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

мобильность, что очень важно при подготовке летных эки­ пажей.

Следует обратить внимание на различные возможности тренировки летчиков и штурманов. На подавляющем боль­ шинстве современных тяжелых самолетов в составе эки­ пажа предусматриваются два летчика. Это существенно упрощает задачу контроля за уровнем подготовки и тре­ нировки в обычных полетах одного из летчиков.

Значительно сложнее дело обстоит со штурманами, осо­ бенно на СТС, где нет возможности взять в полет инструк­ тора. Именно поэтому и возникает такая острая необходи­ мость в создании штурманских летающих тренажеров, имитирующих условия полета и оборудование СТС.

Таким образом, основное назначение наземных и лета­ ющих тренажеров — это обучение и поддержание достиг­ нутого уровня подготовки летного состава. В первом слу­ чае тренировки, как правило, производятся под руковод­ ством инструкторов, а во втором — главным образом само­ стоятельно.

При обучении летного состава автоматизированному вождению на тренажерах строго соблюдается принцип последовательного перехода от простых навыков и дейст­ вий к более сложным. Сначала обучение ведется на специ­ ализированных тренажерах, а затем переходят на комп­ лексные. При этом содержание самих тренировок тоже постепенно усложняется.

Особое внимание уделяется отработке безошибочного ввода программы полета. Каждый параметр, введенный в

действиях с многочисленными органами управления, инди­ каторами и сигнализаторами ПНК-

Завершающая стадия тренировки — отработка рацио­ нальных действий экипажа в особых случаях в полете, когда создается усложненная обстановка.

Тренировки летного состава, уже летающего на данном типе тяжелого самолета, строятся совершенно по другому принципу.

Отработка ведется «выборочно», т. е. только тех навы­ ков, которые требуют восстановления или дальнейшего совершенствования. При затруднениях тренирующимся оказывается квалифицированная помощь в виде показа или консультаций.

172

Зачастую задачей тренировки ставится выработка на­ выков в рациональном распределении внимания при кон­ троле за автоматизированным полетом. Особенностью это­ го вида тренировки является почти полное отсутствие руч­ ных операций и самоконтроль тренирующегося.

Тренировкой также достигается и уменьшение загру­ женности за счет цикличности контроля за полетом и

§2. ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ПОДГОТОВКА К ПОЛЕТУ

1.Предварительный и инженерно-штурманский расчет

полета

С получением задачи на полет намечается маршрут, профиль и режим полета с учетом тактической обстановки или установленных требований к выполнению трассовых полетов.

Выбор маршрута производится по карте с нанесенной обстановкой, позволяющей учесть необходимые ограниче­ ния. При автоматизированном полете не обязательно, что­ бы за ППМ принимались характерные ориентиры. Пред­ почтение отдается точкам, в которых меняется режим полета.

За ИПМ и КПМ удобно брать точки на границе аэро­ дромной зоны полетов, удаленной от центра ВПП на 35— 40 км. ППМ, соответствующие точке выхода на крейсер­ ский режим (ТВр) и точке начала снижения с крейсер­ ского режима (ТСК), выбираются по возможности-с уче­ том влияния температуры и ветра. На участке набора вы­ соты для СТС иногда намечается промежуточная точка перехода в горизонтальный полет для разгона.

Остальные ППМ выбираются с учетом конкретных условий полета. В общем случае продолжительность поле­ та на этапе для ДТС составляет 20—30 мин, а для СТС — 15—20 мин.

Маршрут наносится на полетную карту, определяется его протяженность, затем она сравнивается с заблаговре­ менно рассчитанной практической дальностью для подхо­ дящих условий полета. Если намеченный полет обеспечи­ вается запасом топлива, то выполняется предварительный расчет полета.

Предварительный расчет полета в целях экономии вре­ мени производится приближенно. Его результаты исполь­

173

зуются для планирования полетов, подготовки самолета и его оборудования и составления заявки на прогнозирова­ ние погоды.

Результаты предварительного расчета полета оформля­ ются в виде формы № 3, приведенной в приложении 7.

Предварительный расчет полета производится в сле­ дующем порядке:

1. С карты, на которой нанесен маршрут, снимаются координаты аэродрома взлета, аэродрома посадки и пово­ ротных пунктов маршрута. Эти данные записываются во вторую графу и примечаниях. Линейкой и транспортиром снимаются с карты расстояния между ППМ (5Э) и сред­ ние заданные путевые углы (ЗПУ) и записываются соот­ ветственно в четвертую и пятую графы. Общая протяжен­ ность маршрута находится суммированием 5Э.

2. Из формы № I делаются выборки высот над ППМ и средних скоростей по этапам и записываются соответст­ венно в третью и шестую графы. В седьмую графу зано­ сится значение сезонного эквивалентного или обобщенного ветра, заблаговременно рассчитанного для данной трас­ сы, полосы или сектора. В частном случае, если ЗПУ отли­ чается от угла ортодромии более чем на ±30°, вносятся необходимые поправки.

3. Поэтапно или сразу для нескольких этапов рассчи­ тывается время

t = -----(163)

^ср І “ тр

Суммированием t определяется время полета по мар­

шруту tnon-

По заданному московскому (или гринвичскому) време­

ИПМ и от КПМ до момента посадки. Определяется мос­ ковское время взлета и посадки.

Для наглядности расчетная таблица дополняется про­ филем! Если есть возможность, то уточняется траектория набора крейсерской высоты с учетом АГСр, которая выби­ рается из формы № 2.

Если траектория набора высоты уточнена с учетом ДТ'ср, то предварительный расчет дает минимальную ин­

174

формацию о программе полета. В ряде случаев этой инфор­ мацией можно ограничиться.

С получением прогноза погоды производится полный инженерно-штурманский расчет, уточняющий результаты предварительного расчета и включающий в себя расчет расхода топлива.

В приложении 8 приведен инженерно-штурманский рас­ чет полета по маршруту (форма № 4). Таблица также иллюстрируется профилем.

Порядок инженерно-штурманского расчета следующий. 1. В форме № 4 заполняются первые пять граф выбор­ кой из формы № 3. В шестую, седьмую и восьмую графы

заносятся прогностические данные. Дальнейший расчет ведется построчно.

2. По приближенному значению высоты над ППМ (пя­ тая графа) и прогнозируемому отклонению температуры ДГср (шестая графа) уточняются начальные и средние значения: Наач, Еиач, Нср и Е0рДалее с помощью расчет­ чика или ветрочета с навигационной линейкой определяет­ ся путевая скорость и время пролета этапа.

В случае больших отклонений температуры на участке набора высоты для СТС уточняется время и дальность на­ бора (t^, Ln) по заблаговременно выполненным расчетам

или с помощью инструкции по расчету дальности и про­ должительности полетов.

3. По ДГср, Нср, Уср и весу самолета G уточняется по­ требное число оборотов двигателей п и часовой или кило­ метровый расход топлива. Если определяется километро­ вый расход, то дополнительно рассчитывается воздушный путь

Вычитая расходуемое топливо на этапе из запаса топ­ лива, получаем его остаток в конечном ППМ. Для опреде­ ления веса самолета на середине этапа применяется после­ довательное приближение.

4. В последнюю очередь рассчитывается временной гра­ фик. Опорной величиной является заданное московское (или международное) время прохода какого-либо ППМ.

175

Остальные моменты прохода ППМ определяются последо­ вательным вычитанием или суммированием этапных про­ межутков времени.

Инженерно-штурманский расчет полета дает более точную информацию, на основе которой формируются все остальные элементы программы автоматизированного по­ лета.

альной видимости, от него зависит режим работы астро­ корректоров оптического диапазона. Кроме того, переходы

Тгр,ѵ

24

20

Гб-

12

4

/ООО 2000 3000 4000 SOOO <9000 L , HM

Рис. 65. График встречи с рассветом и темнотой

от дня к ночи и наоборот влияют на работу некоторых радионавигационных и радиосвязных систем дальнего дей­ ствия.

Поэтому возникает необходимость в определении вре­ мени и места встречи в полете с рассветом и темнотой. Эта задача просто решается с помощью графика,' пример которого показан на рис. 65.

Для построения такого графика необходимо иметь ин­ женерно-штурманский или предварительный расчет поле­ та и ААЕ (Авиационный астрономический ежегодник). График строится в координатах: дальность полета по

176

маршруту (L) и гринвичское или московское время (7Vp или Ты) .

На графике по выбранным с некоторым интервалом опорным ППА! сначала наносятся точки, а затем строятся кривые рассвета и наступления темноты на крейсерской высоте полета, а также линия пути. Пересечение линии пути с соответствующими кривыми, как показано на рис. 65 штриховыми линиями, дает возможность определить время и место изменения естественного освещения в полете.

Порядок определения времени наступления рассвета и темноты с учетом высоты полета в заданной точке описан в ААЕ.

Подобная задача может быть решена и с помощью спе­ циального планшета ПШ-13. На нем имеется возможность определить место и время изменения естественного осве­ щения при полете по маршруту на уровне моря и на высо­ те 10 км. Задача решается по местному или поясному вре­ мени.

Переход от одного времени к другому производится по соотношениям:

ских исходных данных зависят от технических возможно­ стей НК и астрокорректора. Например, для простейшего НК-1 с ЗОО, в котором счисление пути ведется только в ортодромических координатах, необходимо:

—согласовать ортодромические системы координат ЗСО и счисления пути;

—составить таблицу экваториальных координат Солн­ ца, пар звезд и географических координат (времени) пе­ рестройки 3GO;

—выбрать из ААЕ г^р и 5ГР для моментов включения

3CQ.

177

Для выбора пар звезд и определения координат точек перестройки ЗСО используются специальные планшеты ПВЗ-С и ПВЗ-Ю, предназначенные для Северного и Южного полушарий. Задача решается также через местное время.

Для НК-2, в котором предусматривается ввод эквато­ риальных координат светил в память ЦНВ-2 или астрокорректора, делается только выборка из ААЕ <Гр или Srp на момент включения. В этом случае экваториальные коор­ динаты навигационных светил готовятся и вводятся в па­ мять заблаговременно.

Для подготовки радиотехнических исходных данных используются справочные материалы и карта навигацион­ ной обстановки с нанесенными на ней рабочими зонами радионавигационных систем и средств.

К радиотехническим исходным данным относятся:

—координаты и признаки опознавания характерных радиолокационных ориентиров;

—координаты и режим работы (номера каналов) на­

земных и самолетных маяков РСБН;

— координаты и режим работы посадочных систем; схемы маневра в районе основного и запасных аэродромов посадки.

Подбор этих данных, проверка и сведение в формали­ зованные таблицы представляют значительные трудности и требуют большой затраты времени. Поэтому часть ин­ формации может готовиться заблаговременно.

В настоящее время известны попытки автоматизиро­ вать этот трудоемкий процесс.

3. Составление плана и программы полета. Контроль готовности экипажа

План полета — это целенаправленная последователь­ ность действий экипажа. Он составляется применительно к

в произвольной форме. Он содержит минимально необхо­ димую информацию о порядке выполнения полета, приме­ няемых средствах, ограничениях, мерах безопасности и действиях экипажа в особых случаях в полете. При меж­ дународных полетах план полета («Flight plan») состав­

178

ляется на английском языке по строго установленной ИКАО форме.

Кроме плана к полету готовится бортовой журнал, в который записываются результаты инженерно-штурман­ ского или предварительного расчета. Информация, содер­ жащаяся в плане полета, бортжурнале и на полетной маршрутной карте, представляет собой основу программы полета.

На уровне ПНК-2 программа полета дополняется исход­ ными данными, вводимыми в различные запоминающие устройства и определяющими «заданные» параметры по­ лета. Всю эту информацию можно разделить на три группы.

Первую группу представляют константы, связанные с данным типом самолета. Исходные данные, относящиеся к первой группе, готовятся и вводятся в запоминающие устройства заблаговременно.

Ко второй группе вводимой в запоминающие устрой­ ства информации относятся исходные данные, связанные с районом и сезоном полетов. Она обновляется при измене­ нии района или сезона полетов.

И, наконец, в третью группу входит информация, кото­ рая может меняться от полета к полету.

Объем исходных данных третьей группы для нерегу­ лярных внетрассовых полетов, характерных для военных тяжелых самолетов, отличается от объема исходных дан­ ных для регулярных трассовых полетов, присущих граж­ данским самолетам.

Программа может вводиться в запоминающие устрой­ ства вручную или автоматически. Для автоматического ввода она преобразуется из формализованных таблиц в перфокарты или перфоленты. Хотя эта операция может и не входить в функции экипажа, все же он привлекается для контроля за безошибочностью конечной программы полета.

Предварительная подготовка к полету заканчивается оформлением полетной документации, содержащей про­ грамму полета, и контролем готовности экипажа.

У каждого члена экипажа в соответствии с выполняе­ мыми функциональными обязанностями проверяется зна­ ние на память некоторой части информации, относящейся к программе полета. Весьма желательно, чтобы контроль готовности совмещался с тренировками на наземных или летающих тренажерах.

179

§3. ПРЕДПОЛЕТНАЯ ПОДГОТОВКА К ПОЛЕТУ

ИПОСЛЕПОЛЕТНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ

Винтересах обеспечения автоматизации вождения на экипаж тяжелого самолета (летчиков и штурмана) возла­ гаются следующие функции:

—ознакомление с самым свежим прогнозом погоды на

предстоящий полет;

—уточнение задачи полета, исходных данных и кор­ ректирование программы полета;

—контроль готовности ПНК и ввод программы в за­

поминающие устройства;

— установка точного времени (синхронизация часов),

апри наличии инерциальных систем — их выставка;

—установка и контроль исходного положения всех ор­ ганов управления ПНК, индикаторов и сигнализаторов.

Следует отметить, что время, которым располагает

экипаж для предполетной подготовки, обычно очень огра­ ничено.

Параллельно с предполетной подготовкой, выполняе­ мой летчиками и штурманами, силами и средствами на­ земной службы инженерно-технического обеспечения под руководством бортинженера производится предполетная подготовка самолета и двигателей, ПНК и другого борто­ вого оборудования.

Предполетная подготовка ПНК, а тем более всего бор­ тового комплекса оборудования современного тяжелого самолета, например С-5А, в ограниченное время представ­ ляет собой чрезвычайно сложную техническую задачу. При этом основные трудности заключаются не в устране­ нии неисправностей, а в их обнаружении и прогнозиро­ вании.

В поисках решения этой задачи создано много различ­ ных систем автоматизированного контроля (САК), отли­ чающихся по принципу действия, структуре, глубине кон­ троля, функциям и другим техническим характеристикам.

На техническом уровне ПНК-1 большинство САК пред­ ставляют собой подвижную наземную установку, подклю­ чаемую к самолету на период контроля. Подобные САК для транспортных самолетов, рассчитанных на посадку на грунтовые и даже неподготовленные площадки, непри­ годны.

Самолет С-5А, например, оборудован встроенной в бор­ товой комплекс САК типа MADAR. Система работает ие-

180

прерывно, начиная с предполетной подготовки и кончая послеполетным осмотром.

В состав системы MADAR входит вычислитель с запо­ минающим устройством на 8000 слов, предназначенный для хранения рабочих характеристик бортового оборудо­ вания, автоматического опроса до 1000 контрольных точек по заданной программе, обнаружения неисправных блоков и выдачи данных на индикаторы бортинженеру и в печа­ тающее устройство.

Система может работать в двух режимах: автоматиче­

когда в этом возникает необходимость.

Система способна автоматически находить сигнал, вы­ шедший за допустимые пределы, и зафиксировать (запи­ сать) место, вид и время отказа. Эти данные параллельно с печатающим устройством фиксируются самописцем, и, кроме того, номер отказавшего блока высвечивается на индикаторе.

Вручном режиме бортинженер имеет возможность сравнивать отображаемые на осциллографе сигналы от контрольной точки с эталонными эпюрами, проектируемыми на специальный экран с диапозитивов.

Всистеме предусмотрена возможность записи 25 пара­ метров. В дальнейшем количество записываемых парамет­ ров предполагается увеличить.

Применение подобной САК позволяет сократить время на предполетную подготовку всего бортового комплекса оборудования до 60—40 мин. Это время составляет лишь часть времени стоянки самолета между предыдущим и по­ следующим полетами.

Время простоя самолета по соображениям боеготовно­ сти или по экономическим соображениям желательно со­ кратить. Минимальное время простоя зависит от многих факторов и устанавливается отдельно для каждого типа самолета.

Летчики и штурман располагают ограниченным време­ нем на предполетную подготовку. Часть предполетной под­ готовки выполняется вне самолета, а часть — после по­ садки экипажа в самолет. Последовательность рдботы экипажа с ПНК после посадки в самолет зависит от со­ става ПНК и его технических характеристик.

181