книги из ГПНТБ / Бондарь Г.М. Основы устройства и применения технических средств самолетовождения учеб. материал

расстояния при условии учета ветра. Если ветер индикатором не учитывается, то ошибка определения места самолета тем больше, чем больше скорость ветра.

Ветер может быть получен по шаропилотным данным или измерен в полете обычными способами. В отдельных случаях ветер можно определить и с помощью навигационного инди­ катора. Для этого при пролете опознанного ориентира необхо­ димо уточнить показания счетчика НИ-50 и, отметив время, выдерживать заданный курс. Через 5— 10 мин. (полета визуаль­

карте отметку места самолета по данным навигационного ин­ дикатора. Соединив две отметки места самолета прямой ли­ нией, получаем вектор ветра за время полета, после чего не­ трудно определить направление и скорость ветра.

Исследования показывают, что удельный вес ошибок оп­ ределения места самолета, возникающих вследствие ошибок

с ошибками, вызываемыми неточной интерполяцией на счетчике и карте, если учесть, что деления шкалы на указа­ теле нанесены через 10 км (точность отсчета координат не превышает 2,5 км), а линии на планшете или карте 1 : 500 000 нанесены через 20 км, а на карте 1 : 1 000 000 через 50 км. Отсюда следует вывод, что точность самого индикатора при решении задач контроля пути используется неполностью.

Точность решения некоторых задач вне карты может быть значительно повышена путем модернизации указателя коор­ динат в направлении повышения точности отсчета.

Модернизированный счетчик расширяет возможности на­ вигационного индикатора и в частности дает возможность ис­ пользовать его для решения таких задач, как сбор групп са­ молетов, роспуск групп самолетов и заход на посадку в слож­ ных метеоусловиях, полет по маршруту, вывод самолетов на цель и т. д.

Рассмотрим применение НИ для решения последних двух задач.

§ 12. Применение навигационного индикатора для полета по маршруту и вывода самолета на цель

Если на автомате курса установить МУК-ЗМПУ и строго выдерживать заданный курс, то стрелка С при этом будет показывать пройденное самолетом расстояние, а стрелка Б остается неподвижной на делении 0 км. В этом мы убежда­ емся и по рис. II. 56.

91

Если же курс выдерживается не точно, то при уклонении самолета стрелка «В» будет отклоняться от нуля, указывая сторону и величину линейного бокового уклонения.

Для вывода самолета на линию заданного пути необходи­ мо сделать поворот в сторону, обратную отклонению стрел­ ки В, и производить полет до прихода этой стрелки на нуль-

ы

I С

Рис. II. 56

НИ-50 может быть использован и для выдерживания на­ правления полета по маршруту. Для этого достаточно пило­ тировать самолет так, чтобы стрелка «В» все время удержи­ валась на нуле. При этом рредставляется возможным осуще­ ствлять маневр курсом (отклонение от линии заданного пу­ ти) с последующим возвращением на линию заданного пути. Этого нельзя получить от магнитного компаса.

Установка стрелок на нуль в этом случае производится; над ИПМ или над поворотным пунктом маршрута (ППМ).

Вывод самолета на цель с помощью навигационного ин­ дикатора обычно осуществляется полетом вдоль оси С систе­ мы координат СОВ, которая должна проходить через цель. При этом начало координат может быть выбрано произволь­ но в любой точке или совмещено с целью.

92

Рассмотрим первый вариант, представленный на рис. II. 57. Чтобы вывести самолет на цель, на автомате курса необхо­ димо установить .магнитный угол карты, а на счетчике — на­ чальные координаты Со и В0 точки включения индикатора в работу (характерного естественного или искусственного ори­ ентира или приводной радиостанции с маркерным радиомая-

Л-

ком) и измерить координату Сц . Измерения координат и уг­ ла карты должны производиться с высокой точностью, кото­ рая может быть получена только на картах крупного масшта­ ба — 1 : 25 000 или 1 : 50 000.

Выход на цель производится в следующей последователь­ ности: сначала самолет выводится в точку включения индика­ тора, например, на приводную радиостанцию, где НИ вклю­ чается автоматически или вручную. После прохода радио­ станции летчик берет курс на сближение ,с осью С. В точке А, когда стрелка «В» окажется на делении, соответствующем Вр, летчик вводит самолет в разворот с заданной скоростью и углом крена. Выход самолета на ось С определяется: мо­ ментом прихода стрелки В счетчика на нуль. Выйдя на ось С, летчик для полета на цель вдоль этой оси должен удерживать стрелку В на нуле. Стрелка С при .этом будет показывать из­ менение расстояния от точки начала координат до самолета и когда она придет на деление, соответствующее Сц, самолет будет над целью.

Остается выяснить вопрос: на каком удалении Вр от оси

.летчик должен начинать разворот для полета на цель? Из рис. II. 57 видим, что:

Вр = R(1 — cos Ур)............................................... (II 8),

93

где R — радиус разворота; У р - угол разворота.

Рассмотрим случай, когда точка начала координат совме­ щена с целью (рис. II. 58).

Подготовка индикатора в этом случае сводится к установ­ ке на автомате курса угла карты и на указателе — началь­ ных координат Со и Во точки включения индикатора.

После прохода точки включения индикатора летчик берег курс на сближение с осью С, в точке А начинает разворот для выхода на эту ось и в дальнейшем, удерживая стрелку В на нуле, выполняет полет на цель. Стрелка С при этом будет перемещаться к нулевому делению шкалы счетчика и в мо­ мент прихода этой стрелки на нуль самолет окажется над целью.

Н

Рис. II. 58

Совершенно очевидно, что таким же образом самолет мо­ жет быть выведен на НБП, в точку сбрасывания бомб и т. д.

Следовательно, навигационный индикатор позволяет выво­ дить самолеты на цели в любых условиях дня и ночи. Одна­ ко окончательный вывод о возможности применения НИ для выхода на цель можно сделать только после анализа точно­ сти решения этой задачи.

Исследования показывают, что если точка включения ин­ дикатора удалена от цели на 12— 15 км, то средняя квадра­ тическая ошибка выхода не превышает 550 м. Отсюда следует, что индикатор можно использовать для бомбометания по

площадным целям в сложных метеорологических условиях и ночью.

94

Глава III

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Среди технических средств самолетовождения радиотехни­ ческие занимают особое место. Именно благодаря им, авиа­ ция в значительной степени освободилась от влияния време­ ни суток и метеорологических условий на выполнение поле­ тов. Она получила возможность осуществлять сбор групп самолетов, выполнять длительные маршрутные полеты и бом­

характеризующих положение самолета в воздухе относитель­ но наземных станций или других ориентиров, подразделяют­

А. УГЛО М ЕРН Ы Е РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА

§1. Направленный прием радиоволн

Воснову конструкции применяемых угломерных радиотех­ нических средств самолетовождения положены свойства на­

правленного приема радиоволн некоторых типов антенн.

В качестве антенн направленного приема радиоволн обыч­ но применяются рамочные антенны и антенны из двух верти­ кальных проводников или диполей.

Рамочной антенной (рамкой) называется антенна, состоя­ щая из нескольких витков проводника, оба конца которого подключены к радиоприемнику (рис. III. 1). Если рамка ус­ тановлена строго вертикально и ее плоскость с направлением, перпендикулярным магнитному потоку Ф, приходящей от ра­ диостанции Р поверхностной вертикально поляризованной радиоволны, составляет угол ср, то в ней будет наводиться

электродвижущая сила (эдс), которая определяется фор­ мулой:

96

где n — количество витков в рамке;

Ф — мгновенное значение магнитного потока. Мгновенное значение магнитного потока может быть выра­

Рис. III. 1

Совершенно очевидно, что количество силовых линий, про­ низывающих площадь рамки (магнитный поток), является функцией угла ср. Эта зависимость носит косинусоидальный характер, выражающийся равенством:

Ф = Фщах Sin mt COS f.

Продифференцируем последнее выражение по времени:

В уравнении (III. 3) для определенных условий п,Фтах,со— постоянны. Поэтому, приравняв пФта*ш некоторому по* стоянному коэффициенту Етгх (Дтах =* пФта\ш)> ПОЛУЧИМ.-’

Ер = EmaxCOS < р ................................ (111.5);

Из последних формул видно, что эдс, наводимая в рамоч­ ной антенне приходящей радиоволной, зависит от положения

На этом рисунке изображена в плане рамка ВС, вокруг рамки на одинаковых расстояниях от ее центра (точки 0) — радиостанции Pi, Рг, Рз • . . Р п, Ры, слышимость которых пропорциональна отрезкам ОА, ОД, ОЕ . . . ОМ, ОК-

98

Рамочная антенна, обладая денным свойством направлен­ ного приема радиоволн, имеет и существенные недостатки. Показанная на рис. III. 2 диаграмма направленности справед­ лива для идеализированного случая. В действительности же в рамке имеют место антенный, поперечный и поляризацион­ ный эффекты, искажающие диаграмму направленности: ухудшают минимум приема (расплывчатый минимум прие­ ма) и иногда смещают его. Вид реальной диаграммы направ­ ленности показан на рис. III. 3.

Антенный эффект возникает в результате приема рамоч­ ной антенной, как обычной антенной ненаправленного прие­ ма, вследствие несимметричности сторон рамки в электриче­

ском отношении.

Поперечный эффект возникает из-за искажений, вызывае­ мых расположением витков рамки не в одной плоскости, а в

виде спирали.

Поляризационный эффект имеет место в тех случаях, ког­ да принимаются не поверхностные, а пространственные ра­ диоволны, отраженные от ионизированного слоя. Электриче­ ское поле пространственной волны составляет с вертикалью угол, не равный 90°, и поэтому прием будет производиться не только на вертикальные, но и на горизонтальные стороны рамки, что исказит диаграмму направленности, а последнее приведет к ошибкам пеленгования.

В средневолновом диапазоне ошибки поляризационного эффекта наиболее вероятны в сумеречное и ночное время. По этой причине их часто называют ошибками ночного эффекта. В коротковолновом и ультракоротковолновом диапазонах эти ошибки наблюдаются в любое время суток.

Ошибки поляризационного эффекта являются случайными, так как ионизированный слой непрерывно изменяется по сво­ ей толщине, плотности ионизации и по высоте слоя над зем­ ной поверхностью. Из-за этого учесть их при пеленговании не­ возможно.

диполей (для приема ультракоротких волн). Такие антенны часто называются Н-образными.

Свойства Н-образной антенны аналогичны свойствам ра­ мочной антенны. Она выгодно отличается от рамочной антен­ ны тем, что в ней отсутствуют ошибки поляризационного эф­

фекта.

Рассмотрим более подробно Н-образную антенну по схе­ ме, приведенной на рис. III. 4.

Два вертикальных проводника А и В, разнесенные на не­ которое расстояние d, подключены к катушке Li. Катушка .

Li соединена с проводниками А и В так, что токи, вызываемые в ней электродвижущей силой, наводимой полем принимаемой радиостанции в этих проводниках, сдвинуты по фазе на 180°. Это ясно из рис. III. 4, где показано, что верхняя часть провод­ ника А присоединена к концу «В» катушки Li, а верхняя часть провод­ ника В присоединена к концу «а» той же катушки. Так же присоеди­ нены к катушке Li и нижние части проводников А и В.

Катушка 1л индуктивно связана с катушкой Ьг, напряжение с кон­ цов которой подводится к радиопри­ емнику. Прием здесь происходит только за счет вертикальных про­ водников.

За счет горизонтальной части антены приема не происходит даже тогда, когда электрическое поле ра­ диоволны не будет вертикальным. Объясняется это тем, что горизон­ тальная часть Н-образной антены состоит из двух проводов, близко расположенных друг к другу и по­

этому электродвижущие силы, возникающие в них, равны меж­ ду собой. Электрические токи, возникающие под действием этих электродвижущих сил, также равны между собой, а через катушку Li они протекают навстречу друг другу и взаимно уничтожаются. Следовательно, какое бы направление рас-

100