книги из ГПНТБ / Василинин В.Н. Автоматизированное вождение тяжелых самолетов

101

100

Глава IV

НАВИГАЦИОННЫЕ КАРТЫ И ИНТЕГРАЛЬНАЯ ИНДИКАЦИЯ

Навигационные карты — важнейшее пособие для вож­ дения самолетов. Любой дальний полет не может быть успешно выполнен без помощи различных навигационных карт. Летчикам и особенно штурманам постоянно прихо­ дится обращаться к картам. На карты наносится обстанов­ ка и маршрут полета, с них снимаются координаты ППМ, целей, радиолокационных ориентиров; по картам ведется контроль за выполнением полета.

Автоматизация вождения и внедрение совершенных вы­ числителей открывают широкие возможности в области ин­ тегральной или обобщенной индикации, и в частности кар­ тографической индикации. По наглядности этот вид инди­ кации считается наилучшим.

Для картографической индикации, в свою очередь, нужны специальные индикаторные карты и микрофильмы. Этому вопросу за рубежом сейчас уделяется много внима­ ния [30].

В настоящей главе дается краткая характеристика обычных навигационных карт, применяемых для вождения тяжелых самолетов. Излагаются принципы работы инте­ гральных индикаторов в соответствии с принятой класси­ фикацией ПИК.

§ 1. КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАВИГАЦИОННЫХ КАРТ

Навигационные карты, используемые при вождении тя­ желых самолетов, можно разделить на следующие группы: общей ориентировки и планирования полетов, маршрутные, детальной ориентировки, справочные и специальные. При-

103

Менительно к ДТС и СТС примерная градация первых трех групп карт по масштабам дана в табл. 10. Справочные и специальные карты могут иметь самые различные мас­ штабы.

карт.

Кроме того, навигационные карты классифицируются по проекциям, характеризующим способы построения изо­ бражения поверхности Земли на плоскости карты.

Дадим краткую характеристику отечественных карт первых трех групп по проекциям.

1. Простая коническая проекция. В этой проекции с ши­ ротой касания 55° издана «Обзорная навигационнаякарта

СССР» масштаба' 1 : 10 000 000. Проекция равнопромежуточиа по меридианам. Меридианы изображаются без иска­ жений в виде прямых, выходящих из полюса проекции, а параллели — в виде концентрических окружностей. На ши­ роте 70° искажения углов достигают 5°36/, а длин — 5%.

В простой конической, но секущей проекции издана «Консультативная (бортовая обзорная) карта СССР и

Гражданской авиации с разметкой расстояний по этапам. Кроме того, 'на карте нанесены контуры рамок полимарш­ рутной карты масштаба 1 : 2 000 000.

На карте СССР линейные искажения на широте 72° до­ стигают 3,7%, а угловые — 2,1°. На карте Европы на этой же широте линейные искажения достигают 10,2%, а угло­ вые — 5,5°.

104

Измерять углы и расстояния на картах простой кониче­ ской проекции с помощью обычных инструментов нельзя.

2. Равноугольная коническая проекция. В этой проекции издана «Бортовая аэронавигационная карта» масштаба 1 : 4 000 000. Комплект карт состоит из 60 листов,, располо­ женных по шести широтным поясам со средними широта­ ми: 16, 40 и 64° северной широты и 8, 32 и 56° южной ши­ роты. Листы карт имеют прямоугольные рамки с перекрытйями. Без учета перекрытий каждый лист по широте зани­ мает 24°, а по долготе — 36°. В пределах каждого листа длины сохраняются по двум параллелям, отстоящим от средней параллели на 8° по широте.

Взоне перекрытия максимальные искажения длин до­ стигают- 2,2%- Для определения длин с учетом искажений на параллелях приведены поправочные коэффициенты. Под. южной рамкой каждого листа помещен график для определения прогиба ортодромии относительно прямой карты и порядок построения ортодромии. При длине орто­ дромии до 1000 км ее прогиб.в худшем случае менее 2 мм (8 км).

Вравноугольной конической проекции изданы маршрут­

бражение сфероидической трапеции. Размеры листа карты масштаба 1 : 4 000 000 составляют 24° по широте и 36° по долготе. Лист карты масштаба 1 : 2 000 000 имеет размеры: 12° по широте и 18° по долготе. Максимальные искажения длин на картах масштаба 1 : 4 000 000 в средних широтах

меньше. При длине ортодромии до 1000 км ее прогиб до­ стигает 1,5 мм (6 и 3 км).

Кроме указанных масштабов в видоизмененной полико­ нической проекции издаются карты масштаба 1 : 1 000 000, но для вождения тяжелых самолетов они применяются сравнительно редко.

4. Стереографическая проекция. В стереографической равноугольной проекций издаются карты на полярные районы Земли масштаба 1 : 10 000 000, 1 t 4 000 000,

105

1 : 3 000 000 и 1 : 2 000 ООО. На эти карты кроме меридианов и параллелей нанесена условная прямоугольная сетка, ориентированная по меридианам 0—180° и 90—270°. За ши­ роту сечения обычно принимается 70°. При этом искажения длин в районе полюса достигают 3%, а на широте 50° — около 10%. Ортодромичность карты ухудшается по мере удаления от полюса. При длине ортодромии до 1000 км ее прогиб не учитывается на широтах более 70°.

5. Равноугольная цилиндрическая проекция. Эта проек­ ция имеет две разновидности: косую и поперечную (Гаусса).

В косой цилиндрической проекции изданьГ маршрутно­

экватора на 7—8°. При этом максимальные искажения длин на краях полосы и в центре достигают 0,8—1,2%. Ме­ ридианы и параллели изображаются в виде сложных кри­ вых. На картах масштаба 1 : 2 000 000 и 1 : 1000 000 шири­ на полос и искажения меньше.

В поперечно-цилиндрической проекции Гаусса издаются карты масштаба 1 : 500 000 и крупнее. Для составления карт в этой проекции поверхность Земли разбита на 60 ше­ стиградусных зон, каждая из которых проецируется на эллиптический цилиндр. Максимальные искажения длин 'не превышают 0,14%, да и то только по границам зон на эква­ торе. Для решения подавляющего большинства навигаци­ онных задач карта принимается за план.

Справочные карты служат для получения различной ин­ формации, необходимой при планировании и подготовке к полетам. К справочным относятся карты навигационной об­ становки, звездного неба, часовых поясов, климатические, сборные таблицы карт и др.

Специальные карты предназначены для решения задач дальней радионавигации и индикации. На радионавигаци­ онных картах типографским способом наносятся различные линии положения. Для этих целей обычно используются мелкомасштабные карты. Индикаторные карты могут быть различных масштабов.

щие в Международную организацию гражданской авиации (ИКАО), пользуются преимущественно американскими

106

картами. В основу проецирования этих карт положен эл­ липсоид, несколько отличающийся от эллипсоида Красов­ ского; проекции применяются самые различные. Полетные карты, как правило, издаются с перекрытием и не рассчи­ таны на склейку. На обороте карт печатается подробная легенда, содержащая различную навигационную информа­ цию. Некоторые карты, кроме географической, имеют пря­ моугольную сетку. Карты, предназначенные для граждан­ ской авиации, издаются с минимальной топографической нагрузкой, за счет чего на них нанесена подробная навига­ ционная обстановка.

Для планирования используются карты в широком диа-. пазоне масштабов: от Г: 5 000 000 до 1 : 73 000 000. В даль­ них полетах применяются карты различных проекций, мас­ штабов от 1 : 2 000 000 до 1 : 5 000 000. Из крупномасштаб­ ных наиболее употребительной считается карта масштаба 1 : 250 000 равноугольной конической проекции.

§ 2. ИНТЕГРАЛЬНАЯ, ИЛИ ОБОБЩЕННАЯ, ИНДИКАЦИЯ

Сущность интегральной, или обобщенной, индикации в конечном счете сводится к уменьшению загруженности эки­ пажа путем предъявления ему пилотажно-навигационной информации в легко воспринимаемом виде, минуя проме­ жуточные параметры.

Идея создания интегральных индикаторов появилась давно, но воплощение ее в жизнь зависело от технического

*уровня приборостроения. Прежде чем приобрести совре­ менный вид, интегральные индикаторы прошли много раз­ личных стадий. Прототипом пилотажного интегрального индикатора был авиагоризонт, а навигационного — «авто­ штурман», или автоматический планшет с картой.

Техническому уровню ИТК-1 соответствуют интеграль­ ные индикаторы системы «Привод», дополненные картогра­ фическим автопланшетом. На рис. 40 показана лицевая

сторона КПП (командно-пилотажного прибора), а на рис. 41— лицевая сторойа НПП (навигационно-планового прибора). Эти приборы устанавливаются в центре прибор­ ной панели каждого летчика.

КПП работает по схеме «вид с самолета на землю». При изменении крена накреняется силуэт самолета / (рис. 40), а при изменении тангажа изменяется положение шкалы тангажа 2. Линия горизонта на шкале тангажа обозначается разделом между черным и голубым фоноім.

107

За силуэтом самолета расположены вертикальная ко­ мандная планка 3 управления боковым движением и гори­ зонтальная командная планка 9 управления продольным движением самолета. Вертикальная планка наклрняется вправо и влево относительно нижней точки крепления, а горизонтальная — вверх и вниз.'

рукоятка введения поправок в показания угла тан­

Вертикальная шкала с индексом 8 и горизонтальная шкала с индексом 1 2 показывают соответствующие откло­ нения самолета от заданной траектории. Их показания в зависимости от режима меняются. Вертикальная шкала с планкой в навигационном режиме показывает положение самолета относительно заданной высоты полета, а при за­ ходе на посадку — относительно глиссады планирования: Аналогично меняются показания и горизонтальной шкалы с планкой.

1 08

При неисправности канала бокового управления появ­ ляется флажок-сигнализатор 14 с буквой «К» (курс), а при неисправности канала продольного управления — флажоксигнализатор 10 с буквой «Т» (тангаж).

На лицевой стороне КПП размещаются указатель скольжения 6 , шкала кренов 4, кнопка-лампа арретировання авиагоризонта 7, рукоятка введения поправок в пока-

КУР; 13 — точка отсчета обратного радиопеленга по шкале КУР

зания угла тангажа 5, лампы внутреннего подсвета 11 и 13 и центральный индекс 15 в виде кружка, в пределах ко­ торого удерживается положение командных планок при авто­ матическом и полуавтоматическом управлении самолетом.

В КПП предусмотрен режим «Отключено», когда ко­ мандные планки фиксируются и он используется как обыч-

—ный авиагоризонт.

НПП также работает по схеме «вид с самолета на землю» и является плановым индикатором (рис. 41). Курс

109

самолета отсчитывается по шкале 6 против неподвижного треугольного индекса 5, расположенного по условной про­ дольной оси самолета. Курсовой угол радиостанции (КУР) отсчитывается против стрелки 4 автоматического радио­ компаса (АРК) по неподвижной шкале 3. По обратному концу этой стрелки 1 2 определяются: по шкале курсовых углов 3 — обратный радиопеленг, а по шкале курсов 6 — пеленг самолета относительно приводной радиостанции 13.

На шкале курсовых углов имеются индексы 10, исполь­ зуемые при построении захода на посадку по прямоуголь­ ному маршруту (коробочка). Заданный курс полета инди­ цируется с помощью индекса 7, устанавливаемого рукоят­ кой И.

В центре НПП расположены указатели положения са­ молета относительно заданной траектории 1 и сигнализа­ торы-бленкеры неисправностей наземных радиотехнических средств посадки и навигации 9 в каналах курса «К» и глиссады «Г». На лицевой стороне НПП также находятся лампы внутреннего подсвета 2 н 8 .

Управление интегральными индикаторами КПП и НПП осуществляется с единого пульта управления, на котором имеется переключатель режимов с положениями: «Откл.»— отключено, «МК»—-полет с заданным магнитным курсом, «Навиг.» — навигация по заданной траектории и «Заход»— заход на посадку с помощью РСБН-2 и посадочной си­ стемы.

Анализ зарубежных образцов аналогичных интеграль­ ных индикаторов показывает, что они принципиальных отлігчий не имеют и практически исчерпывают возможности электромеханических индикаторов.

Информация, получаемая летчиками через КПП и НПП, не дает представления о том, где находится самолет отно­ сительно поверхности земли и заданных пунктов полета. Для этого служат картографические автопланшеты с ру­ лонными картами.

Внешний вид планшета показан на рис. 42. Лицевая часть его представляет собой съемную кассету, в которой на двух барабанах заправлена рулонная карта. Индика­ ция MC осуществляется перемоткой карты вверх и вниз, а также смещением индекса самолета влево и вправо. Ме­ ханизм перемотки и смещения находится в корпусе, ко­ торый связан с вычислителем.

Планшет может быть переносным или может постоянно крепиться в удобном для пользования месте. Работа на

110