Лекция №1 (2 часа) Введение

Цель занятия: Ознакомиться с целями и задачами дисциплины, перспективами развития воздушных судов.

Задачи:

1. Предмет и задачи дисциплины, ее связь с другими дисциплинами.

2. Краткие сведения об истории развития радиолокационных устройств.

3. Тенденции применения радиолокационных устройств нового поколения.

Краткие сведения из историй развития радиолокации

Зарождение радиолокации связано с именем выдающегося русского ученого, изобретателя радио А.С.ПОПОВА, который летом 1897г., во время опытов по радиосвязи между кораблями на Балтике впервые наблюдал явление отражения радиоволн. В отчете об опытах А.С.ПОПОВ изложил, в частности, отправные идеи радиообнаружения объектов за счет отражения ими радиоволн. Однако для практического использования этого явления, лежащего в основе современной радиолокации, потребовалось около 40 лет упорного труда ученых и инженеров многих стран. За эти годы был успешно решен целый ряд научных проблем, касающихся распространяли УКВ, техники их генерирования, приема и индикации радиосигналов, создания остронаправленных антенн, импульсной техники и др.

Выдающийся вклад в подготовке научного фундамента для успешного развития радиолокационной техники на этом этапе внесли советские физики и радиоспециалисты. В первую очередь; следует отметить работы Б.Л.Розинга и Л.И.Мандельштама по использованию электроннолучевых трубок для осциллографии, Б.А.Введенекого по распространению УКВ, Л.И.Мандельштама и Н.Д.Папалекси по теории нелинейных колебаний, лежащей в основе импульсной техники, которая широко применяется в радиолокации. Позднее эта теория была развита А.А.Андроновым, Л.А.Мееровичем, Я.С.Ицхоки, С.Э.Хайкиным и другими.

В 1932г. проф. Д.А.Рожанский предложил принцип группирования электронов; в 1935г. А.Арсеньева теоретически обосновала этот принцип, а в 1936г. Н.Ф.Алексеев и Д.Е.Маляров под руководством М.А.Бонч-Бруевичаразработали на этом принципе многокамерный магнетрон, который широко используется в РЛС для генерирования сантиметровых волн.

Большое значение сыграли работы М.А.Бонч-Бруевича, A.А.Пистолькорса, В.В.Татаринова по теории и расчету антенн Н.С.Неймана по теории генераторов УКВ и объемных резонаторов, B.Ф.Коваленко и В.И.Калинина (1940г.) по разработке отражательных клистронов. В области теории приема слабых сигналов на УКВ выдающееся значение имеют работы академика В.А..Котельникова, а также А.А.Колосова, В.И.Сифорова и др.

Интенсивные исследования и практические опыты по радиолокации стали проводиться в ряде стран лишь в 30-х годах. Главным стимулом к развитию радиолокации в этот период явилась необходимость раннего обнаружения самолетов и кораблейпротивника.

Первые РЛС были созданы в Советском Союзе еще з 1932-1933 г.г. Позднее работы советских ученых Ю.Б.Кобзарева, П.А.Погорелко и Н.Я.Чернецова, начатые б 1935г., привели к созданию в 1939г. более совершенных импульсных РЛС для обнаружения самолетов, за что в 1941 г, этот коллектив ученых был удостоен Государственной премии.

Начиная с 1935г. разработка РЛС велась также в Германии, Англии, США и в других странах. Особенно интенсивно эти работы стали проводиться во время второй мировой войны и в последующий период: ученые и инженеры в этот период внесли большой вклад в совершенствование РЛС, разработку новых методов радиолокации и принципов построения радиолокационной техники.

Послевоенный период характерен быстрым развитием радиолокации и расширением области ее применения, что объясняется, главным образом, преимуществами радиолокационных методов обнаружения и новыми возможностям, которые открывает радиолокация для обороны страны.

Радиолокация существенным образом изменила тактику ведения войны в воздухе и на море, повысила боевую эффективность отдельных видов оружия и целых родов войск. За немногие годы своего развития радиолокация прошла путь от первых несовершенных станций обнаружения самолетов до современных автоматизированных станций и целых радиолокационных комплексов, решающих сложные и разнообразные задачи оборонного, а также научного и производственного значения.

Важная роль принадлежит радиолокации в обеспечении безопасности полетов самолетов гражданской авиации. Наземные и самолетные РЛС. в гражданской авиация используются для предупреждения столкновений и регулирования движения в зонах аэропортов, для определения MП ВС и контроля полета на всем его протяжении, для обеспечения безопасности посадки самолета и т.д.

Современные РЛС совершенствуются в направлении увеличения дальности действия, повышения точности измерения координат, автоматизации, микроминиатюризации деталей, повышения надежности работы и расширения круга решаемых задач.

На безопасность полетов ВС оказывают влияние различные факторы. К ним относятся факторы технического и психологического характера, приводящие к опасным траекториям движения (маневрам ВС), которые могут вызвать столкновение ВС с другими ВС или земной поверхностью и сооружениями на ней. Другую группу факторов составляют атмосферные факторы, к которым относятся следующие: сдвиг ветра, низкая облачность и туман, конвективная деятельность, обледенение, атмосферная турбулентность.

Точность самолетовождения будет зависеть от точности расчетов и выдерживания навигационного режима полета: курса, скорости и высоты полета. Ошибки, допущенные экипажем в расчетах и выдерживании режима полета, могут привести к значительному отклонению самолета от маршрута и большим ошибкам во времени прихода ВС на аэродром посадки. Чтобы своевременно обнаружить и исправить эти ошибки экипаж должен постоянно осуществлять контроль пути в полете, т. е. вести ориентировку. Пользуясь техническими средствами, необходимо периодически изменять курс, скорость и высоту полета. Осуществляя самолетовождение, экипаж использует не только бортовые средства самолетовождения, но и данные наземных радиотехнических средств контроля и управление воздушным движением, расчеты, которых оказывают в полете ощутимую помощь.

Важнейшим условием обеспечения безопасности воздушного движения в настоящее время является своевременнее предупреждение экипажей о наличии препятствий на пути следования самолетов.

В гражданской авиации для самолетовождения применяются различные радионавигационные системы (PHC), обладающие высокой точностью и надежностью. Однако они, как правило, не решают задач предупреждения столкновений самолетов с препятствиями и обнаружения штормовых очагов. Кроме того, при выходе из строя наземного оборудования PHC самолеты, находящиеся в воздухе, могут лишиться радионавигационного обеспечения.

Опыт применения самолетных РЛС для навигации, предупреждения столкновений и обнаружения опасных метеоявлений показывает, что эти PJlC являются достаточно эффективными средствами автономного самолетовождения.

Однако применение самолетных РЛС не исключает использования других радионавигационных средств, так как самолетные РЛС имеют ряд ограничений, в отдельных случаях снижающих их эффективность. Например, самолетные РЛС не могут быть использованы как средство навигации при полетах над большими водными пространствами. Кроме того, эффективность использования самолетной РЛС зависит от времени года и наличия на земной поверхности характерных радиолокационных ориентиров (озер, рек, городов- и т. д.).

Таким образом, для обеспечения высокой регулярностии безопасности полетов гражданских самолетов необходимо комплексное использование самолетных РЛС и других радиосредств (радионавигационных систем и устройств).