книги из ГПНТБ / Учебник механика военно-воздушных сил. Радиооборудование самолетов

определяться не только путевой скоростью, но будет зависеть и от вертикальной скорости самолета. Для ис­ ключения подобных ошибок в измерении величины пу­ тевой скорости используются системы с тремя радио­ лучами. Два радиолуча направлены вперед, как и в двухлучевой системе, а третий луч направлен назад вправо или влево. Тогда при снижении самолета часто­ та отраженных от земли радиоволн в одном из лучей, направленных в сторону полета, будет выше частоты

излучаемых радиоволн на частоту Доплера

в то время как частота отраженных

радиоволн в радиолуче, направленном по полету назад, будет меньше частоты излучаемых колебаний на ту же частоту Доплера. Приемное устройство выделяет раз­

вую скорость самолета W. Но теперь подъем или сни­ жение самолета не будет влиять на показания системы.

Наряду с трехлучевыми устройствами находят ши­ рокое применение четырехлучевые системы с лучами, направленными вперед влево, вперед вправо, назад влево и назад вправо. В четырехлучевых системах вы­ деляются две разности частот отраженных радиоволн между двумя парами лучей. Одну пару составляет ра­ диолуч, направленный вперед влево, и радиолуч, на­ правленный назад вправо. Два других радиолуча со­ ставляют вторую пару. Добившись равенства получен­ ных разностей частот, можно определить направление путевой скорости, т. е. угол сноса. Измерив частоту Доп­ лера одной из пар лучей, определим величину путевой скорости. Достоинством четырехлучевых систем являет­ ся отсутствие ошибки в определении путевой скорости за счет изменения угла крена, поскольку если частота отраженных радиоволн в одном из радиолучей какойлибо пары увеличится, то в другом радиолуче она

уменьшится, а разность частот останется без изме­ нения.

В одно- и двухлучевой системах для устранения оши­ бок в измерении путевой скорости за счет крена само­

340

лета антенную систему устанавливают на стабилизиро­ ванной в пространстве платформе. Кроме того, в этих системах требуется высокая стабильность частоты пере­ датчика, поскольку изменение частоты передатчика в них ведет к изменению частоты Доплера, а следова­ тельно, к ошибке определения величины путевой ско­ рости.

В трех- и четырехлучевых системах значительно сни­ жается требование к стабильности частоты передат­ чика, так как в этих устройствах производится сравне­ ние частоты отраженных сигналов. Автономные допле­ ровские измерители вектора путевой скорости работают в сантиметровом диапазоне, так как в этом диапазоне можно создать остронаправленные антенны и получить значительные изменения частоты Доплера при малых изменениях величины путевой скорости. В связи с за­ труднениями стабилизации частоты передатчика в сан­ тиметровом диапазоне волн применяют только трех- и четырехлучевые системы.

2. АВТОНОМНАЯ ДОПЛЕРОВСКАЯ СИСТЕМА

В качестве типового автономного доплеровского из­ мерителя путевой скорости рассмотрим четырехлуче­ вую систему, которая измеряет величину путевой ско­ рости, угол сноса и пройденное расстояние

Упрощенная блок-схема такого устройства приве­ дена на рис. VII.17.

Антенное устройство этой системы состоит из четы­ рех антенн, формирующих четыре радиолуча. Ширина диаграмм направленности антенн равна 2,5°. Направле­ ния радиолучей составляют с горизонтальной плоско­ стью угол т= 60°- Антенны работают попарно. Их пере­ ключение происходит механическим путем.

Приемопередатчик выполнен в видё двух герметиче­

рует серии радиоимпульсов, которые излучаются попе­ ременно то одной парой антенн, то другой. Во время излучения антеннами радиоимпульсов на приемник по­ дается запирающее напряжение. Прием сигналов про­ изводится в момент пауз между посылками импульсов. Принятые радиосигналы усиливаются в приемнике и по-

341

Даются в блок выделения частоты Доплера. В этом блоке выделяется разность частот радиосигнала, приня­ того задней и передней антеннами двух пар антенн, раз­ ность частот одной из пары станций подается в блок определения путевой скорости и пройденного пути. Пу­ тевая скорость и пройденный путь определяются с по­ мощью велодина. Последний представляет собой ми­ ниатюрный мотор-генератор. Скорость вращения его

п у т и

Рис. VII.17. Блок-схема автоматического измерителя путевой скоро­ сти, угла сноса и пройденного расстояния, работающего на принципе эффекта Доплера

как мотора определяется значением доплеровской ча­ стоты. Величина напряжения, вырабатываемого генера­ тором, является мерой путевой скорости самолета. Чис­ ло оборотов оси велодина, однозначно связанное с прой­ денным расстоянием, подсчитывается счетчиком. Для определения угла сноса антенная система поворачивает­ ся с помощью мотора вокруг вертикальной оси. Враще­ ние мотора происходит под действием управляющего напряжения, формируемого в блоке формирования уп­ равляющего напряжения, куда поступают доплеровские частоты от двух пар антенн. В результате сравнения доплеровских частот от двух пар антенн в этом блоке формируется управляющее напряжение, полярность ко­ торого зависит от того, больше или меньше доплеров­ ская частота от первой пары антенн по сравнению с

342

доплеровской частотой от второй. Под действием уп­ равляющего напряжения мотор вращает антенную си­ стему в сторону равенства доплеровских частот от двух пар антенн. При равенстве этих частот угол сноса равен углу между антенной системой и продольной осью са­ молета. Угол сноса отсчитывается с помощью индика­ тора, который сельсинной передачей связан с осью вра­ щения антенны.

Точность определения путевой скорости ±0,2% от ее истинного значении, а угла сноса ±0,2°. Вес этих си­ стем зависит от их характеристик и конструкции и со­ ставляет от 40 до 180 кгс. Если данные о величине путе­ вой скорости и угле сноса вместе с курсовым углом от компаса подать на вычислительную машину, то с ее помощью можно в любой момент времени определить положение самолета, его скорость, направление и ско­ рость ветра. Если из вычислительной машины подать напряжение, пропорциональное отклонению самолета от курса вследствие сноса его ветром, на автопилот, то этим значительно увеличится эффективность использо­ вания автопилота. Автономные доплеровские измерите­ ли вектора путевой скорости обычно работают совмест­ но с подобными вычислительными устройствами, кото­ рые получили название автоштурмана.

§ 7. СИСТЕМЫ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ

Посадка самолетов включает в себя: привод само­ летов в район аэродрома, управление движением само­ летов в районе аэродрома и обеспечение непосредствен­ ной посадки самолетов. Для выполнения вышеуказан­ ных задач в настоящее время находят применение уп­ рощенные, радиомаячные и радиолокационные системы посадки самолетов.

1. УПРОЩЕННЫЕ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ

С помощью упрощенной системы посадки самолетов осуществляются: привод самолетов в район аэродрома; расчет на посадку, обеспечивающий выход самолета на курс посадки; снижение и приземление самолета на взлетно-посадочную полосу (ВПП).

343

Типовая схема размещения радиотехнического обо­ рудования упрощенной системы представлена на

ленгатор. В подвижном варианте ближний радиомаркер отсутствует. Для обеспечения надежной двусторонней радиосвязи самолета с аэродромом служат командно­ стартовые радиостанции, одна из которых размещается около выносного командно-стартового пункта (КСП).

Кроме радиотехнического оборудования, в упрощен­ ную систему посадки входит наземное светотехническое оборудование. Оно служит для визуальной ориентиров­ ки летчика относительно ВПП, обозначения ее границ, ориентировки экипажа самолета на ВПП и сигнализа­ ции разрешения или запрещения посадки. Управление работой системы посадки осуществляется с командно­ диспетчерского пункта (КДП).

Привод самолетов осуществляется с помощью само­ летного радиокомпаса на дальнюю приводную радио­ станцию, которая обычно имеет большую мощность из­ лучения, чем ближняя. Момент пролета дальней привод­ ной радиостанции фиксируется по сигналам маркерно­ го радиомаяка (расположенного вместе с дальней приводной радиостанцией), принимаемым маркерным радиоприемником на самолете, и изменению на 180° по­ казаний индикатора самолетного радиокомпаса. После этого выполняется расчет на посадку.

Расчет на посадку заключается в выполнении такого маневра самолета, пришедшего к аэродрому с любого направления, в результате которого он точно выходит на курс посадки на заданной высоте и с определенного расстояния от начала ВПП начинает снижение. К даль­

руется с помощью радиовысотомера в момент пролета над дальним маркерным пунктом (рис. VI 1.18, б). После этого осуществляются полет на ближнюю приводную радиостанцию и снижение самолета с необходимым уг­ лом планирования. В момент пролета среднего маркер­ ного пункта снова измеряется высота, которая в этом

344

Связные командностартовые радио-

6

планирования

« У

Курсовой радиомаяк

Слиссадный

радиомаяк

г

Рис. VII,18. Посадка самолетов с помощью радиосредств

345

месте должна быть порядка 50 м. Над ближним мар­ кером самолет должен пролететь на высоте примерно 15 м. После пролета ближнего маркерного пункта даль­ нейшее снижение и приземление самолета осуществля­ ются с помощью светотехнического оборудования.

Преимуществом упрощенных систем посадки яв­ ляется простота наземного и самолетного оборудования, что позволяет применять их на полевых аэродромах. Существенным их недостатком является то, что они не позволяют осуществлять опознавание самолетов и кон­ троль за движением самолетов в районе аэродрома и управление ими.

2. РАДИОМАЯЧНЫЕ СИСТЕМЫ ПОСАДКИ САМОЛЕТОВ

Комплексные радиомаячные системы посадки по приборам предназначены для обеспечения посадки как одиночных, так и групп самолетов ночью и днем при значительно более сложных метеорологических услови­ ях, чем это могут обеспечить упрощенные посадочные системы.

В состав комплексных радиомаячных систем посадки самолетов, помимо радиотехнических и светотехниче­ ских средств упрощенной системы посадки, входят тех­ нические средства аэродромного управления (диспет­ черское оборудование) и радиомаячное оборудование, предназначенное для указания самолетам линии плани­ рования. В состав диспетчерского оборудования, как правило, входят обзорный и диспетчерский радиолока­ торы, автоматический ультракоротковолновый радиопе­ ленгатор, импульсный радионавигационный дальномер, счетно-решающие устройства, средства командной ра­ диосвязи.

Обзорный радиолокатор, работающий обычно в ме­ тровом диапазоне волн, используется для непрерывного наблюдения за общей воздушной обстановкой в рай­ оне аэродрома в радиусе до 70—80 км, управления дви­ жением самолетов на подходах к аэродрому и в про­ цессе их захода в зоны ожидания. С этой целью его выносной индикатор кругового обзора устанавливается на КДП. Диспетчерский радиолокатор, работающий в сантиметровом диапазоне волн, используется для опе-

346

радивного управления движением самолетов, находя­ щихся в зонах ожидания, осуществляющих заход на по­ садку и снижение по линии планирования, совершаю­ щих приземление и передвигающихся по ВПП и,рулеж­ ным дорожкам. Для этих целей используется несколько индикаторов с различными масштабами разверток, ко­ торые выносятся на КДП. Индикация на всех экранах индикаторов осуществляется одновременно. По индикато­ рам с мелкими масштабами разверток ведется наблюдение самолетов, находящихся в зонах ожидания и осущест­ вляющих заход на посадку. Индикаторы с большими масштабами разверток служат для наблюдения за под­ ходом самолетов к ВПП и их передвижением при про­ беге и рулежке. Автоматический ультракоротковолно­ вый радиопеленгатор служит для опознавания групп и отдельных самолетов, прибывающих в район аэродрома, и для определения их азимутов. Опознавание самолетов происходит при совместном использовании радиопелен­ гатора и обзорного или диспетчерского радиолокатора. При работе самолетной радиостанции на рабочей ча­ стоте радиопеленгатора на его индикаторё появляется радиальная стрелка, указывающая азимут самолета. По индикатору радиолокатора кругового обзора нахо­ дят отметку самолета под этим азимутом и, таким обра­ зом, определяют, с каким именно самолетом в данный момент поддерживается связь. Импульсный радионави­ гационный дальномер, состоящий из самолетного за­ просчика и наземного ответчика, позволяет экипажу самолета непрерывно определять расстояние до аэро­ дрома и осуществлять опознавание аэродрома по виду ответных сигналов наземного ответчика. Счетно-решаю­ щие устройства используются для предварительной об­ работки данных о самолетах, приближающихся к рай­ ону аэродрома, для определения времени их прибытия и задержки в воздухе и других целей. Для обеспечения командной связи используются стандартные радиостан­ ции ультракоротковолнового и коротковолнового диапа­

ния самолетам линии планирования при посадке, состо­ ит из курсового и глиссадного радиомаяков и соответ­ ствующих самолетных радиоприемников.

347

Курсовой радиомаяк устанавливается на некотором

(рис. VII. 18,в). Глиссадныщ радиомаяк устанавливается сбоку ВПП примерно на траверсе оптимальной точки приземления. Его зона ориентируется наклонно так, чтобы она совпадала с заданной плоскостью планиро­ вания (рис. VII.18,г). Пилотирование самолета при по­ садке по заданной линии планирования летчик произво­ дит путем выдерживания посадочного направления и снижения в плоскости планирования, пользуясь показа­ ниями двухстрелочного прибора, включенного на выход курсового и глиссадного радиоприемников. Вертикаль­ ная стрелка этого прибора отклоняется под действием выходного тока курсового радиоприемника, а горизон­ тальная— глиссадного радиоприемника. При правиль­ ном заходе на посадку и снижении самолета по задан­ ной линии планирования вертикальная и горизонталь­ ная стрелки прибора пересекаются в центре шкалы. При отклонении самолета от центра оси ВПП вертикальная стрелка прибора отклоняется вправо или влево в зави­ симости от того, в какую сторону сместился самолет. Точно так же при смещении самолета вверх или вниз относительно заданной плоскости планирования гори­ зонтальная стрелка прибора перемещается вниз или вверх от центра, указывая, где находится по отношению к самолету заданная плоскость планирования.

Снижение по линии планирования с помощью глиссадной и курсовой радиомаячной аппаратуры при от­ сутствии видимости земли может производиться до вы­ соты порядка 15—20 м. Дальнейшее снижение самоле­ тов и их приземление осуществляются на основании визуальных наблюдений с использованием светотехни­ ческого оборудования аэродрома.

з. р а д и о л о к а ц и о н н ы е с и с т е м ы п о с а д к и

САМОЛЕТОВ

Радиолокационные системы посадки самолетов пред­ назначены для обеспечения посадки как одиночных, так и групп самолетов, не имеющих специального посадоч­ ного оборудования, а снабженных только обычными пи-

348

лотажно-навигационными приборами и связными радио­ станциями. При использовании таких систем положение самолета относительно ВПП и линии планирования определяется с помощью специального наземного поса­ дочного радиолокатора и его посадка осуществляется по командам с земли, которые передаются экипажу по радиотелефонному каналу.

Радиолокационные системы посадки самолетов вклю­ чают в себя диспетчерское оборудование и посадочный радиолокатор. Оборудование радиолокационных систем посадки развертывается на аэродромах совместно со средствами подвижного варианта упрощенной посадоч­ ной системы. В состав диспетчерского оборудования обычно входят обзорный, диспетчерский и посадочный радиолокаторы, автоматический УКВ радиопеленгатор, средства командной радиосвязи.

Посадка самолетов осуществляется следующим обра­ зом. Полет к аэродрому выполняется с помощью радио­ компаса и наземного радиопеленгатора. При подходе к аэродрому экипаж самолета устанавливает двусто­ роннюю радиосвязь с руководителем полетов и, полу­ чив разрешение на посадку, сообщает ему свое место­ положение, высоту полета, курс, воздушную скорость, запас горючего. Руководитель полета дает указания экипажу о способе захода на посадку, высоту полета в зоне ожидания, курс посадки и разрешение на заход в зону ожидания. При следовании группы самолетов ука­ зывается также порядок ее роспуска. При входе само­ лета в зону действия обзорного радиолокатора полет производится в соответствии с указаниями оператора обзорного радиолокатора и УКВ радиопеленгатора. Этот оператор выводит самолет в зону ожидания или в точку начала снижения, после чего передает его опера­ тору диспетчерского радиолокатора. Последний, пере­ давая на самолет соответствующие команды, выводит его на посадочное направление. При входе самолета в зону действия посадочного радиолокатора оператор диспетчерского радиолокатора передает самолет опера­ тору посадочного радиолокатора. Оператор посадочно­ го радиолокатора управляет движением самолета по линии планирования до высоты порядка 20—30 м, пока экипаж не сообщит о видимости ВПП. Дальнейшее сни­ жение самолета и его приземление осуществляются с

349