7.4. Определение путевой скорости полета

При отсутствии ветра самолет, летящий с воздушной скоростью, например, 200 км/ч относительно воздуха, будет лететь с такой же скоростью и относительно поверхности Земли. Если он будет лететь с этой же воздушной скоростью при встречном ветре 50км/ч, то его скорость относительно поверхности Земли (W) составит 150км/ч. И наоборот, самолет, летящий со скоростью 200км/ч относительно воздуха, при попутном ветре 50км/ч будет лететь со скоростью W = 250км/ч. Проблема расчета скорости полета относительно поверхности Земли становится значительно сложнее, когда дует не параллельно продольной оси самолета, а в каком либо другом направлении. Как учитывается влияние ветра на полет самолета, рассмотрим в следующей главе, а сейчас следует более подробно разобраться с понятием – путевая скорость .

Полет ВС относительно поверхности Земли характеризуется полным вектором путевой скорости , направленным по касательной к траектории полета. В теории навигации самолетов, как правило, используется только горизонтальная составляющая этого вектора (далее путевая скорость ). Все три вектора путевой скорости: , и используются в доплеровских измерителях скорости (ДИСС), используемых на вертолетах. Располагая информацией о всех трех составляющих путевой скорости, пилот может реализовать режим висения вертолета, условием чего является равенство нулю всех трех векторов ( , , ).

Путевая скорость может измеряться:

1) Автоматически с помощью радиотехнических навигационных средств (РНС):

• доплеровскими измерителями скорости и сноса (ДИСС). Например, ДИСС-013 – это автономное бортовое средство определения , его точность измерения s_W=0,0013W на высотах от 10 до 15000м;

• приемниками спутниковой навигационной системы (СНС), например GPS, где точность измерения (в режиме 3D) составляет s_W = 0,2 км/ч;

• инерциальными навигационными системами (ИНС) – автономное бортовое средство - s_W = 1,2 км/ч.

2) Пилотом (штурманом) на контрольном этапе методами:

• запроса места ВС относительно места расположения наземных РНС;

• по двум последовательным отметкам на карте, определенным визуально ;

• по двум последовательным отметкам места ВС, определенным с помощью БРЛС, DME и др.

На практике, непрерывный контроль пути обеспечивается, как правило, "ожиданием" появления визуального или радиолокационного ориентира в расчетное время (Т_РАСЧ). Поэтому пилоту (штурману) необходимо овладеть навыком расчета путевой скорости и расчетного времени полета (t_ОСТ) по рассчитанной .

Наиболее простым способом определения W и t_ОСТ является фиксирование пройденного расстояния (S_ПР) на контрольном этапе за время полета равное Кtинт(W) = 3, 5, 6, 10, 12, 15, 20 и 30 минутам. Если известно S_ПР, а t_КЭ равно:

• 3 мин., то W = S_ПР×20, т.к. 3 мин.=1/20 часа, а если известна W , то S_{ПР =} W / 20.

• 5 мин., то W = S_ПР×12, т.к. 5 мин.=1/12 часа, - если известна W , то S_{ПР =} W / 12.

• 6 мин., то W = S_ПР×10, т.к. 6 мин.=1/10 часа; - если известна W , то S_{ПР =} W / 10.

• 10 мин., то W = S_ПР×6, т.к. 10 мин.=1/6 часа; - если известна W , то S_{ПР =} W / 6.

• 12 мин., то W = S_ПР×5, т.к. 12 мин.=1/5 часа; - если известна W , то S_{ПР =} W / 5.

• 15 мин., то W = S_ПР×4, т.к. 15 мин.=1/4 часа; - если известна W , то S_{ПР =} W / 4.

• 20 мин., то W = S_ПР×3, т.к. 20 мин.=1/3 часа. - если известна W , то S_{ПР =} W / 3.

• 30 мин., то W = S_ПР×2, т.к. 20 мин.=1/2 часа. - если известна W , то S_{ПР =} W / 2.

Пример 1. В момент пролета ППМ включен секундомер, S_УЧ=120км. Через 6 мин. полета, визуально или с помощью БРЛС, наземных РТС и т.п., определено расстояние контрольного этапа S_кэ=30км. Рассчитайте в уме: W, S за 1 мин, S_ОСТ, t_ОСТ.

Расчет. W = 30×10=300км/ч; Sза 1 мин = 300/60 = 5км.

S_ОСТ=S_УЧ –S_пр(КЭ)=120 -30 = 90км; t_ОСТ=90/5=18мин.

Пример 2. S_УЧ=137км. Через 6 мин. полета определено S_ПР=24км. Рассчитайте в уме: W, S за 1 мин, S_ОСТ, t_ОСТ.

Расчет. W = 20×10 = 240км/ч; Sза 1 мин = 240/60 =4км;

S_ОСТ=S_УЧ –S_пр(КЭ)=137 - 24 = 113км; t_ОСТ=113/4≈28мин.

Пример 3. S_УЧ=230км. Через 10 мин. полета определено

S_ПР=90км. Рассчитайте в уме: W, S за 1 мин, S_ОСТ, t_ОСТ.

Расчет. W = 90 ×6 = 540км/ч; Sза 1 мин = 540/60 =9км.

S_ОСТ=S_УЧ –S_пр(КЭ)=230 -90 = 140км; t_ОСТ= 140/9 ≈16мин.

Для отработки навыков в устном расчете W и t_ОСТ. решите примеры приведенные в табл. 7.7.1.

Таблица 7.7.1.

№ примера	1	2	3	4	5	6	7
SУЧ, км	100	130	210	145	187	240	295
tКЭ, мин	6	3	12	6	3	6	12
SПР, км	24	21	60	18	16	48	48
Рассчитайте в уме: W, S за 1 мин, SОСТ, tОСТ,

Ответы к примерам d таблице 7.7.2.

Микронавигация

При выполнении полетов по маршруту и в районе аэродрома часто возникает необходимость в расчете прогнозированного расстояния, которое пройдет ВС за относительно короткие промежутки времени, измеряемые в секундах или, обратную задачу – определение расчетных промежутков времени потребных для пролета относительно коротких участков пути.

Пример 1. С целью прогноза пространственного положения векторов движения ВС в воздушном пространстве надо определить его местонахождение через 4, 10 и 15 секунд при путевой скорости W = 500 км/ч в заданном направлении полета. Данная задача, с достаточной точностью, решается в уме по формуле

S = Кs∙ W[км/ч],м ,

где – S удаление ВС от расчетного местоположения через временной интервал (t инт); - Кs- коэффициент (см. табл. 7.8), зависящий от величины заданного временного интервала Кs= f (tинт). Коэффициенты Кs∙в таблице 7.8. рассчитаны по формуле: Кs=tинт/3,6.

В нашем примере для заданных интервалов Кs = 1, 3 и 4, прогнозируемое удаление ВС от пролетаемой точки равно: S = Кs∙ W, что составляет соответственно: ~ 500, 1500 и 2000 метров.

Зависимость пройденного расстояния от Кs Таблица 7.8.

tинт, с	3.6	7	11	15	18	22	25	28	32	36	54	72
Кs	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	15	20

Пример 2. Путевая скорость полета на схеме «ипподром» равна 280 км/ч, время полета (tЛПУ= 2мин) от точки FIX увеличено на 35с. с целью обеспечения интервала до, впереди летящего ВС/ Определить на какое расстояние удлинилась ЛПУ в результате изменения tЛПУ?

Решение. S ≈ 10 х 280 = 2800м.

Нередко возникает необходимость решения обратной задачи, когда при заданном относительно малом расстоянии требуется определить время его пролета. В этом случае для устного расчета можно использовать формулу:

t = Кt ∙S [км],c ,

где Кt - коэффициент, учитывающий влияние путевой скорости Кs= f (W) на величину расчетного временного интервала. Для того чтобы уметь в условиях дефицита времени – оперативно выполнять расчеты по данной формуле, надо запомнить значения Кt, соответствующие характерным W для конкретного ВС (см. табл.7.9.)

Например, надо определить время пролета участка схемы «ипподром», протяженность, которого равна 3 км, а W= 300км/ч. Для решения задачи применяется Кt = 12 (см. табл.7.9.).

Тогда t = 12 ∙ 3 = 36c.

Значения коэффициентов Кt

Таблица 7.9.

W,км/ч	200	225	250	300	360	400	450	510	550	600	650	720
Кt	18	16	14	12	10	9	8	7	6.5	6	5.5	5

Значения коэффициента рассчитаны по формуле: Кt= 3600/W

Отработку навыков расчета прогнозируемых расстояния S (км) и t (с) будет легче выполнить, для характерных путевых скоростей конкретного ВС, используя приём «таблица умножения». Сущность этого приёма состоит в использовании, полученных еще в школе навыков помнить значения результатов умножения, т.е. не рассчитывая знать, сколько должно быть, например 9*7.

Расчет относительно коротких временных или линейных интервалов выполняется в такой последовательности: вначале определяются характерные значения путевых скоростей, (например, для самолета АН-24 на маршруте это W: 360(Кt=10); 400(Кt=9); 450(Кt=8); 510(Кt=7). Затем, используя таблицу умножения для соответствующего коэффициента (4, 5, 6, 7,…) и, представляя ключ (см.Рис.7.2.) со значениями множимого S км (значения сверху) и результата умножения на соответствующий коэффициент (значения внизу) выполняется расчет в уме необходимых временного или линейного интервалов.

Для W =360км/ч - Кt=10.

Рис. 7.2. Ключ расчета интервалов S и t в уме