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

а на окружность, описанную вокруг нее с заданным ради­ усом г3. При определении УР учитывается угол упрежде­ ния ДУР2:

ся продолжением третьего варианта. Разворот начинается с УДН, который по мере приближения к точке 3 умень­ шается до нуля.

В вертикальной плоскости траектория полета на этапе может быть горизонтальной, наклонной или криволиней­ ной. Горизонтальный полет автоматизируется стабилиза­ цией высоты полета относительно заданной. Автоматиза­ ция полета по наклонной прямой сводится к выдержива­ нию вертикальной скорости

ППМКи ППМи, а 5'э— расстояние между ППМ. Автоматизация криволинейного полета в вертикальной

плоскости значительно сложнее, так как в данном случае необходимо задавать закон изменения высоты как функ­ ции

Этот вопрос более подробно будет изложен при рас­ смотрении особенностей полета на участках набора и сни-\ жения.

При анализе приведенных вариантов схем *построения этапов маршрутов в горизонтальной плоскости легко уста­ навливается аналогия характерных точек и примыкающих к ним малых отрезков траекторий — позиций. Эти анало­ гии используются для организации циклической работы ПНК (навигационного вычислителя) и экипажа.

121

- ;

/

Одна из основных функций экипажа — контроль за по­ летом. Автоматизация освобождает экипаж от необходимо­ сти непрерывного контроля за полетом. Чем выше степень автоматизации, точность и надежность ПНК, тем больше интервал между дискретно выполняемыми контрольными просмотрами индикаторов и пультов управления и тем меньше затраты времени на эти операции.

Эффективность контроля за полетом возрастает, если он организуется по характерным точкам и позициям с по­ мощью специальной сигнализации, предупреждающей эки­ паж о приближении к ним. Имеет также значение и целе­ направленность контроля; элементы позиционного контро­ ля могут не только повторяться, но и изменяться. Пока не существует строгих критериев, регламентирующих кон­ троль за автоматизированным полетом, но имеющийся опыт полетов на ДТС дает некоторые основания для фор­ мулирования в самом первом приближении рациональной последовательности или методики позиционного контроля за полетом летчиком (летчиками) и штурманом. В табл. 11 показаны элементы позиционного контроля и параметры, на которых летчик и штурман акцентируют свое внимание.

Приведенные в табл. 11 данные могут рассматриваться как минимум для ПНК-1 и как максимум для ПНК-2. Общая загруженность экипажа по времени контрольными функциями ориентировочно должна быть менее 0,3.

В табл. 11 контрольные функции не распределены ме­ жду первым и вторым летчиками, так как они в большин­ стве случаев дублируют друг друга. Если в составе эки­ пажа нет штурмана, то его функции контроля возлага­ ются на летчиков.

§2. ВОЖДЕНИЕ В РАЙОНЕ АЭРОДРОМА

І. Типовая схема маневрирования в районе аэродрома

Большинство тяжелых самолетов базируется на класс­ ных, хорошо оборудованных, аэродромах, исключение со­ ставляют лишь транспортные ДТС, специально приспо­ собленные для эксплуатации с грунтовых аэродромов.

Существует классификация аэродромов и нормы, опре­ деляющие требования к ВПП, а также к составу и харак­ теристикам наземного оборудования.

Автоматизация вождения в районе классного аэродрома (выше второго класса) имеет ряд особенностей, влияющих

І24

на состав и характеристики наземного и бортового обору­ дования.

Основные из них:

—при полете в районе аэродрома предпочтение от­ дается неавтономным средствам, поскольку требуемые точ­ ность и надежность определения MC по мере приближения

кВПП резко возрастают;

—быстромеияющаяся воздушная обстановка, обуслов­

ленная высокой интенсивностью полетов и разнотипностью самолетов, требует оперативного изменения программы полета по командам с наземного КП;

— полеты в районах аэродромов, регламентируются не­ только общими правилами, но и инструкциями, учитываю­ щими специфику данного аэродрома;

— в целях обеспечения безопасности в районах аэрод­ ромов осуществляется усиленный и многоканальный конт­ роль за полетом каждого самолета.

Управление полетами в районах’ аэродромов произво­ дится с наземных КП, оснащенных различными средствами связи и контроля. Здесь нет необходимости перечислять все наземное, оборудование, достаточно лишь указать ңа оборудование, имеющее прямое отношение к автоматиза­ ции вождения.

Современные аэродромы второго класса, не говоря уже об аэродромах первого класса, а тем более о внеклассных аэродромах, в составе наземного оборудования имеют радиомаяки систем ближней навигации (или систему VOR в сочетании с DME), постепенно вытесняющие приводные радиостанции, а также курсовые, глиссадные и маркерные радиомаяки.

На рис. 47 приведена схема полета по кругу двумя раз­ воротами на 180° (наиболее подходящая для тяжелых самолетов), на которой показано размещение радиомаяков в системах СП-50М и ИЛС во взлетно-посадочной систе­ ме координат хвп, у ви. Начало этой системы координат совпадает с центром ВПП, а положительное направление оси у т — с направлением взлета и посадки, противополож­ ным направлению господствующего ветра (Urocn). На схе­ ме даны условные обозначения основных параметров по* лета по кругу, приведены желательные значения дально­ стей Ди Дг и Двг с точки зрения унификации алгоритма вычислителя системы ближней навигации и посадки.

Несмотря на некоторое различие в расположении и ха* рактеристиках радиомаяков в указанных системах, приве*

125

денная схема полета по кругу может рассматриваться как типовая.

На рис. 48 показана типовая схема маневрирования тяжелых самолетов в районе аэродрома, в которой за основу принят полет по кругу двумя разворотами на 180°. Эта схема пригодна и для-других классов самолетов, она наилучшим образом приспособлена к размещению радио­ маяка РСБН (или TACAN) вблизи ВПП, центр которой принят за начало полярной и прямоугольной систем коор­ динат Лб.п, У5 .н, используемых в районе аэродрома для целей ближней навигации и управления. За начало отсче­ та азимута принято северное направление магнитного меридиана.

Схема маневрирования в районе аэродрома упрощает­ ся, если стандартный маневр полета по кругу выполняется вправо и влево (на рис. 48, а стандартные маневры пока­ заны двойной линией) и радиусы разворотов тоже стан­ дартные. При современных наземных средствах контроля за самолетами подобный маневр, несмотря на отступление от существующих правил, вполне приемлем. Маневр в рай­ оне аэродрома при входе и выходе сводится только к одно­ му развороту.

Приведенная на рис. 48 схема хорошо согласуется со схемой захода на посадку с рубежа начала снижения, про­ веренной на практике.

'Для всех тяжелых самолетов можно принять гст= 5 км. Учитывая, что скорость самолетов при полете по кругу 400—500 км/ч, крены должны быть в пределах у=14н-22°, а поперечная перегрузка — л„ = 1,041,1.

При значениях = 10 км, Д 2= 20 км и гст= 5км радиус района аэродрома можно принять равным 35—40 км. Чтобы при смене старта не менялись ИПМ и КПМ, их лучше выбирать на границе района аэродрома. С точки зрения удобства построения маневра нежелательно, ,чтобы ИПМ и КПМ находились в полосе ± 2 гст относительно оси г/вп-

На рис. 48 для примера показано пять пунктов П і_5, одновременно являющихся ИПМ и КПМ маршрутов I—V. От пунктов /7!_5 проведены выходные (сплошные линии, обозначенные Іи — 5и) и входные траектории (пунктирные линии, обозначенные 1к — 5к). Каждая выходная траекто­ рия сопряжена с ближайшим первым разворотом, а каж­ дая входная — с ближайшим вторым разворотом.

127

1

а

Н 'jQQ — 9000м

Рис. 48. Типовая схема маневрирования в районе аэро­ дрома

Над пунктами Я t_5 и в точках пересечения конфликт­ ные ситуации устраняются эшелонированием по высоте

угол разворота над ИПМ обычно менее 45°.

Начиная с высоты 3000 м над границей района аэрод­ рома могут располагаться зоны Ожидания, эшелонирован­ ные до Н = 6000 м через 300 м, а выше — до Н = 9000 м через 600 м. Заметим, что за рубежом интервалы эшелони­ рования приняты меньше, а это значит, что там требуется более точное выдерживание высоты эшелонирования с

2. Необходимость и возможность автоматизации взлета

Вопрос об автоматизации взлета не стоит так остро, как об автоматизации посадки. Это объясняется прежде всего тем, что выполнение взлета даже со взлетным весом, близким к максимальному, проще выполнения посадки.

Здесь уместно подчеркнуть, что время взлета играет важную роль, оно является одним из исходных условий любого полета, а тем более автоматизированного, выпол­ няемого по заранее намеченной программе. Чтобы точно по времени совершить взлет, экипаж должен располагать некоторым резервом времени.

Перед взлетом выпускаются закрылки, и двигатели переводятся на максимальный или форсированный режим. Взлет начинается с момента ,трогания самолета, вырулив­ шего на старт в начале ВПП; траектория взлета состоит из фазы разбега и начальной фазы полета. Расстояние, пройденное самолетом с момента трогания до набора высоты 25 м, принято называть взлетной дистанцией LBK (рис. 49).

Направление разбега выдерживается сначала с по­ мощью тормозов, а затем, когда скорость самолета достиг­ нет величины V —120ч-150 км/ч,— рулем направления. От­ рыв самолета от ВПП происходит на скорости

где Овал— взлетный вес самолета; р5 — постоянная для данных условий величина;

су0Тр — коэффициент подъемной силы в момент от­

рыва с учетом выпущенных закрылков; Ру — вертикальная составляющая тяги.

ВН

Lpa3g — длина разбега; £ вд — длина взлетной дистанции

Методика отрыва зависит от аэродинамических харак­ теристик самолета, конструкции шасси и механизации крыла. С момента отрыва начинается полет.

Автоматизация разбега принципиально " возможна. Законы управления боковым движением самолета при раз­ беге можно представить в таком виде [6]:

нения самолета от оси ВПП (z), а также их производных.

130

Вероятно, эту задачу можно решить при наличии прецезионной инерциальной системы.

Управление в вертикальной плоскости возможно осу­ ществить с помощью программного устройства, подающего команды на руль высоты в зависимости от скорости:

8,= /( Ю ,

Яст— статическая тяга (на месте);

ВПП, равный 0,06.

На длину разбега влияют температура и давление воз­ духа, режим работы двигателей, угол атаки .к моменту отрыва, угол отклонения закрылков и другие факторы. Автоматизировать разбег очень трудно, в" то время как хорошо подготовленный экипаж выполняет разбег вруч­ ную без особых затруднений.

Начальную фазу полета, относящуюся к взлету тяже­ лого самолета, можно продолжить до точки выхода на высоту круга ВКЗдесь происходит набор высоты с не­ большим разгоном. Начиная с высоты' 25 м убираются шасси и закрылки (плавно или ступенчато). Угол атаки при этом уменьшается и увеличивается ускорение. Только после этого облегчается режим работы двигателей и уста­ навливается скорость набора высоты круга

позволяют переходить' на автоматизированный полет яачи-