

Научно-технический уровень

7

7

0%

Масштабируемость

8

6

30%

Ремонтопригодность

7

6

20%

Надёжность

8

7

30%

Эргономичность

8

8

10%

На основе таблицы определим эксплуатационную прогрессивность результатов радиосистемы.

Для этого воспользуемся формулой:

где - индекс эксплуатационной прогрессивности результатовНТПр,

- обобщенный количественный показатель эксплуатационного уровня НТПр, являющийся результатом дипломной работы.

- обобщенный количественный показатель эксплуатационного уровня базовой НТПр.

Обобщенный количественный показатель как для базовой НТПр, так и для разрабатываемой НТПр определяется с помощью средневзвешенной оценки:

Где - значение j-го показателя i-го свойства НТПр, выраженного в баллах.

- значение «весового коэффициента» i-го свойства НТПр, выраженного в процентах.

Тогда обобщенный показатель эксплуатационного уровня для радиосистемы:

=

Обобщенный показатель эксплуатационного уровня для новой радиосистемы:

=

Оценим индекс эксплуатационной прогрессивности результатов НТПр:

Полученный индекс эксплуатационной прогрессивности показывает целесообразность разработки новой системы.

3.2 Календарное планирование работ

Календарное планирование работ осуществляется согласно директивному графику. Разработка календарного плана производится на основе данных о трудоемкости работ, связанных с выполнением дипломной работы.

Структуру трудоемкости отдельных этапов определяют, используя данные о видах работ, подлежащих выполнению. Результаты сведены в таблицу 2.

Таблица 2

Наименование этапов

Удельный вес этапа в %

Трудоемкость этапа, чел*ч

Количество исполнителей

Производственный цикл этапа

Длительность этапа в календарных днях

1

Анализ исх. Данных, разработка ТЗ

10%

28

2

3,5

4,9

2

Разработка базовой функциональной схемы

20%

56

2

7

9,8

3

Выбор и обоснование вариантов каналов беспроводной передачи данных

20%

56

2

7

9,8

4

Выбор модулей

20%

56

2

7

9,8

5

Расчет параметров радиолинии

10%

28

4

1,75

2,45

6

Разработка электрической схемы

15%

42

2

5,25

7,35

7

Разработка элементов конструктивного исполнения модулей

5%

14

2

1,75

2,45

ИТОГО

100%

280

33,25

46,55

Общая трудоемкость работы 280 чел-часов.

В графе «удельный вес этапа» приведена длительность этапа в процентах от полной длительности.

В графе «трудоемкость этапа» приведена трудоемкость этапа в чел-часах, рассчитанная с помощью предыдущей графы.

В графе «производственный цикл этапа» приведено количество рабочих дней, требующееся для выполнения этапа.

Производственный цикл этапа рассчитывается по формуле:

Где - это трудоемкость этапа вчел-час.,

= 8 часов - продолжительность рабочего дня,

q - количество работников, одновременно участвующих в выполнении работ.

Пересчет длительности производственного цикла в календарные дни осуществляют умножением на коэффициент 1.4.

Директивный график работ:

Рис.13

3.3 Определение показателей экономического обоснования

Определим сначала затраты на НТПр. Затраты на выполняемую НТПр определяются по следующим статьям расходов:

· Заработная плата разработчиков

· Затраты на социальные нужды

· Накладные расходы

· Прочие расходы

Оплата труда персонала определяется на основе общей трудоемкости создания радиосистемы и формах оплаты труда, расценок и тарифов.

Оплата труда определяется по формуле:

где k - количество этапов,

- трудоёмкость i-го этапа,

- средняя часовая тарифная ставка оплаты работ i-го этапа.

Часовая ставка разработчиков определяется на основе их должностных окладов, количества рабочих дней в месяце и количества рабочих часов за день.

Таблица 3

Категория исполнителей

Месячный оклад (р.)

Инженер

15000

Техник

15000

Исходя из того, что количество рабочих часов за день = 8 часов и среднее количество рабочих дней в месяце d = 23 дня, получим величину часовой ставки инженера и техника:

Величина премии не превышает 40% (по данным с предприятия) от рассчитанной заработной платы.

Величина заработной платы с учетом премии рассчитывается по формуле:

Расчет заработной платы сводится в таблицу 4.

Таблица 4

Трудоемкость Стадии (чел-ч.)

Исполнители

Часовая ставка(р.)

Средняя ставка(р.)

Зарплата

Зарплата с учетом премии

Должность

Численность

1

28

Инженер

1

160

140

3920

5488

Техник

1

120

2

56

Инженер

1

160

140

7840

10976

Техник

1

120

3

56

Инженер

1

160

140

7840

10976

Техник

1

120

4

56

Техник

1

120

140

7840

10976

Инженер

1

160

5

28

Инженер

2

160

140

3920

5488

Техник

2

120

6

42

Инженер

1

160

140

5880

8232

Техник

1

120

7

14

Инженер

1

160

140

1960

27447

Техник

1

120

ИТОГО

280

39200

54880

Определение затрат, себестоимости и цены на НТПр

Таблица 5

Наименование статей затрат

Затраты в р.

Удельный вес в %

1

Заработная плата

54880

29

2

Отчисления на социальные нужды

16464

9

3

Накладные расходы

109760

59

4

Прочие расходы

5488

3

ИТОГО

= 186592

100%

Разработки радиосистемы определяется исходя из принципа обеспечения безубыточности деятельности предприятия, получения прибыли, позволяющей выплатить обязательные платежи в бюджет и инвестировать расширение ее деятельности.

Цена первоначальной продажи определяется как [6]:

,

где - текущие затраты на создание НТПр,

- оплата труда персонала в общих текущих затратах с учетом премии,

- уровень рентабельности, обеспечивающий безубыточность деятельности, =200%

ЦnНТПр= 186592+ 54880 = 241472

3.4 Оценка экономической эффективности НТПр

Экономическая эффективность оценивается путем расчета годового экономического эффекта . Величина определяется по следующей формуле:

- затраты на выполнение темы прототипа, руб.;

- продолжительность разработки новой темы, лет (46 дней);

- уровень технической прогрессивности техники и технологического процесса;

Таким образом, годовой экономический эффект составляет:

ЭНТПр= (190000*1.16-373184)/0.126 = 268315

Характеристикой эффективности работы является уровень эффективности затрат на создание новой радиосистемы, рассчитываемый по формуле [8]:

E=ЭНТПр/ ЦnНТПр= 268315 / 241472 = 1.11

Полученная величина =1.11 свидетельствует об эффективности проведенной разработки. Экономия достигается за счет повышения качества проектирования.

ГЛАВА 4. БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНИДЕЯТЕЛЬНОСТИ

4.1 Охрана труда

В данной выпускной квалификационной работе осуществляется разработка бортового модема для управление воздушным движением, соответствующего требованиям FANS. Основным инструментом при проектировании является персональный компьютер. Применение ПЭВМ позволяет освободить человека от непроизводительной работы, связанной с обработкой информации, изменяет характер его труда. Но при этом увеличивается доля умственного труда, возрастает психоэмоциональная нагрузка.

При значительной трудовой нагрузке, нерациональной организации работы и неблагоприятных факторах производственной среды быстро снижается производительность труда лиц, работающих за ПЭВМ, что приводит к уменьшению производительности труда и снижению качества работы, могут возникнуть перенапряжения, а в отдельных случаях срыв трудовой деятельности.

Длительная и неправильно организованная работа инженера - исследователя с ЭВМ может бьггь причиной следующих негативных явлений:

- постоянная работа сидя приводит к мышечному утомлению, нарушению кровообращения в нижних конечностях и тазовой области;

- утомление органов зрения из-за постоянной работы с монитором компьютера;

- нервно-психологическое расстройство вследствие ошибок, неисправностей, отказов и сбоев в работе программы, чрезмерного темпа работы и т.п. Все это приводит к необходимости обеспечения безопасности работы с ЭВМ, правильной организации рабочего места и графика работы.

Все операции, связанные с использованием компьютера при моделировании указанных процессов, производится в производственном помещении. Оно расположено на седьмом этаже двенадцати этажного блочного дома.

Площадь помещения: 4.9x7.35=36 м2, а его объем 89.6 м2. Помещение имеет одно окно, размерами 1.5x1.8 м обращенное на юг. Для искусственного освещения используется два светильника с лампами 100x60 Вт. Система отопления центральная водяная [22].

В помещении расположены два стола, один из которых оборудован ЭВМ. Помимо разработчика в помещении во время работы может находиться с один человек, занятый канцелярской работой без участия ЭВМ. Площадь помещения, согласно СанПИн 2.2.2.542-96, где на одного работающего устанавливается объем производственного помещения не менее 19.5 м и площадью менее 6 м2, полностью соответствует нормам для работы на ЭВМ.

Для обеспечения микроклиматических условий, соответствующих ГО 12.1.005-88 , в холодный период года, в помещении предусмотрено централы водяное отопление, которое поддерживает температуру 22-24°С. В теплое в мя года температура воздуха в помещении зависит от внешней температуры среднем составляет 20-23°С. Искусственной вентиляции воздуха не предусмотрено, поэтому в помещение необходимо регулярно проветривать, для чего oi имеет открывающиеся проемы. Влажность воздуха в помещении составляет 50%. Требования к микроклиматическим условиям определяются согласно ГОСТ 12.1.055-88 и представлены в таблице 7

Основными источниками шума в рабочем помещении являются системный блок и принтер. Уровень звукового давления, создаваемого компьютером не превышает 15 дБ в полосе частот до 10 кГц. Уровень звукового давления принтера «Epson АР-3250» не более 20 дБ в полосе частот до 15 кГц. Шумы, проникающие в комнату с улицы, незначительны.

Требования к уровням шума указаны в ГОСТ 12.1.009-83 . Уровни звука и звукового давления в помещении, где работает инженер-исследователь, не должны превышать 50 дБА.

Параметр

Холодный период года (фактически)

Теплый период года (фактически)

Оптимальная температура, с

22-24

23-25

Допустимая температура, с

21-25(22)

22-26(24)

Относительная влажность воздуха, %

40-60(50)

40-60(50)

Скорость движения воздуха, м/с

0.2«

0.2В

Поражение электрическим током опасно для здоровья и жизни оператора ЭВМ, а также может привести к выходу из строя оборудования и возникновению пожара. Значения напряжения и тока прикосновения для аварийного режима при продолжительности воздействия свыше 1 сек, составляют согласно ГОСТ 12.1.038-82 , соответственно 36 В и 6 мА.

В помещении предусмотрена открытая электропроводка. Напряжение в сети 220 В, частота 50 Гц, сила тока 5 А. напряжение питания используемого оборудования значительно превышает указанные выше нормы, следовательно, необходимо проведение мероприятий по обеспечению электробезопасности. Источниками электропоражения являются: розетка электропроводки сетевой фильтр, системный блок ПЭВМ.

Помещение согласно ПУЭ по степени поражения людей электрическим током относится к классу «помещение без повышенной опасности». В рабочем помещении предусмотрена система противопожарной сигнализации. В качестве первичного средства тушения пожара применяется углекислотный огнетушитель ОУ-2,с расположенный в специальном шкафу, в коридоре.

Разработка компьютерной модели согласно СниП 22-05-95 , соответствует разряду Шг (рабочие места: пульты ЭВМ, дисплеев). Нормируемое значение освещенности при работе с экраном составляет 200 лк, а при работе с экраном в сочетании с работой над документами - 500 лк.

Для искусственного освещения применяется комбинированная система с использованием комнатных ламп общего и местного освещения, мощностью 100 и 60 Вт соответственно [23].

В данной главе рассматривается непосредственно рабочее место инженера исследователя, и определяются требования, предъявляемые к нему. Рабочее место расположено в углу комнаты, возле окна. Рабочим местом разработчика является специализированный компьютерный стол прямоугольной формы, размерами: 900x800x^50 мм. на котором расположен монитор, клавиатура, манипулятор типа «мышь» и принтер. Системный блок расположен на специальной полке, под поверхностью стола.

Рабочее место можно представить как совокупность трех основных элементов: рабочей зоны. рабочего положения монитора, рабочего сидения.

Рабочая зова представляет собой непосредственное место работы, на котором располагаются предметы, используемые в процессе составления компьютерной модели. Построение оптимального рабочего места состоит в оптимальном расположении предметов рабочей зоне.

Конструкцией рабочей зоны должно быть обеспечено оптимальное положение работающего, которое достигается путем регулированием высоты рабочей поверхности, сидения и пространства для ног.

При организации рабочего места учитывается средние антропометрические данные человека и в соответствии с ними сформулированы следующие требования:

- высота рабочей поверхности - 725 мм;

- высота пространства хтя ног - 680 мм;

- высота рабочего сиденияР480 мм.

Для размещения ног предусматривается свободное пространства под рабочей поверхностью высотой не менее 600 мм, шириной не менее 530 мм. Желательно для предотвращения усталости, поместить под стол специальную подставку под ноги.

Оптимальными размерами компьютерного стола прямоугольной формы, с точки зрения средних размеров аппаратуры и антропометрических данных операторов, являются следующие размеры: 1600x800x750 мм.

Высота рабочего стола тесно связана с высотой сидения. Высота сидения приспосабливается к высоте стола. Рекомендуемая высота сидения 460 мм, но для обеспечения комфортных условий работы различными операторами необходимо предусмотреть возможность регулирования высоты в пределах 400-500 мм. Тип сидения выбирается в виде рабочего кресла, которое снабжено подъемно-повбротным устройством, обеспечивающим регулировку высоты сидения, а также изменением угла наклона спинки. Рекомендуемые параметры рабочего кресла:

- ширина сидения: 400-500 мм;

- глубина сидения: 380-420 мм;

- угол наклона сидения: 0-5°;

- высота верхней кромки спинки относительно сидения -320 мм;

- ширина спинки: 360-400 мм;

- вертикальный радиус: 620мм;

- угол наклона: 95-130°;

- высота опорной поверхности спинки: 150-180 мм;

- длина подлокотников: 200-280мм;

- ширина подлокотников: 50-80мм.

Рассмотрим вертикальный размер рабочей зоны. Согласно нормам линия взора человека должна быть перпендикулярно верхней кромки экрана, а оптимальное отклонение в вертикальной плоскости составлять не более 5°. Это можно добиться путем регулировки угла наклона монитора. Оптимальный угол обзора в горизонтальной плоскости от центральной оси экрана не должен превышать 15°.

По ГОСТ 22.2.032-78 допустимый поворот головы в вертикальной плоскости не должен превышать 3° от горизонтальной линии взора, соответствен! и нормальная линия взора смещается не более чем на 30°. При работе с клавиатурой ее плоскость должна быть перпендикулярной линии взора.

Для этого необходимо отрегулировать угол наклона клавиатуры в пределах от 7°до11 Это осуществляется с помощью регулируемой упоров предусмотренных конструкцией клавиатуры.

Для обеспечения мер электробезопасности в рабочем помещении применяется зануление. Цель защитного зануления - обеспечить отключение электрических» установок от источников питания при пробое корпуса. В нашем случае отключение происходит при перегорании плавной вставки (предохранителя).

Плавна ставка для устройства зануления выбрана в силу более простой конструкции меньшей стоимости по сравнению с механическим размыкателем. Условие отключения электроустановки можно записать в следующим виде:

Iз ? K·1

где: I3 - ток однофазного замыкания,

I - номинальный ток плавкой вставки, К ? 3.

Ток однофазного замыкания можно определить в с высокой точв стью(±5%) по следующий формуле:

где: UФ - напряжение в сети;

ZТ - полное сопротивление трансформного блока питания; Zn -- полное сопротивление петли фаза-нуль, определяемое выражением:

Zn=(RФ+RН)2+(ХФНП)2

где: RФ, Rh - активное сопротивление фазного и нулевого защитного npoвoда соответственно;

ХФ, ХН - внутренние индуктивное сопротивление фазового и нулевого защитного проводов соответственно;

ХН- внешние активное сопротивление петли фаза-нуль.

Активныесопротивления R, X определяют по величинам сечения, длины и исходя из проводящего материала проводов:

где: с - удельное сопротивление материалов проводов;

I,S-длина и сечение проводника соответственно.

Сечение нулевого защитного провода и его материал выбирают таким образом, чтобы полная проводимость нулевого провода была не менее 50% полной проводимости фазного провода:

Для изолированных проводов минимальный размер сечения S заземляющий и нулевых проводов должен составлять: 1.5ч2.5 мм2. Будем считать ее в нашем случае равной 2 мм2.

В нашем случае можно принять величины внутреннего сопротивления проводов ХФ, ХН - приблизительно равными нулю, то и внешнее индуктивное сопротивление Х-: можно считать равным нулю.

Считая площадь сечения фазового провода равной 2 мм , а длину провода 1 м, величину удельного сопротивления материала провода равной 1.0280 м/мм", что соответствует алюминию, можно вычислить:

Полное сопротивление петли фаза-нуль, рассчитывается по выше приведенной формуле и равно: Zn = 28 Ом. Тогда имеем:

Следовательно, номинальный ток плавкой вставки должен быть не более 5

А. Вместе с тем. ток плавной вставки должен быть равен:

где: Iн -- тег взгрел, для блока питания компьютера составляет 1.5 А.

Таким образом, для зануления нужно использовать плавкую предохранительную вставку с током плавления 4.5 А.

4.2 Расчет освещенности рабочего места

Расчет освещенности рабочего места сводится к выбору системы освещения, определению необходимого числа светильников, их типа и размещения. Исходя из этого, рассчитаем параметры искусственного освещения [24].

Работу инженера - исследователя следует отнести к разряду зрительных работ разряда III, следовательно, минимальная освещенность согласно СНиП 23-05-95 должна составлять 500 Лк. Будим использовать люминесцентные лампы, которые по сравнению с лампами накаливания имеют существенные преимущества:

- по спектральному составу света они близки к дневному, естественному освещению;

- обладают более высоким кпд (в 1.5-2 раза выше, чем кпд ламп накаливания);

- обладают повышенной светоотдачей (в 3-4 раза выше, чем у ламп накаливания);

- более длительный срок службы.

Расчет освещения производится для комнаты площадью 36 м. воспользуемся методом светового потока. Воспользуемся методом светового потока. При выборе осветительных приборов используем светильники типа ОД. Для определения количества светильников определим световой поток, падающий на поверхность по формуле:

где: F- рассчитываемый световой поток, JIк;

Е -- нормированная минимальная освещенность, Лк;

S - площадь освещаемого помещения (в нашем случае S=36 м2);

Z - отношение средней освещенности к минимальной (обычно принимается равным 1.1-1.2, расчет проведем для Z = 1.1);

К -- коэффициент запаса, учитывающий уменьшение светового потока лампы в результате загрязнения светильников в процессе эксплуатации (его значение определяется по таблице коэффициентов запаса для различных помещений и в нашем случае К=1.5);

n - коэффициент использования (выражается отношением светового потока, падающего на расчетную поверхность, к суммарному потоку всех ламп и исчисляется в долях единиц) зависит от характеристик светильника, размеров помещения, окраски стен и потолка, характеризуемых коэффициентами отражения от стен (Рс1 и потолка (Рп), значение коэффициентов Рс и Pn определим по таблице зависимостей коэффициентов отражения от характера поверхности: Рс = 30% Рп = 50%.

Значение n определим по таблице коэффициентов использования различных светильников.

Для этого вычислим индекс помещения по формуле:

где: S -- площадь помещения, S=36 м ;

h -- расчетная высота подвеса, h=3.39 м;

А - ширина помещения, А=4.9 м;

В -- длина помещения, В=7.35 м.

Подставив значения, получим:

Зная индекс помещения I, Рс и Рп выбираем для светильников типа М- НОГЛ=0.28.

Подставим все значения в формулу для определения светового потока F:

Для освещения выбираем люминесцентные лампы типа ЛБ40-1, световой поток F=4320 Лм,

где: N - определяемое число ламп;

F - световой поток, F=106071.43 Лм;

Рл - световой поток лампы, Рл=4320 Лм;

Каждый светильник типа М-НОГЛ комплектуется двумя лампами. Размещаются светильники двумя рядами, по четыре в каждом ряду. Рациональное освещение рабочего места является одним из важнейших факторов, влияющих на эффективность трудовой деятельности человека, предупреждающих травматизм и профессиональные заболевания.

В этой части выпускной квалификационной работе были рассмотрены условия труда инженера-исследователя (пользователя ПК). Проведенный анализ характеристик помещения, микроклимата шума и расчет освещенности позволяют утверждать, что созданные условия отвечают всем требованиям санитарных и строительных норм и правил, способны обеспечить комфортную работу, сохранить хорошую работоспособность в течение всего рабочего дня.

Рабочее место, хорошо приспособлено к трудовой деятельности инженера, правильно и целесообразно организовано, в отношении пространства, формы и размера. Обеспечивает ему удобное рабочее положение и высокую работоспособность при наименьшем физическом и психическом напряжении. А выполнение изложенных рекомендаций может повысить, как в количественном, так и в качественном отношениях производительность труда инженера.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На сегодняшний день разработана конструкторская документация, которая согласована с представителем заказчика на предприятии. Изготовлены опытные образцы радиостанции, на которых проведены лабораторные испытания. В ходе испытаний были получены требуемые значения основных технических характеристик, но также выявлены проблемы, связанные обеспечением устойчивости передающего тракта при пониженной температуре окружающей среды. Для их устранения в настоящее время проводится коррекция аппаратной части и конструкторской документации.

Радиостанция также может использоваться для работы в перспективных сетях передачи данных ATN (Aeronautical Telecommunications Network), использующих ОВЧ-каналы передачи данных в режиме 2 (VDL-2). При этом она соответствует рекомендациям ARINC-750, ED-92, DO-281 и DO-224. Для взаимодействия с внешней аппаратурой обмена данными могут использоваться два высокоскоростных (100 кбит/с) стыка ARINC-429 с поддержкой протокола передачи файлов.

В дополнение к основным, радиостанция обеспечивает ряд дополнительных режимов и сервисных функций.

Имеется возможность ограничения времени передачи и снижения мощности передатчика при подаче внешних команд.

При работе в режиме речевой связи включение тумблера АП на пульте управления включает режим прослушивания аварийного канал 121,500 МГц с сохранением всех функций на рабочем канале. При наличии аварийного сигнала в телефоны авиагарнитуры подается специальный звуковой сигнал и загорается индикатор АС на пульте управления.

В радиостанции имеется система встроенного самоконтроля, позволяющая определять неисправности оперативно сменных блоков при включении питания, во время работы, при нажатии кнопки «Контроль» на лицевой панели приемопередатчика или по внешней команде. Информация об исправности блоков радиостанции отображается индикаторами на лицевой панели приемопередатчика, а также передается по отдельным линиям в ССЛО и КИСС. Кроме того, радиостанция сохраняет информацию об обнаруженных неисправностях на 10 последних участках полета и обеспечивает взаимодействие с бортовым модулем технического обслуживания в соответствии с рекомендацией ARINC-604.

В выпускной квалификационной работе было поставлено задач разработка бортового УКВ приемопередатчика с возможностью работы в режиме YHF DATA LINK.

Технические требования к радиостанции в режиме VDL-2, определяемые ED-92 и DO-281, гарантируют электромагнитную совместимость при работе на одном борту и в одном диапазоне частот нескольких радиостанций с режимами аналоговой и цифровой связи, а также взаимозаменяемость оборудования различных производителей. Таким образом, соответствие этим требованиям являлся главной задачей разработки.

Проведено экономическое обоснование разработки, а также рекомендации по охране труда и окружающей среды.

ЛИТЕРАТУРА

1. Дуров А.А., Рябышкин В.Н. Судовые УКВ-радиостанции: Учебное пособие по дисциплине "Техническая эксплуатация транспортного радиооборудования". - Петропавловск-Камчатский: КамчатГТУ, 2002. - 91 с.

2. Насыров И.К., Толок В.И. Самолет ТУ-154 Радиоэлектронное оборудование. Часть 1-2, Казан, 2008.с.128.

3. Под ред. П. С. Давыдова. Радиолокационные системы воздушных судов. -М.:Транспорт, 1988.

4. Егоров Н.С., Андреев Г.Н.Радиооборудование летательных аппаратов: Учебное пособие. -М.: МИИГА, 1990.

5. Старых А.В. «Бортовые радиоэлектронные системы». Пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине ч.4 -М.: МГТУГА, 2007.

6. Евдокимов А.Е.Радиостанция Р-161А2М. Учебное пособие для студентов. Рязань. 1999.с.84.

7. Зарубский В.Г. Применение средств радиосвязи, навигации и видеонаблюдения в ФСИН России: учеб. пособие. ФГОУ ВПО Пермский институт ФСИН России. - Пермь: [б.и.], 2010. - 68 с.

8. Как выбрать, настроить и использовать GPS-навигатор: Н. Р. Ильин, В. С. Найман - Москва, НТ Пресс, 2007 г.- 256 с.

9. Лучшие GPS-навигаторы: В. С. Найман - Санкт-Петербург, НТ Пресс, 2008 г.- 400 с.

10. Корнеев В.М. Конструкция и эксплуатация воздушных судов для пилотов и бортинженеров: конспект лекций. - Ульяновск: УВАУ ГА, 2006.

11. Руководство МАМПС. Том II. Изд.2008.с.476.

12. Руководство по обучению. Часть Е-2. Персонал по электроники средствам для обеспечения безопасности воздушного движения (ATSEP). Изд.2011.с.214.

13. Константинов В.Д. Основы технической эксплуатации авиационной техники. М.: МГТУ ГА. 2004.

14. Константинов В.Д. Техническая эксплуатация авиационного оборудования. -М.: МГТУ ГА, 2000.

15. Высоцкий В.З. Влияние качества речевого радиообмена в системах УВД на безопасность полетов. Научный вестник МГТУ ГА, серия Эксплуатация ВТ и ремонт AT. Безопасность полетов, № 99,2006.

16. Логвин А.И., Андреев Г.Н., Еремин А.В. Использование нормативной базы гражданской авиации для выявления функционально значимых элементов РЭО. Научный вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, №112,2007.

17. ФАП «Радиотехническое обеспечение полетов и авиационной электросвязи. Сертификационные требования». М.2000.

18. П.А. Бакулев. Радиолокацион. системы. -М.: Радиотехника, 2004, 234 с.

19. А.Б. Борзов, Р.П. Быстров, Э.А. Засовин и др. Радиотехнические и радиооптические системы. -М.: Изд. Дом «Круглый стол», 2001, 456 с.

20. Каганов В.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебное пособие. -М.: Форум Инфра-М, 2005, 260 с.

21. Берикашвили В.Ш., Василенко Е.В., Соколов В.Г. и др. Обнаружение и распознавание радиолокационных объектов. -М.: Изд. предпр. Ж. «Радиотехника», 2005, 262 с.

22. Безопасность жизнедеятельности: Учебник для вузов / С.В. Белов.,В.А. Девисилов. А-В. Ильницкая, и др.; Под общей редакцией С.В. Белова. - 8-е издание, стереотипное - М.: Высшая школа, 2009.

23. Девисилов В.А. Охрана труда: учебник / В.А. Девисилов. - 4-е изд., пере- раб. и доп. - NL: ФОРУМ, 2009. (Профессиональное образование).

24. Б.С. Мастрюков. Безопасность в чрезвычайных ситуациях. - Изд. 5-е, пе- рераб.- \1.: Академия, 2008.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Разработка специального цифрового устройства, обеспечивающего генерацию и обработку радиосигналов как в режиме реального времени так и в режиме пост-обработки. Краткий алгоритм работы приемника цифрового анализатора. Техника разводки печатных плат.

    дипломная работа [2,5 M], добавлен 25.02.2014

  • Бортовые и наземные системы радиообеспечения полетов. Построение и назначение радиостанции "Ядро-2". Измерение параметров приемопередатчика. Органы управления и режимы работы радиостанции. Схема подключения, оперативное и периодическое обслуживание.

    курсовая работа [3,4 M], добавлен 13.06.2015

  • Назначение, технические параметры, конструкция, принцип работы, регулировка и электрическая схема ячейки УВЧ-УПЧ, а также правила техники безопасности ее настройки. Особенности настройки тракта промежуточной частоты. Структурная схема приемопередатчика.

    контрольная работа [1,3 M], добавлен 06.03.2010

  • АТ-6-2: работа в режиме "стабилизации скорости". Система автоматического управления САУ-154-2: работа канала тангажа в режиме "управление по тангажу" по структурной и функциональной схемам. ВСУП-85: описание режимов работы бокового и продольного каналов.

    контрольная работа [1,9 M], добавлен 10.12.2013

  • Принцип работы и назначение кабельной распределительной сети, проблема ее технического обслуживания. Разработка и практическое внедрение измерительного комплекса "ОК" для настройки и контроля работоспособности кабельной сети в диапазоне обратного канала.

    дипломная работа [882,2 K], добавлен 23.06.2009

  • Анализ существующих систем контроля и управления доступом (СКУД). Разработка структурной схемы и описание работы устройства. Выбор и обоснование эмулятора для отладки программы работы СКУД. Отладка программы системы управления охранной сигнализацией.

    курсовая работа [2,1 M], добавлен 23.03.2015

  • Понятие топливомеров, их классификация и типы, структура и взаимосвязь компонентов. Методы измерения количества топлива. Виды выходного сигнала. Принцип действия и конструкция поплавкового топливомера. Разработка цифрового показателя уровня топлива.

    курсовая работа [662,7 K], добавлен 07.01.2013

  • Методы контроля состояния воздушной среды. Общее проектирование блоков для мониторинга загрязнения воздушной среды и аппаратно-программных средств их поддержки. Лазерное зондирование атмосферы. Анализ существующих систем беспилотных летательных аппаратов.

    курсовая работа [814,3 K], добавлен 03.04.2013

  • Исследование особенностей однокристальных микроконтроллеров и их места в электронной аппаратуре. Основные технические характеристики микросхем. Описание всей элементной базы синтезатора частоты УКВ радиостанции. Анализ работы пользователя с устройством.

    курсовая работа [1010,6 K], добавлен 25.06.2013

  • Технические характеристики, конструкция, состав монитора "Philips 150B". Принцип работы монитора по структурной схеме и источника питания. Оборудование рабочего места ремонтника. Разработка алгоритма поиска неисправностей. Расчет стабилизатора напряжения.

    курсовая работа [2,6 M], добавлен 02.11.2011

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.