Министерство транспорта Российской Федерации (Минтранс России)

Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)

ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный

университет гражданской авиации»

Ю.Н.Сарайский, а.В.Липин, ю.И.Либерман аэронавигация

Часть II. Радионавигация в полете по маршруту

Учебное пособие

2-е издание, исправленное

Допущено УМО по образованию в области аэронавигации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки «Аэронавигация» и специальностям высшего профессионального образования «Эксплуатация воздушных судов и организация воздушного движения», «Летная эксплуатация воздушных судов» и «Аэронавигационное обслуживание и использование воздушного пространства»

Санкт-Петербург

2013

Ш87/03

Сарайский Ю.Н., Липин А.В., Либерман Ю.И. Аэронавигация. Часть II. Радионавигация в полете по маршруту: Учебное пособие. /Университет ГА.С-Петербург,2013, 298 с.

Изложены основные понятия и правила навигации в полете по маршруту вне района аэродрома. Основное внимание уделено применению различных видов радиотехнических средств навигации.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки «Аэронавигация». Соответствует отечественным и международным требованиям к подготовке пилотов коммерческой авиации. Может быть использовано персоналом аэронавигационного обеспечения полетов, летным и диспетчерским составом подразделений гражданской авиации.

Табл.6 . Ил. 191.

Рецензенты:

Шелопутов А.П., доцент кафедры повышения квалификации и подготовки авиационных специалистов авиационного учебного центра Ульяновского высшего авиационного училища гражданской авиации, заслуженный штурман Российской Федерации;

Затонский В.М., заведующий кафедрой управления воздушным движением Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации, канд. техн. наук доцент.

© Университет гражданской авиации, 2013

1. Аэронавигация в маршрутном полете

1.1. Общие сведения о технологии навигационной деятельности

Этапы аэронавигации. Аэронавигация – это процесс управления траекторией движения воздушного судна (ВС). Это управление осуществляется экипажем с помощью различных технических средств и, разумеется, во время самого полета. Те действия, которые в целях такого управления выполняет пилот, штурман или другой член экипажа будем называть навигационной деятельностью, а того, кто их выполняет – навигатором, безотносительно к тому, какую должность он занимает в экипаже.

Полету предшествует предварительная и предполетная навигационная подготовка. Они имеют целью максимально облегчить работу экипажа в воздухе. Все, что можно, нужно сделать еще на земле. А некоторые действия, например, расчет необходимого количества топлива, в полете выполнять уже поздно. Навигационная подготовка к полету будет рассмотрена в другой части данного учебного пособия.

Сам же полет можно разделить на следующие основные этапы:

- взлет;

- полет по установленной схеме вылета;

- полет по маршруту, в котором можно выделить:

- набор высоты;

- горизонтальный полет;

- снижение;

- заход на посадку;

- посадка.

Если посадка не выполнена, то выполняется уход на второй круг, после чего – повторный заход или полет на запасной аэродром.

Непосредственно взлет и посадка являются достаточно короткими по времени процессами и чаще всего протекают в условиях видимости земли, поэтому навигация по приборам присутствует на этих этапах минимально. Наиболее сложными этапами с точки зрения навигации являются этапы маневрирования в районе аэродрома: выполнение процедур вылета и захода на посадку. Эти этапы полета будут рассмотрены в следующей части учебного пособия.

А данная часть посвящена более простому этапу полета – полету по маршруту. Современная навигация осуществляется главным образом с помощью радиотехнических средств навигации или, что то же самое, радионавигационных средств. Их применению в основном и посвящена данная книга. Однако перед этим целесообразно рассмотреть то общее, что присуще любому маршрутному полету.

Основные правила аэронавигации. Как и любой вид трудовой деятельности, навигационная деятельность пилота осуществляется в соответствии с установленной технологией. Эта технология описана в Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) каждого типа ВС, в учебниках по навигации, в различных инструкциях и руководствах. Для многих типов ВС изданы документы, которые так и называются, например, «Технология работы экипажа самолета Ту-154».

Но технология навигационной деятельности не может быть столь же жесткой и точно заданной, как, например, технология работы токаря, вытачивающего на станке одинаковые детали. Ведь каждый полет не похож на другой. Одной из причин этого является различие аэронавигационной обстановки.

Аэронавигационная обстановка – это комплекс условий выполнения полета, характеризуемый временем года и суток, высотой и скоростью полета, характером пролетаемой местности, оснащенностью трассы наземными техническими средствами, степенью совершенства бортового навигационного оборудования, наличием и расположением запасных аэродромов, наличием запретов и ограничений использования воздушного пространства, требованиями к точности и надежности навигации в данном регионе.

Другая причина – вероятностный (случайный) характер процесса навигации. Он обусловлен влиянием внешней среды (например, непредсказуемым изменением ветра и температуры), случайными погрешностями всех навигационных измерений, да и в значительной степени случайным характером действий людей (как диспетчеров, так и самих членов экипажа). В результате всего этого, даже если навигатор будет пунктуально будет выполнять все требования правил и инструкций, траектория каждого полета будет разной. Да и просто невозможно расписать по пунктам в нужной последовательности все действия, которые пилот должен выполнять в полете. В каком-то полете понадобилось обойти грозу, в каком-то другом оказался неисправным наземный радиомаяк, в третьем потребовалось уйти на запасной аэродром… Поэтому технология навигационной деятельности не является столь жестко заданной, как технология работы токаря («взять деталь, вставить ее в патрон…»). К тому же она в значительной степени зависит от типа ВС, его навигационного оборудования. Понятно, что навигация на Ан-2 и на А-320 несколько различается.

Вместе с тем можно попытаться сформулировать некоторые важные правила и выделить то общее, что должен делать навигатор практически любого типа ВС.

На протяжении всего полета экипаж обязан выполнять следующие основные правила аэронавигации;

- контроль выдерживания заданной траектории полета с периодичностью, необходимой для обеспечения требований к точности навигации,

- контроль курса следования,

- определение навигационных элементов полета и ветра,

- определение расчетного времени пролета поворотных пунктов маршрута (ППМ);

- периодический контроль остатка топлива и уточнение рубежа ухода на запасной аэродром;

- комплексное применение навигационных средств экипажем.

Комплексное применение навигационных средств. Это одно из самых важных требований, поскольку без его выполнения осуществить надежную навигацию невозможно. Одной из причин практически любого навигационного инцидента (уклонения от маршрута или потери ориентировки) является некомплексное применение навигационных средств экипажем.

На заре авиации,ькогда навигационное оборудование самолета было примитивным (компас, часы, высотомер…), а ориентировка была исключительно визуальной, не было и речи о комплексном применении навигационных средств, поскольку таковых почти не было.

Но по мере совершенствования ВС на борту стали устанавливать все больше навигационных приборов, позволяющих измерять и рассчитывать самые разные навигационные параметры. Появилась избыточность навигационной информации, поскольку один и тот же параметр можно было уже определить с помощью разных приборов или различными методами. Например, курс можно было определить и по гиромагнитному компасу, и по гирополукомпасу, да и, наконец, по КИ-13. Место самолета также можно определить и с помощью системы счисления пути, и по бортовому радиолокатору, и с помощью наземных радиомаяков различных видов. Казалось бы, избыточность информации – это хорошо. Но следует учитывать, что любое навигационное средство измеряет навигационные параметры не точно, а с погрешностями, которые носят случайный характер. Если компас показывает курс 100º, то на самом деле курс может быть и 98º, и103º … У каждого прибора свои погрешности и при каждом измерении они имеют различные значения. В результате получается, что по одному из приборов определено линейное боковое уклонение (ЛБУ) +3 км, по другому +1 км, по третьему -2 км. А каково же значение ЛБУ на самом деле остается неизвестным. Как говорится: «Человек, у которого одни часы, точно знает. который час. А тот, у кого их несколько, ни в чем не уверен». Таким образом, из-за наличия случайных погрешностей избыточность информации приводит к ее неопределенности.

Кроме того, навигационные средства могут отказать вследствие их неисправности. Отказы могут быть явными, когда сразу видно, что прибор не работает. В этом случае пилот не будет его использовать, а обратится к другим, дублирующим навигационным средствам, с помощью которых можно измерить нужную ему навигационную величину. Такие явные отказы особой опасности не представляют.

Но отказ может быть и неявным, когда прибор работает, показывает какое-то значение измеряемой величины, но из-за неисправности прибора это значение вовсе не соответствует действительности. Пилот же, не зная, что прибор неисправен, будет использовать показания прибора для навигации, что может привести к печальным последствиям. Даже обычные стрелочные часы, когда они стоят, показывают какое-то время. А если компас показывает совсем неверный курс, но пилот использует его для выполнения полета?

Наличие избыточности навигационной информации на борту позволяет с одной стороны уменьшить погрешности измерения навигационных параметров, а с другой – исключить возможность использования недостоверной навигационной информации. Для этого необходимо использовать показания не одного, а нескольких навигационных средств, сопоставляя измеренные значения. При этом нужно учитывать характеристики точности и надежности каждого из них, а также аэронавигационную обстановку. Ведь нельзя однозначно сказать, что данное средство точнее другого. Многое зависит от условий полета, удаления и расположения наземных радиомаяков и т.п.

Под комплексным применением навигационных средств понимают наиболее рациональное использование избыточной навигационной информации в целях обеспечения точной и безопасной навигации в условиях текущей аэронавигационной и метеорологической обстановки.

В частности, комплексное применение навигационных средств включает в себя:

- своевременный выбор и правильное применение средств и методов навигации;

- контроль точности и достоверности используемой информации с помощью дублирующих навигационных средств;

- знание счисленных координат;

- знание и учет меры точности и надежности используемых методов и средств навигации;

- прогнозирование координат ВС и периодическую коррекцию погрешностей прогноза.