9.2. Технические средства зональной навигации

Бортовые и наземные технические средства, обеспечивающее наведение при полете по произвольной ЛЗП, называются оборудованием зональной навигации (RNAV equipment).

1)VOR/DME плюс бортовой вычислитель. С помощью наземного и бортового оборудования VOR и DME непрерывно измеряются пеленг П (радиал) и дальность D. Но сами эти навигационные параметры еще не обеспечивают наведения. Чтобы рассчитать и показать пилоту отклонение от ЛЗП в памяти вычислителя должны храниться географические координаты точек пути, через которые проходит ЛЗП, а также координаты самого радиомаяка. Задача пересчета П и D в z и s (ЛБУ и пройденное расстояние) непрерывно решается вычислителем, а информация от отклонении индицируется пилоту как в цифровом виде (в километрах), так и в виде отклонения планки прибора типа CDI.

Такой способ обеспечения наведения является довольно неточным, поскольку погрешности определения пеленга с помощью VOR довольно велики. Чем дальше от VOR, тем менее точно будут рассчитываться координаты и тем менее точно обеспечивается наведение. Поэтому такой вид оборудования RNAV допускается использовать до удаления порядка 100 морских миль от радиомаяка.

2) Инерциальные навигационные системы (ИНС). Инерциальные системы непрерывно определяют счисленные координаты ВС на основе измеренных ускорений ВС. Счисление ведется в географической системе координат, то есть рассчитываются широта и долгота МС. В память ИНС могут быть введены координаты точек пути (WP), через которые проходит маршрут. В этом случае задача определения уклонения от ЛЗП становится чисто математической. По известным текущим координатам самолета и WP участка маршрута вычислитель, входящий в состав ИНС, рассчитывает величину уклонения, оставшееся расстояние и время, индицирует их экипажу. Величина уклонения может быть выведена на индикатор типа CDI и таким образом будет обеспечено наведение.

Но характерной особенностью любых систем счисления пути, в том числе, инерциальных, является возрастание погрешностей определения МС. Чем дальше МС от точки выставки начальных координат, тем мене точным оно становится. Поэтому системы счисления пути нуждаются в периодической коррекции (исправлении) счисленных координат с помощью более точных средств (наземных радиомаяков, спутниковых систем и пр.). Современные бесплатформенные ИНС (на лазерных гироскопах) уже имеют достаточно высокую точность. За 10-11 часов полета накапливается средняя квадратическая погрешность определения координат порядка всего 3-4 морских мили. Но требования к точности навигации становятся все более жесткими. В связи этим ИНС в качестве оборудования зональной навигации могут использоваться без коррекции лишь ограниченное время (в зависимости от требуемой в данном районе точности навигации – от 2 до 6 часов).

3) Разностно-дальномерные системы. Из множества существовавших ранее и существующих поныне разностно-дальномерных систем самой точной и самой распространенной является LORAN C. Современное бортовое оборудование, работающее с этими наземными системами, позволяет автоматически рассчитать текущую широту и долготу самолета. Поскольку в бортовой приемник также можно ввести маршрут полета (координаты точек пути), то вычислителю приемника не составляет труда рассчитать величину уклонения от ЛЗП и показать ее экипажу, то есть обеспечить наведение. Точность определения координат составляет в среднем 0,5-1 км, что не так и плохо.

Станции LORAN C объединены в цепочки по 3-5 станций. Применять систему в качестве оборудования зональной навигации разрешается только при полете в зоне действия одной цепочки станций.

4) DME/DME плюс вычислитель. Такой способ определения МС и уклонения от ЛЗП рассмотрен ранее в главе про дальномерные системы. Если ВС находится в зоне действия одновременно двух радиомаяков DME, то бортовой вычислитель по непрерывно измеряемым дальностям рассчитывает координаты точки пересечения двух ЛРР, то есть определяет текущие широту и долготу самолета. Если в памяти вычислителя кроме координат радиомаяков хранятся также координаты пунктов маршрута, то рассчитывается и уклонение от ЛЗП, то есть обеспечивается наведение.

Поскольку дальность по DME определяется достаточно точно (на не очень больших удалениях погрешность измеряется сотнями метров), то такой способ зональной навигации считается одним из самых точных, на втором месте после спутниковых навигационных систем.

5) Спутниковые навигационные системы. Бортовое оборудование спутниковых навигационных систем способно обеспечить все требования, предъявляемые к зональной навигации. Поэтому, когда говорят о перспективах зональной навигации, в первую очередь имеют в виду зональную навигацию, основанную на спутниковых системах. Действительно, с помощью базы аэронавигационных данных, содержащейся в приемнике, можно сформировать маршрут полета. Поскольку в любой момент с высокой точностью известно место самолета, то соответственно может быть рассчитано отклонение ВС от заданной траектории и отображено в наглядном виде для экипажа – в виде отклонения вертикальной планки (CDI) или на синтезированной карте.