|
Не использовать фреймы при просмотре страницы |
Уточненные расчеты
9.6. Разворот на новый этап маршрута
Предположим, что на предыдущем этапе Ох1 ЛА точно следовал по маршруту. По окончании вывода из разворота он должен оказаться на линии пути КD второго этапа (в точке D на рис.1.).
В принятой земной системе координат хОz уравнения прямых ОК первого и КD второго этапов будут иметь вид:
Исходя из условия, что точка D (xD, zD) вывода ЛА из разворота должна лежать на прямой второго этапа, нетрудно найти координаты точки К излома маршрута, а значит, и точки начала ввода ЛА в разворот. Подставив во второе соотношение значение, найденное из первого уравнения, получим:
.
Разворот на второй этап часто начинают в момент нахождения ЛА от точки излома маршрута на расстоянии, равном величине штилевого линейного упреждения (ЛУР = L), определяемого по формуле:
L=R tgb/2.
Нетрудно получить зависимости для определения боковой Zб и продольной dn погрешности выхода на второй этап за счет влияния ветра, а также времени ввода и вывода ЛА из разворота. Учитывая, что ОК= S (рис.1), получим:
,
где xE, zE- координаты фактической точки окончания разворота, начатого на удалении штилевого ЛУР. Координаты точки N окончания разворота в штилевых условиях без учета ввода ЛА и выхода его из разворота равны:
.
Тогда:
.
Напишем выражение для вспомогательного угла:
.
При отрицательном значении и числителя и знаменателя в этой формуле к найденному значению угла y необходимо прибавить 180°. С учетом записанных соотношений получим окончательные выражения для определения боковой Zб и продольной dn погрешностей выхода на второй этап, если разворот на него начат на штилевом ЛУР без учета ветра, а также участков ввода и вывода ЛА из разворота:
.
Напомним, что обе погрешности определены относительно штилевой точки N выхода на второй этап. Величина l при неизменных значениях максимального угла крена, а также времени ввода ЛА в разворот и вывода из него не остается постоянной. Она существенно изменяется в зависимости от направления ветра. Поэтому геометрическое место точек выхода ЛА на новый этап при постоянной скорости ветра, но различных направлениях его образуют близкую к эллипсу овальную кривую. Ее большая ось относительно направления второго этапа располагается под углом, равным половине угла излома маршрута. Такая закономерность позволяет выработать правило расчета точки начала разворота, уменьшающее погрешности выхода на второй этап маршрута.
Возможен и второй вариант выхода на очередной этап маршрута, при котором после ввода ЛА в разворот траектория его полета относительно земли будет близка к окружности. Для этого воздушная траектория ЛА должна быть циклоидой. При расчете данного варианта необходимо, чтобы радиус кривизны клотоиды в момент окончания ввода ЛА в разворот был равен радиусу кривизны циклоиды в точке перехода на полет по этой штилевой траектории. Такое же условие должно быть соблюдено и в точке начала вывода ЛА из разворота. Это требует уточнения времени ввода и вывода из разворота. Чтобы между этими участками траектория движения ЛА относительно земли была близка к окружности, его крен должен изменяться в соответствии с изменением радиуса кривизны циклоиды. Строгое решение этой задачи связано с более громоздкими выражениями и усложнением вычислительных процедур.
Записанные соотношения для определения параметров разворота на очередной этап маршрута можно рассматривать как кинематические алгоритмы выхода на цель с заданного направления, если к району цели подходить с пересекающим его курсом. Для этого достаточно ввести дополнительное условие, чтобы после окончания разворота на цель ЛА находился от нее на требуемом удалении.
Полученные соотношения позволяют точно рассчитывать и другие виды маневров ЛА, например такие, как стандартные траектории захода на посадку, длина витка зоны ожидания и т. д.
Учет динамики ЛА и ветра при наличии высокоточных средств навигации (к примеру, спутниковых) требует нового подхода к расчету и выдерживанию заданных траекторий движения ЛА.
Приведенные кинематические алгоритмы выполнения маневров при решении рассмотренных навигационных задач целесообразно использовать для точного расчета программных траекторий в интересах более надежного управления воздушным движением в таких ответственных зонах полетов, как аэродромы посадки, полигоны и другие узловые диспетчерские районы. Отображение как на бортовых, так и наземных экранах предельных рубежей, а также расчетных траекторий маневра с учетом ветра и участков ввода и вывода ЛА из разворота позволит более обоснованно оценивать воздушную обстановку и точность соблюдения параметров движения, способствуя повышению безопасности полетов.
