2.4. Бортовое радиолокационное оборудование

К радиолокационному оборудованию относятся радиоустройства, в которых использован принцип радиолокации − отражение радиоволн от облучаемых объектов. На самолете РЛО решает навигационные задачи. Существенным преимуществом РЛО является автономность, поскольку радиолокаторы не нуждаются в каких-либо наземных маяках.

Радиолокационный высотомер (РВ) предназначен для измерения истинной высоты самолета. В состав РВ входят РПДУ, РПУ, система обработки информации и индикатор высоты. Принцип работы РВ весьма прост. Антенна передатчика излучает сигнал к земле. После отражения он принимается антенной приемника. Система обработки измеряет время между моментами излучения и приема, пропорциональное высоте.

Индикатор может быть электронно-лучевым для РВ больших высот или стрелочным для посадочных РВ малых высот. Последние используются при выполнении предпосадочного маневра и широко применяются благодаря высокой точности измерения. Показания РВ могут вводиться в систему автоматического управления заходом на посадку.

Радиолокационные высотомеры работают в деци- и сантиметровом диапазонах волн. В РВ больших высот используется импульсная, а в посадочных − частотная модуляция.

Панорамная радиолокационная станция (ПРЛС) применяетеся для получения на экране электронно-лучевого индикатора панорамы радиолокационного изображения местности, над которой пролетает самолет. Эта панорама позволяет экипажу ВС ориентироваться при "слепом" полете. При облучении земной поверхносп радиоволнами энергия отраженных волн зависит от характера этой поверхности (лес, поле, водоем, город и т. д.). Уровень сигнал, отраженного от разных участков земной поверхности и поступающего на вход приемника, колеблется в соответствии с изменением отражающей способности этих участков. Это вызывает изменение яркости свечения соответствующих точек экрана индикатора. В зультате на экране индикатора возникает панорама.

Станция состоит из приемопередатчика, электронно-лучевого индикатора и антенны. Передатчик вырабатывает радиосигнал ввиде коротких импульсов. Антенна излучает энергию в виде луча очень узкого в горизонтальном сечении и широкого (веерообразно) вертикальном. Проекция этого луча на земную поверхность − это радиус окружности, центр которой находится под самолетом. Антенна вращается вокруг вертикальной оси, поэтому облучение поверхности радикально-круговое. Развертка электронного луча индикатора также радиально-круговая.

Чем дальше отклоняется луч от центра экрана, тем более удаленным участкам облучаемой поверхности соответствуют отраженные сигналы, поступающие на вход приемника и вызывающие ту или иную засветку экрана. Вращение развертки проходит одновременно (синхронно) с антенной. Поэтому каждая точка на экране соответствует определенному участку поверхности земли. Расстояние до любого ориентира определяется по масштабным кольцам, а направление на него − курсовой угол * − с помощью транспортирной шкалы. В случае, показанном на рис. 2.9, на экране засвечен только один ориентир.

Наряду с описанным выше режимом "Земля" в ПРЛС используют дополнительные режимы. В режиме "Метео" используется узкая диаграмма направленности, сканирующая (качающаяся) в пределах сектора обзора по курсу ВС. Это позволяет обнаружить препятствия − горные вершины, встречные ВС, облачность. В режиме "Контур" на экране индикатора выделяются области интенсивной грозовой деятельности на фоне облачности, безопасной для полета. В режиме "Снос" можно определить отклонение линии пути от направления продольной оси, вызванное сносом ВС боковым ветром.

Доплеровская радиолокационная станция (ДРЛС) называется также доплеровским измерителем скорости и сноса (ДИСС). Она состоит из приемопередатчика, направленной антенны и двух электронных индикаторов: цифрового − путевой скорости и стрелочного − угла сноса УС.

Принцип измерения истинной путевой скорости основан на эффекте Доплера, который состоит в том, что частота колебаний, поступающих на вход приемника, изменяется, если приемник или передатчик перемещается в направлении распространения волн. Частота колебаний повышается при сближении приемника и передатчика и понижается при их удалении. Этот эффект связан с тем, что скорость взаимного перемещения приемника и передатчика складывается (или вычитается) со скоростью распространения волны, поэтому частота принимаемого сигнала , где и − скорость волны и частота излучаемого сигнала соответственно; − скорость взаимного перемещения приемника и передатчика вдоль направления распространения волн; − доплеровский сдвиг частоты − изменение частоты за счет эффекта Доплера. Выделив в приемнике частоту и измерив ее, получим результат, пропорциональной скорости .

В случае самолетной ДРЛС доплеровский сдвиг возникает за счет перемещения передатчика и приемника, установленных на самолете относительно точки отражения. Небольшое усовершенствование позволяет измерить кроме продольной и поперечную составляющую скорости, вызванную сносом самолета, т. е. определить полную истинную скорость самолета относительно земли (путевую скорость) по величине и направлению.

Зная положение исходного (ИПМ) и конечного (КПМ) пунктов маршрута, продолжительность полета, скорость и угол сноса, штурман определяет и наносит на карту МС. Это позволяет определить угол отклонения от заданной линии пути и пройденный путь . Этот процесс может быть автоматизирован. Например на магистральных самолетах начиная с ТУ-154 используется система индикации МС, в которых карта с нанесенной на ней заданной линией пути (ЗЛП) составляющей путевой скорости, а визир (например, светящаяся точка) – в поперечном направлении со скоростью, пропорциональной поперечной составляющей.