Тема № 2. «Навигационные элементы полета. Расчет нэп по формулам и в уме. Навигационная линейка нл-10». Лекция № 5. Основные задачи воздушной навигации .

• точное выполнение полета по установленному маршруту;

• обеспечение прибытия воздушного судна в пункт назначения в установленное время;

• обеспечение безопасности полета.

Для успешного решения основных задач воздушной навигации экипаж должен:

• знать местоположение воздушного судна в данный момент;

• знать в каком направлении необходимо продолжать полет в дальнейшем;

• знать какую необходимо держать скорость, чтобы в установленное время прибыть в заданный пункт или аэродром посадки;

• знать какую необходимо держать высоту и профиль полета.

Учет ветра в воздушной навигации.

Известно, что воздушное судно двигаясь в воздушном пространстве подвергается воздействию ветра, как по направлению полета, так и по его скорости, что влечет отклонению воздушного судна от «ЛЗП» и изменение скорости. Для обеспечения полета по линии заданного пути «ЛЗП», а также обеспечение прибытия его в пункт назначения в установленное время, необходимо рассчитать угол сноса «УС» и путевую скорость «W», по данному направлению ветра «δ» и его скорости «U».

Эти навигационные элементы рассчитываются с помощью навигационного треугольника скоростей.

И так, чтобы выполнить по ЛЗП из точки «А» в точку «Б» необходимо определить «УС» и «W».

Навигационный треугольник скоростей.

Для решения задачи летчик-наблюдатель располагает:

• значением ветра «δ»и«U»

• значением воздушной скорости «V»

• значением «МПУ»

• длиной маршрута «S»

Расчет угла сноса и путевой скорости. Расчет угла сноса и путевой скорости в уме.

1. Расчет угла сноса «УС» определяется по теореме синусов. Из навигационного треугольника скоростей имеем:

=

Решим это равенство относительно sin УС. Получим:

sinУС= · sinУВ

По этой формуле определяется значение угла сноса на линейки (НЛ-10м). Для расчета в уме эту формулу можно упростить. Известно, что функции малых углов равны самим углам выраженных в радианах. Пользуясь этим, напишем формулу вновь.

1 радиан = 57, 3º. Округлим его значение до 60º, тогда сохранив значение угла сноса в градусах получим УС_рад = ·sin УВ, и получим в градусах

УСº ≈ · sin УВ - 60º

Сделаем анализ полученной формулы. Из формулы следует:

• с увеличением (уменьшением) скорости ветра увеличивается (уменьшается) угол сноса.

• с увеличением (уменьшением) воздушной скорости уменьшается (увеличивается) угол сноса.

• так как скорость ветра и воздушная скорость всегда положительны, то знак сноса определяет угол ветра «УВ».

При углах ветра 0º - 180º , угол сноса положительный, а при углах ветра 180º - 360º угол сноса – отрицательный.

При угле ветра 90º или 270º – угол сноса имеет максимальное значение. При 90º имеет знак «+», а при 270 имеет знак «-»

УСмакс = · 60

Для расчета угла сноса в уме удобно пользоваться таблицей:

Направление ветра	УВº	УСº
попутный	0	0
попутно боковой	30	0,5УСмакс
попутно боковой	45	0,7УСмакс
боковой	90 (270)	УСмакс
встречно боковой	150	0,5УСмакс
встречно боковой	135	0,7УСмакс
встречно боковой	180	0

Расчет путевой скорости «W»

Расчет путевой скорости

Для вывода значения путевой скорости сделаем дополнение в рисунке навигационного треугольника скоростей. Опустим из точки «С» на вектор путевой скорости перпендикуляр и получим точку «Е». Значение путевой скорости будет :

АД = АЕ + ЕД т.к. для Δ АСЕ и Δ АСД СЕ – общая сторона, то из ΔАСЕ АЕ = СЕ · cоsУС, а из ΔЕСД ЕД = СЕ · cоsУВ сложим эти значения и получим:

W = V·cоs УС + U·cоs УВ .

Упростим эту формулу для расчета в уме. Так как УС приобретает малые величины при 10 – 15, то cоs этих углов близок к 1, тогда получим

W ≈ V+ U·cоs УВ

Сделаем анализ этой формулы.

Из формулы следует:

• с увеличением (уменьшением) воздушной скорости увеличивается (уменьшается) путевая скорость.

• влияние скорости ветра на путевую скорость зависит от угла ветра:

• - при УВ = 0, cоs УВ = +1

• - при УВ = 180º , cоs УВ = -1

• - при УВ = 90º (270º), cоs УВ = 0

Таким образом, при углах ветра 90 (270) путевая скорость равна воздушной скорости (ветер боковой). При угле ветра 0, W = V +U – ветер попутный. При угле ветра = 180º, W = V - U – ветер встречный.

Для удобства расчета в уме полезно пользоваться таблицей

Направление ветра	УВº	УСº УСº = · sin УВ - 60º	Wкм/час W = V + U ·cоs УВ
попутный	0	0	W = V + U
попутно боковой	30	0,5УСмакс	W = V + 0,9U
попутно боковой	45	0,7УСмакс	W = V + 0,7 U
попутно боковой	90 (270)	УСмакс	W = V
боковой	135	0,5УСмакс	W = V - 0,7U
встречно боковой	150	0,7УСмакс	W = V 0,9 U
встречный	180	0	W = V - U

Тема № 2. «Навигационные элементы полета. Расчет НЭП по формулам и в уме. Навигационная линейка НЛ-10».

Лекция № 6.

Расчет курса следования и времени полета.

Курс следования – это курс выдерживая который воздушное судно будет следовать по линии заданного пути (ЛЗП).

Для расчета курса следования летнаб должен иметь:

• ветер – «δ_н» и «U»

• воздушную скорость «V»

• дальность полета «S»

• МПУ (магнитно-путевой угол).

Порядок расчета.

а) Определить УВ по формуле

УВ = «δ_н» - МПУ

Мы научились рассчитывать магнитный курс следования с учетом влияния ветра на полет воздушного судна, при одном условии, что значение ветра известно. Например, нам его дали на метеостанции. На практике не всегда имеется такая возможность и значение ветра необходимо рассчитывать самому в полете. Есть ряд способов определения ветра в полете:

Это по двум «УС», по двум путевым скоростям «W» при разных магнитных курсах, а также по углу сноса «УС» и путевой скорости «W» , измеренных на одном курсе. Наиболее широкое применение получил способ измерения угла сноса и путевой скорости на одном курсе полета. Рассмотрим его.

Определение ветра в полете.

Сделаем дополнение к НТС. Опустим перпендикуляр из точки «Д» на продолжение вектора воздушной скорости «V». Получим точку «К» и прямоугольный треугольник СКД. Угол между продолжением вектора V и направлением «δ_н» называется курсовой угол ветра «КУВ», который измеряется от 0º до 180º от вектора воздушной скорости вправо и влево и имеет соответственно знак «+» и «-».

Из рисунка следует:

δ_н = МК +КУВ

КУВ можно найти из треугольника СКД

tg КУВ =

Значение «а» определим из Δ АКД:

а = W · sin УС

а значение «δ_н» из Δ АКД и будет равно:

δ_н = W ·cosУС – V при V + β = W

Подставим значение «а» и «β_н» в формулу получим:

tg КУВ = =

Так как косинус малых углов до 10º примерно равен единице, то упростим формулу и получим.

tg КУВ = =

По этой формуле и будем рассчитывать значение КУВ на НЛ-10м

1. определение направления ветра «δ» :

δ_н = МК = КУВ

ΔW = W - V

Определив «КУВ», мы рассчитываем направление ветра «δ».

Примечание: 1. Если V>W, то для расчета направления ветра,

значение «КУВ» брать дополнением его до 180º.

2. Знак «КУВ» имеет такой же, как и «УС».

б) определение скорости ветра «U»

Из треугольника АСД, по теореме синусов получим:

=

Приведем анализ взаимодействия элементов навигационного треугольника скоростей. Нас интересует, прежде всего, в каких случаях необходимо пересчитывать курс следования или время полета при изменившемся ветре или воздушной скорости полета, т.к. эти элементы являются составными частями формулы значений УС и W.

В результате полета может быть ситуация когда потребуется сменить курс полета (сход на пожар ) или изменить скорость при (при маневрировании) или изменился ветер.

Будем исходить из допустимой точности воздушной навигации. Точность выдерживания курса следования ± 2º, определение путевой скорости – 3%, 5%, 10% (отл., хор., поср.).

а) Изменение УС и W от изменения воздушной скорости.

Изменение УС и W от изменения V

Из рисунка следует:

• С увеличением (уменьшением) воздушной скорости , уменьшается (увеличивается) УС, а также увеличивается (уменьшается) путевая скорость W. При чем W, изменяется на столько на сколько изменяется воздушная скорость.

• Изменение УС от воздушной скорости определяется формулой:

Δ УС= · sin УС

Исключим sin, т.к УС имеет малое значение (до 10 º): получим:

Δ УС= · УС или ) % =

Если принять значения угла сноса в пределах 10º, а изменение воздушной скорости V 20%, то это приведет к изменению курса следования на 2º, что допустимо.

б) Изменение УС и W от изменения курса ΔК

Формулы для приближенной оценки, в этом случае, имеет вид:

Δ УС= · Δ К·cos УВ Δ УС=( 1.7· · Δ К·sinУВ

Как видно из формул, величина Δ УС и ( зависят не только от Δ К, но и от отношений и УВ.

Так, при углах ветра равных 0º -180º - минимальное изменение путевой скорости от изменения курса и максимальное изменение УС.

При углах ветра 90º - 270º максимальное изменение путевой скорости и минимальное изменение угла сноса.

При максимальном значении ΔУС и ( , при их функций sin УВ и cos УВ равных единице получим:

• Изменяя курс в пределах 10º – 20º, путевая скорость будет меняться в пределах 3 – 5%, угол сноса 2º - 4º при самых неблагоприятных условия относительно угла ветра.

в) изменение УС и W от изменения ветра (β_н и U)

Для оценки изменения УС иW от изменения направления ветра (β_н) пользуются формулами: ΔУС= ·β_н· cosУВΔW =U ·Δβ_н·sinУВ.

На основании этих формул можно сделать следующие рекомендации:

1. При полете с боковым ветром отмечено изменение направление ветра, то следует уточнить путевую скорость, а УС изменится незначительно.

2. При полете в плоскости ветра отмечено изменение ветра, то следует уточнить угол сноса, W изменится незначительно.

Для оценки влияния скорости ветра на УС и W имеются формулы:

ΔУС= ·cosУВΔW= ΔU·sinУВ

Из формул следует:

1. При полете с боковым ветром и при изменении его скорости, следует уточнить УС, а W изменится незначительно.

2. При полете в плоскости ветра, при изменении скорости ветра, следует уточнить путевую скорость, а УС изменится незначительно.