Использование РТС для навигации

Не использовать фреймы при просмотре страницы

11.1. Применение угломерных радиотехнических систем

•   Угломерная радиотехническая система представляет собой комплекс бортового и наземного оборудования, позволяющий определить направление на передающую радиостанцию (РНТ). Работа всех угломерных РТС основана на использовании принципа направленного приема или передачи.

•   В зависимости от комплекта бортового и наземного оборудования угломерные системы подразделяются на радиокомпасные, радиопеленгаторные и радиомаячные.

•   Радиокомпасная угломерная система бывает двух вариантов: автоматический радиокомпас (АРК) ЛА и наземная РНТ (приводная или радиовещательная станция); автоматический радиокомпас АРК-У2 на ЛА и ультракоротковолновый (УКВ) радиопередатчик на ЛА или на земле.

•   С помощью радиокомпасной угломерной системы измеряется курсовой угол радиостанции (КУР) - угол в горизонтальной плоскости между продольной осью ЛА и ортодромическим направлением на передающую радиостанцию. КУР отсчитывается от продольной оси ЛА по ходу часовой стрелки от 0⁰ до 360⁰ (рис.1.).

•   В общем случае КУР измеряется с помощью АРК с некоторой ошибкой, называемой радиодевиацией (DР). Она возникает из-за воздействия на рамочную антенну вторичного электромагнитного поля ЛА. Радиодевиация определяется углом между измереннным и действительным направлением на радиостанцию:

КУР = ОРК + (+ DР),

    где ОРК - отсчет радиокомпаса (измеренное направление на радиостанцию).

•   Среднеквадратическая ошибка измерения КУР с помощью АРК sкур составляет 1.5⁰ - 2⁰. Зная курс полета ЛА и КУР, можно определить пеленг радиостанции и пеленг ЛА.

Рис.1. Определение радионавигационных элементов с помощью АРК

•   Пеленг радиостанции (ПР) - угол между северным направлением меридиана, проходящего через ЛА, и ортодромическим направлением на радиостанцию:

ПР = К + КУР.

•   Пеленг радиостанции отсчитывается от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки от 0⁰ до 360⁰. В зависимости от того, какой меридиан принят за начало отсчета курса, пеленги радиостанции могут быть магнитными (МПР), истинными (ИПР) и условными (УПР).

•   Пеленг ЛА (ПЛА) - угол, заключенный между северным направлением меридиана, проходящего через радиостанцию, и ортодромическим направлением на ЛА:

ПЛА = К + КУР + 180⁰.

•   Пеленг ЛА отсчитывается от северного направления меридиана, проходящего через радиостанцию, по ходу часовой стрелки от 0⁰ до 360⁰.

•   На борту ЛА КУР, ПР и ПЛА определяются на указателях курсовых углов, совмещенных указателях курсовых систем и навигационных пилотажных приборах.

•   Точность определения пеленгов зависит от точности измерения КУР и курса и характеризуется среднеквадратической ошибкой sп = 2.5⁰ - 3⁰.

•   Дальность действий радиокомпасной системы зависит от мощности пеленгуемой радиостанции и высоты полета ЛА. Для приводных радиостанций эта дальность составляет 100 - 200 км, для радиовещательных станций - 600 - 1200 км, для ультракоротковолновых передающих радиостанций - 50 - 80 км.

•   Радиокомпасная угломерная система позволяет решать следующие задачи навигации: определение линии положения и места ЛА; контроль пути по дальности и по направлению; определение навигационных элементов полета; вывод ЛА в заданную точку полетом на или от РНТ; построение маневра для захода на посадку; решение задач межсамолетной навигации (сбор и роспуск групп ЛА в воздухе, встреча ЛА, выдерживание места в боевом порядке).

•   Радиопеленгаторная угломерная система состоит из наземного радиопеленгатора и радиостанции ЛА.

•   Дальность действия ультракоротковолнового радиопеленгатора определяется дальностью прямой видимости и составляет 150 - 180 км при высоте полета 3000 - 5000 м, 300 - 350 км - при высоте полета 8000 - 10000 м.

•   Среднеквадратическая ошибка определения пеленга (sп) с помощью ультракоротковолнового радиопеленгатора - 2⁰ - 3⁰.

•   Коротковолновые радиопеленгаторы в настоящее время сведены в системы дальней радиопеленгации (СДРП). Один из радиопеленгаторных пунктов в этой системе является командным.

•   Запрос пеленга ультракоротковолнового пеленгатора производится только в телефонном режиме кодовой фразой "Прибой", по которой на борт ЛА сообщается МПР:

"Прибой" = МПР.

•   "Прибой" практически равен магнитному курсу для полета на радиопеленгатор, так как в зоне его действия угол схождения магнитных меридианов ЛА и радиопеленгатора (кроме полярных районов) мал. При потере ориентировки на частоте работы УКВ - радиопеленгаторов подается кодовая фраза "Полюс". На борт ЛА при этом вне очереди передается "Прибой".

•   Радиопеленгаторная угломерная система позволяет решать следующие задачи: контроль пути по дальности и направлению; определение навигационных элементов полета; вывод ЛА в заданную точку полетом на радиопеленгатор или от него; построение маневра для захода на посадку; контроль за выполнением полетов ЛА с земли.

•   Радиомаячная угломерная система состоит из наземного радиомаяка и радиоприемного устройства ЛА. Принимая сигналы радиомаяка на ЛА, можно определить линию положения и место ЛА.

•   Наземным маяком этой системы является веерный радиомаяк типа ВРМ-5.

•   Дальность действия радиомаячной системы составляет 1200 - 2500 км.

•   Для определения линии положения и места ЛА с помощью ВРМ-5 используются специальные радионавигационные карты масштаба 1 : 2000000.

•   Цикл работы радиомаяка ВРМ-5 составляет 1 мин: пауза - 5с, передача позывных маяка - 10с, передача длинного тире - 10с, пауза - 5с, передача сигналов пеленга (тире или точки) - 30с (рис.2.).

Рис.2. Цикл работы радиомаяка ВРМ-5

•   Пеленгование ВРМ-5 заключается в подсчете сигналов, прослушивающихся до и после прохода равносигнальной зоны через ЛА в секторе, где находится ЛА. Так как в цикле работы всего 60 знаков, количество знаков, определяющих пеленг ЛА, вычисляется по соотношению:

n = n1 + (60 - (n1 + n2)) / 2,

    где n1 - количество тире (точек) в начале цикла работы до пропадания сигналов (до прохода равносигнальной зоны через ЛА); n2 - количество тире (точек) в конце цикла работы после прохода равносигнальной зоны через ЛА.

•   Среднеквадратическая ошибка определения пеленга ЛА (sп) равна 0.1⁰ - 0.3⁰ днем и 0.5⁰ - 1⁰ ночью. Подсчет сигналов радиомаяка может производиться штурманом или радистом на слух, а также штурманом визуально по стрелке индикатора настройки АРК.

•   Чтобы закрепить усвоенный материал, пожалуйста, пройдите следующий тест

•    Определение линии положения и места ЛА с помощью радиокомпаса. Характер линии положения, полученной при пеленгации радиостанции с помощью радиокомпаса, зависит от системы координат, принимаемой за начало отсчета курса. При измерении истинного или магнитного курса линией положения является линия равных азимутов (ЛРА) (линия равных радиопеленгов). ЛРА представляет собой такую линию, во всех точках которой угол между истинным меридианом ЛА и ортодромическим направлением на радиостанцию имеет одну и ту же величину, равную истинному пеленгу радиостанции (рис.3.).
•   Линию равных азимутов в пределах дальности действия радиокомпаса можно проложить на полетных картах в виде прямой линии. При этом необходимо учитывать угол схождения меридианов (рис.4):

ИПЛА = ИПР + 180⁰ +d,

    где d - угол схождения меридианов радиостанции и ЛА;

d = (lp - lЛА) sin fср.л.к,

    где lp - геодезическая долгота радиостанции; lЛА - геодезическая долгота ЛА; fср.л.к - средняя геодезическая широта листа карты.

Рис.3. Линия равных азимутов

Рис.4. Замена ЛРА прямой линией на карте

•   Необходимость учета поправки за схождение меридианов радиостанции и ЛА вызвана тем, что курс ЛА измеряется от меридиана ЛА, пеленг ЛА откладывается от меридиана радиостанции. Поправку за схождение меридианов можно не учитывать при разности долгот меньше 2⁰. При выполнении полетов с использованием системы условных меридианов линия положения, определяемая с помощью АРК, представляет собой линию ортодромического пеленга и на картах прокладывается от условного меридиана, проходящего через радиостанцию, в виде прямой линии под углом, равным условному пеленгу ЛА (УПЛА):

УПЛА = УПР + 180⁰.

•   Для определения пеленга ЛА в полете необходимо: включить радиокомпас и настроить его на частоту выбранной радиостанции, прослушать позывные; отсчитать курсовой угол радиостанции (на совмещенных указателях отсчитать ПЛА или ПР); записать время измерения; рассчитать истинный пеленг ЛА (ИПЛА) по формуле:

ИПЛА = ИК + КУР + 180⁰ + (+d) или ИПЛА = УПЛА - (+DАр),

    где DАр - азимутальная поправка в точке расположения радиостанции; на карте от точки расположения радиостанции с помощью транспортира в направлении ИПЛА нанести линию положения.

•   Место ЛА с помощью АРК определяется: пролетом радиостанции, координаты которой известны; одновременным пеленгованием двух радиостанций; двукратным пеленгованием одной радиостанции.

•   Место ЛА пролетом радиостанции определяется по моменту изменения пеленга (курсового угла) радиостанции на 180⁰.

•   Определение места ЛА пеленгованием двух радиостанций сводится к нахождению точки пересечения линий положения от двух радиостанций.

           Применение радиокомпаса в маршрутном полете.

•   Контроль пути по дальности и по направлению пеленгованием радиостанций. Линия положения, полученная с помощью радиокомпаса, может быть использована для контроля пути по дальности и по направлению. Для контроля пути по дальности выбирабтся радиостанции, расположенные в стороне от ЛЗП, так, чтобы линии положения пересекали линию пути ЛА под углами 60⁰ - 120⁰. Это дает возможность установить достигнутый ЛА рубеж полета и оставшееся до цели или КО расстояние. Контроль пути по дальности осуществляется следующими способами: по предвычисленному радиопеленгу (достижением расчетного значения курсового угла или пеленга радиостанции); прокладкой линии положения.

•   Контроль пути по дальности с использованием линии предвычисленного радиопеленга осуществляется следующим образом. Если на полетной карте провести прямую линию через точку расположения радиостанции и выбранную на ЛЗП контрольную точку, получим линию предвычисленного радиопеленга данной контрольной точки (рис.5.). Пеленг радиостанции, измеренный в этой точке, называется заданным (ЗПР). Момент выхода на линию предвычисленного пеленга определяется по равенству значений фактического (ФПР) и заданного пеленгов радиостанции (ФПР = ЗПР) или фактического и расчетного курсовых углов радиостанции (КУРф = КУРр). Расчетный курсовой угол радиостанции определяется в полете перед выходом на линию предвычисленного радиопеленга по формуле:

КУРр = ЗПР - К,

    где К - курс выхода в контрольную точку.

Рис.5. Измерение ЗПР на полетной карте

•   Контроль пути по дальности с использованием линии предвычисленного радиопеленга является надежным и простым способом, так как он не связан с прокладкой линии положения (радиопеленгов) в полете. Этим способом можно контролировать момент прохода контрольных точек маршрута, входных и выходных коридоров, момент выхода на ЛЗП, правильность выполнения маневров по обходу препятствий и запретных зон.

•   Для контроля пути по дальности с использованием линии предвычисленного радиопеленга необходимо: на полетной карте для каждой точки определить величину заданного истинного пеленга радиостанции (ЗИПР) как угла между северным направлением геодезического меридиана заданной точки и ортодромическим направлением на радиостанцию (при необходимости пеленг перевести в ту систему, в которой будет определяться курс ЛА в полете: ЗМПР = ЗИПР - (+DМ), ЗУПР = ЗИПР + (+DА), где DМ и DА - магнитное склонение и азимутальная поправка для заданной точки маршрута); значения заданных пеленгов радиостанции записать на полетной карте или в штурманский план полета; в полете за 3 -5 мин до выхода на контрольную точку настроить радиокомпас на выбранную радиостанцию, прослушать позывные, контролировать изменение радиопеленга или курсового угла радиостанции (равенство фактического радиопеленга заданному или фактического курсового угла радиостанции расчетному означает момент выхода ЛА на контрольный рубеж).

•   Контроль пути по дальности прокладкой линии положения при использовании полетной карты с нанесенными на неё линиями положения от нескольких радиостанций не требует графической работы. Настроившись на радиостанцию, линии положения которой пересекают ЛЗП под углом 60⁰ - 120⁰, можно контролировать путь по дальности. Для этого необходимо отсчитать значения пеленга радиостанции (ЛА), заметить время пеленгации, найти на карте линию положения ЛА, соответствующую данному пеленгу (рис.6.). Если линии положения не нанесены на полетную карту, в полете определяется величина пеленга ЛА и прокладывается линия положения ЛА от пеленгуемой радиостанции до пересечения с ЛЗП.

Рис.6. Контроль пути по дальности с использованием предвычисленного радиопеленга

•   Контроль пути по направлению с помощью радиопеленга осуществляется пеленгованием радиостанции, расположенной на ЛЗП, следующими способами: по изменению пеленга (курсового угла); прокладкой линии положения.

•   Сущность контроля пути по направлению по изменению пеленга (курсового угла) состоит в сравнении ФПР с ЗПУ, если радиостанция находится впереди ЛА, и сравнением фактического ПЛА с ЗПУ, если радиостанция находится сзади ЛА (рис.7.). При полете на радиостанцию, если ПР = ЗПУ, ЛА находится на ЛЗП, если ПР > ЗПУ, ЛА уклонился влево от радиостанции, если ПР < ЗПУ, - вправо от неё. При полете от радиостанции, если ПЛА = ЗПУ, ЛА находится на ЛЗП, если ПЛА > ЗПУ, ЛА уклонился вправо от ЛЗП, если ПЛА < ЗПУ, - влево от неё.

•   Контроль пути по направлению прокладкой линии положения требует графической работы. При использовании карт с нанесенными линиями положения для контроля пути по дальности используются радиостанции, находящиеся на ЛЗП или в контрольных точках маршрута. В полете необходимо отсчитать значение пеленга радиостанции и найти соответствующую этому пеленгу линию положения на карте. Если линии положения не нанесены на полетную карту, в полете определяется величина радиопеленга и прокладывается линия положения ЛА.

Рис.7. Контроль пути по направлению с помощью радиокомпаса

•   Вывод ЛА на линию предвычисленного радиопеленга. Вывод ЛА на линию предвычисленного радиопеленга является частным случаем контроля пути по дальности. Способ применяется при полете в сложных метеорологических условиях для обхода запретных зон, выхода на радионавигационную точку с заданного направления, например при заходе на посадку, определения момента разворота на новый курс следования. Для точного вывода ЛА на линию предвычисленного радиопеленга необходимо учесть радиус разворота ЛА (рис.8.), поэтому штурман до полета должен наметить на ЛЗП точку начала разворота (ТНР), в которой следует начать разворот для выхода на линию предвычисленного радиопеленга с курсом, необходимым для полета по этой линии.

Рис.8. Учет радиуса разворота для вывода ЛА на линию предвычисленного радиопеленга

•   Положение ТНР относительно линии заданного радиопеленга может быть определено по ЛУР, которое вычисляется по формуле:

ЛУР = R tgУР/2,

    где R - радиус разворота ЛА.

•   Точку начала разворота соединить прямой с РНТ и с помощью транспортира измерить заданный (предвычисленный) пеленг радиостанции ТНР (ЗПРтнр).

•   Зная расстояние S от точки выхода на линию заданного радиопеленга до РНТ, угловое упреждение разворота DП можно рассчитать по следующей приближенной формуле:

.

    Тогда

ЗПРтнр = ЗПР + DП.

•   В полете штурман за 3 -5 мин до выхода в ТНР настраивает радиокомпас на заданную РНТ. По мере приближения к линии предвычисленного радиопеленга (ЛЗП) стрелка АРК будет приближаться к значению ЗПРтрн. В момент, когда она совместится с этим значением, штурман подает команду о развороте ЛА на курс, равный ЗПР - УС.

•   Полет на радиостанцию. Полет на радиостанцию с помощью АРК может быть выполнен пассивным, курсовым или активным способами. При пассивном способе продольная ось ЛА постоянно направлена на радиостанцию, то есть курсовой угол радиостанции постоянно выдерживается равным нулю (КУР = 0), а курс ЛА равен пеленгу радиостанции. Летчик, компенсируя влияние ветра, непрерывно доворачивает ЛА на радиостанцию, удерживая стрелку КУР на нуле. ЛА будет осуществлять полет по кривой линии, называемой радиодромией (рис.9.).

Рис.9. Полет на радиостанцию пассивным способом

•   Максимальное линейное боковое уклонение ЛА (ЛБУмax) от ЛЗП зависит от соотношения вектора скорости ЛА и боковой составляющей вектора ветра n = V / U, расстояния S0, с которого начинается полет, и выражается формулой:

ЛБУмаx = 0.37 / nS0,

    где 0.37 - коэффициент, показывающий, что ЛБУмах будет при оставшемся расстоянии до радиостанции, равном 0.37S0.

•   При полете по радиодромии происходит незначительное (1 - 2 %) увеличение длины пути ЛА по сравнению с полетом по ортодромии, поэтому с ним практически можно не считаться . Необходимо также помнить, что полет по радиодромии происходит с постоянным изменением курса ЛА, что затрудняет неавтоматизированное счисление пути.

•   Чтобы выдержать радиодромию вблизи радиостанции, требуется значительное изменение курса полета, что практически неосуществимо. ЛА сходит с радиодромии и проходит в стороне от радиостанции. Величина уклонения самолета обычно не превышает при этом 1 - 1.6 км.

•    Порядок работы штурмана на участке пассивного полета: настроить АРК на радиостанцию, прослушать позывные; подать команду летчику о довороте ЛА на КУР, равный нулю; проверить правильность взятого напрвления полета по показаниям курсовых приборов; контролировать выдерживание КУР = 0; определить момент прохода радиостанции по расчету времени и по изменению КУР на 180⁰.

•   Пассивный способ прост в реализации, но его можно применять лишь при непрерывном и устойчивом пеленговании радиостанции. Недостатками способа являются: полет с переменным курсом; не обеспечиваются выдерживание заданного маршрута и выход на радиостанцию с заданного направления.

•   Курсовой способ. Сущность выполнения полета этим способом заключается в том, что направление полета на радиостанцию выдерживается по курсовым приборам и периодически исправляется по указателю радиокомпаса разворотом ЛА на курсовой угол, равный нулю (рис.10.). При наличиии бокового ветра линия пути ЛА представляет собой ломаную линию, огибающую радиодромию.

Рис.10. Полет на радиостанцию курсовым способом

•   Линейное боковое уклонение ЛА от ЛЗП при курсовом способе полета превышает величину ЛБУ радиодромии в 1.2 - 1.4 раза.

•   Порядок работы штурмана: настроить АРК на радиостанцию, прослушать позывные; подать команду летчику о довороте ЛА на КУР = 0; снять осчет курса полета и сообщить его летчику для выдерживания; через каждые 3 -5 мин полета подавать команду о довороте  ЛА на КУР = 0, отсчитывать значение курса полета и сообщать его летчику для выдерживания; за 3 - 4 мин до выхода на радиостанцию подать команду летчику о выдерживании КУР =0, то есть перейти на пассивный полет; момент пролета радиостанции определить по расчету времени и по изменению КУР на 180⁰.

•   Курсовой способ полета на радиостанцию целесообразно применять при неустойчивой работе АРК вследствие влияния помех. Курсовому способу присущи те же недостатки, что и пассивному способу полета на радиостанцию.

•   Активный способ полета на радиостанцию применяется, если надо следовать строго по ЛЗП (воздушной трассе, заданному коридору), а также при необходимости выхода на радиостанцию с заданного направления.

•   Сущность активного способа полета на радиостанцию состоит в том, что курс ЛА в любой момент времени должен быть равен пеленгу радиостанции минус угол сноса, то есть:

К = ПР - (+УС).

•   Это достинается удерживанием стрелки АРК на значении

КУР = 360⁰ + (+УС).

•   Если УС определен правильно, ЛА будет следовать по ЛЗП и выйдет на радиостанцию с заданного направления.

•   Величина и сторона уклонения определяются сравнением фактического пеленга радиостанции с ЗПУ. Если ЛА уклонился от ЛЗП, исправление пути может быть осуществлено выходом на ЛЗП или выходом на радиостанцию с нового направления.

•   Порядок выполнения активного полета на радиостанцию с выходом на ЛЗП (рис.11.): настроить АРК на радиостанцию и прослушать позывные; довернуть ЛА на КУР = 360⁰ + (+УС), проконтролировать и определить ПР по показаниям курсовых приборов и определить ПР по формуле ПР = К + КУР; задаться углом выхода a (aвых берется в пределах 20⁰ - 50⁰), рассчитать Квых = ПР + aвых (знак " + " при уклонении ЛА влево от ЛЗП, знак " - " при уклонении вправо) и вывести ЛА на ЛЗП; момент выхода на ЛЗП определить по ПР, используя метод вывода ЛА на линию предвычисленного радиопеленга; после выхода на ЛЗП установить ЛА на Ксл = ЗПУ - (+УС) и дальнейший полет осуществлять, удерживая стрелку АРК на КУРсл = 360⁰ + (+УС).

Рис.11. Активный полет на радиостанцию с выходом на ЛЗП

•   Для выполнения активного полета на радиостанцию с выходом на нее с нового направления необходимо: настроить АРК на радиостанцию и прослушать позывные; довернуть ЛА на КУРсл = 360⁰ + (+УС) и проконтролировать взятое направление по показаниям курсовых приборов; вывести ЛА на радиостанцию, удерживая струлку АРК на КУРсл; момент пролета радиостанции определить по изменению КУР на 180⁰.

•   Активный полет на радиостанцию позволяет более точно выполнять полет по ЛЗП и выходить на радиостанцию с заданного направления, но его реализация требует определения и учета угла сноса. Активный полет целесообразно применять при полете на большие расстояния при сильном боковом ветре, а также при пробивании облаков вниз с выходом на приводную радиостанцию аэродрома.

•   Полет от радиостанции. Выполняя полет от радиостанции, расположенной в ИПМ или ППМ, можно проконтролировать положение ЛА относительно ЛЗП и определить навигационные элементы полета (НЭП) (рис.12), момент выхода ЛА на ЛЗП с помощью АРК по равенству ПЛА = ЗПУ и взять курс следования Ксл = ЗПУ - УС.

Рис.12. Определение НЭП при полете от радиостанции

•   Если пройти приводную радиостанцию с рассчитанным курсом и выдерживать его в течение некоторого времени, пеленг ЛА, определенный с помощью радиокомпаса, равен ФПУ. Боковое уклонение ЛА рассчитывается как разность между ПЛА и ЗПУ:

БУ = ПЛА - ЗПУ.

•   Угол сноса определяется как разность ПЛА и среднего значения курса следования:

УС = ПЛА - Кср.

•   Если при полете от радиостанции курс выдерживался равным ЗПУ (что рекомендуется при отсутствии данных о ветре), БУ и УС определяются по формуле:

БУ = УС = КУР - 180⁰.

•   Порядок работы штурмана при полете от радиостанции: до выхода на радиостанцию рассчитать курс следования для полета по ЛЗП; пройти с рассчитанным курсом радиостанцию, следить за точным выдерживанием режима полета и определять среднее значение курса; через 5 - 7 мин после пролета радиостанции определить ПЛА и при необходимости проложить ЛФП на карте; рассчитать БУ ЛА от ЛЗП и УС; довернуть ЛА в сторону ЛЗП на угол 20⁰ - 30⁰, то есть взять курс К2 = Кср + (20⁰ - 30⁰); в момент выхода на ЛЗП (ПЛА = ЗПУ) довернуть ЛА на КУРср = 180⁰ + (+УС).

•   Если выход ЛА на ЛЗП не требуется, ЛА выводят в заданную точку (КО, ППМ, КПМ). В этом случае рассчитываются ПК и курс исправленный (Киспр) для выхода в заданную точку по следующей формуле:

Киспр = Кср + (+ПК).

•   Поправка в курс может быть измерена с помощью транспортира при прокладке ПС на карте.

•   Чтобы закрепить усвоенный материал, пожалуйста, пройдите следующий тест

•   Чтобы перейти в начало страницы, нажмите СЮДА!