книги из ГПНТБ / Листов, Константин Михайлович. Радио и радиолокационная техника и их применение

тельным радиопеленгаторным пунктом, запрашивает по радио свое местонахождение на волне В-1 (рис. 93). ОПП и все ВПП, входящие в базу, одновременно пеленгуют его. Результаты пеленгования с боковых радиопеленгаторных пунктов немед­ ленно сообщаются на командный радиопеленгаторный пункт на волнах В-2, В-3. На ОПП на основании всех получаемых данных пеленгования определяется место самолета. Получен­ ные координаты немедленно по радио сообщаются экипажу самолета. На запрос у радиопеленгаторной базы места само­ лета и получение ответа затрачивается несколько минут.

Си

Рис. 93. Схема связи во время работы радиопеленгатор­ ной базы

Точность определения местонахождения самолета при по­ мощи радиопеленгаторной базы зависит от точности определе­ ния пеленга, расстояния от радиопеленгаторов до самолета и угла пересечения линий пеленгов. Ошибка определения места

определение места самолета сопровождается ошибками, не превышающими заданной величины.

Полет самолета на радиопеленгатор выполняется по маг­ нитному компасу курсовым или активным способом путем

169

периодического исправления курса по пеленгам, полученным экипажем самолета от радиопеленгатора.

Курсовой способ пригоден для всех родов авиации. Запра­ шивать пеленг и исправлять курс на маршруте необходимо через каждые 3—5 мин полета, а при подходе к радиопелен­ гатору — через каждые 1—2 мин. При работе радиотелефо­ ном запрашивают только магнитный пеленг радиопеленгатора

(МПР).

г> гаад

Экипажи самолетов, в составе которых имеется радист, за­ прашивают радиотелеграфом только истинный пеленг само­ лета (ИПС).

Активный способ полета на радиопеленгатор заключается в том, что экипаж стремится вести самолет таким курсом, чтобы получаемые от радиопеленгатора пеленги были по­ стоянными в пределах +2°. Курс самолета подбирается с уче­ том угла сноса. При этом движение самолета на пеленгатор будет прямолинейным.

Момент пролета самолета над радиопеленгатором может быть определен на самолете визуально или по изменению очередного пеленга на 180°, а на земле — по шуму двигате­ лей самолета.

Ошибки в определении направления на передающую ра-

170

диостанцию при помощи наземных радиопеленгаторов и ра­ диокомпасов могут быть методические, возникающие от несо­ вершенства применяемой радиотехнической аппаратуры, и субъективные, зависящие от подготовки оператора радио­ пеленгатора или штурмана самолета, а также от условий ра­ боты экипажа на радиопеленгаторе или на самолете.

К методическим ошибкам относятся ошибки, зависящие от условий распространения радиоволн. Главными из них явля­ ются ошибки, вызываемые горным, береговым и ночным эффектами, на которых мы кратко остановимся.

Горный эффект проявляется в том, что радиоволна, встре­ чая на пути своего распространения горные вершины, хребты или скалы, частично огибает их, а частично от них отра­ жается. В связи с этим вблизи горных вершин направление распространения волн не совпадает с направлением на радио­ станцию, а радиопеленг, измеренный вблизи горной вер­ шины, будет показывать не действительное, а кажущееся направление на радиостанцию. Ошибка за счет влияния горного эффекта достигает иногда 8—10°, причем учесть ее практически очень трудно, а в условиях полета невоз­ можно.

Береговой эффект проявляется в том, что радиоволна, пе­ ресекая на пути своего распространения береговую черту, из­ меняет направление своего распространения (преломляется). Это преломление происходит тем сильнее, чем меньше угол между береговой чертой и направлением проходящей радио­ волны. Если радиоволна пересекает береговую черту под углами более 20°, то ошибки берегового эффекта незначи­ тельны и с ними практически можно не считаться.

Ночной эффект возникает из-за того, что на рамочную антенну радиокомпаса одновременно принимаются поверх­ ностная волна и отраженная от ионизированных слоев атмо­ сферы пространственная волна, которая имеет поляризацию, не совпадающую с поляризацией поверхностной волны. Такое аномально поляризованное поле наводит электродвижущие силы в горизонтальных частях рамки, нарушая этим нор­ мальную работу рамочной антенны и создавая ошибки в определении направления на радиостанцию. Наибольшие ошибки бывают в сумерки, за 1—2 часа до восхода и 1—2 часа после заходк солнца, и достигают величины 30—40°, а иногда и более. В ночные часы ошибки достигают 10—15°. Характерным для этих ошибок является изменение во вре­ мени их знака и величины. На более длинных волнах ошибки проявляются в меньшей степени. Для уменьшения ошибок ночного эффекта необходимо с самолета пеленговать радио­ станции, работающие на более длинных волнах и удаленные от самолета на расстояния до 100 км, и пользоваться только

171

средними значениями курсовых углов радиостанции, опреае-

расстояние, требуется наземный приемопередатчик (ретранс­ лятор) с ненаправленной антенной и многоканальный запрос­ чик на самолете.

Элементы системы «Такан» показаны на рис. 95. На само­ лете устанавливают антенну, многоканальный запросчик, ра­ ботающий по импульсному методу, обеспечивающему как из­ мерение расстояния, так и определение направления на на­ земный радиомаяк, а также переключатель каналов и один или несколько индикаторов.

Аппаратура «Такан» располагает 126 двойными каналами связи с интервалом в 1 Мгц. Для передачи с самолета на землю, необходимой только для дальномерной системы, имеется 126 каналов в диапазоне частот 1025—1150 Мгц. Для передачи земля — самолет, служащей для определения на­ правления и измерения дальности, имеется 63 канала в диа­ пазоне частот 962—1024 Мгц и 63 канала в диапазоне 1151—

лированных импульсов, по-разному кодированных для разде­ ления сигналов дальности от сигналов направления.

Измерение расстояний в системе «Такан» осуществляется на основе измерения времени прохождения радиосигнала от самолета до маяка и обратно. Самолетный передатчик излу­

172

чает кодированные импульсы запроса, которые принимаются приемником наземного маяка-ретранслятора, излучающего в свою очередь ответные импульсы, но уже по другому каналу. Самолетный приемник, принимая эти ответные импульсы, ав-' тематически измеряет время между моментами посылки за­ просного и приема ответного импульсов, преобразует их в электрические сигналы и подает на индикатор дальности. Как самолетный передатчик, так и передатчик наземного маякаретранслятора излучают парные импульсы каждый длитель­ ностью около 3,2 мсек с интервалом между импульсами одной пары 12 мсек. Время посылки очередной пары импульсов за­ висит от режима работы аппаратуры.

Максимальное время поиска 20 секу В режиме слежения самолетный приемник «одкрыт» только для приема ответных импульсов маяка-ретранслятора, синхронных только с соб­ ственными запросными импульсами, поэтому с одним назем­ ным маяком-ретранслятором могут одновременно работать около 100 самолетов.

Цепи приемника, измеряющие время, снабжены запоми­ нающим устройством, поэтому в случае прекращения ответ­ ных импульсов на время до 10 сек индикатор дальности со­ храняет свое последнее показание без перехода в режим по­ иска. Через каждые 75 сек наземный маяк автоматически по­ сылает по радиотелеграфной азбуке позывные сигналы, кото­ рые воспринимаются на самолете в виде звуковых телеграф­ ных сигналов. Так как система снабжена запоминающим устройством, то при посылке этих сигналов не происходит ни­ какого нарушения в показаниях индикатора дальности.

Передатчик наземного маяка-ретранслягора должен излу­ чать импульсы только в ответ на запросные импульсы от са­ молетной аппаратуры. При работе только с одним самолетом

173

ксимум излучения кардиоиды направлен на север, то для каждого положения самолета в этот же момент времени ве­ личина принимаемого сигнала будет пропорциональна синусу угла пеленга самолета относительно маяка. Используя метод измерения фазы сигнала кардиоидного излучения, можно с помощью стрелочного индикатора отсчитывать угол пеленга самолета относительно маяка-ретранслятора. ч

Однако описанная система определения направления на наземный маяк обладает большими погрешностями. Поэтому антенна маяка, помимо внутреннего цилиндра, имеет связан­ ный с ним внешний цилиндр (диаметром 84 см) из фиброгласа, в котором расположено девять проводов-рефлекторов. При вращении обоих цилиндров со скоростью 15 об/сек кардиоидная кривая оказывается дополнительно модулированной частотой 135 гц (девятая гармоника).

В результате дополнительного измерения фазы синусоиды 135 гц на борту самолета существенно повышается точность определения направления на наземный маяк системы «Такан».

Общие характеристики системы «Такан» следующие:

—средняя величина ошибки в определении направления составляет 0,75°;

—точность определения расстояния равна в среднем

250м;

—дальность действия достигает 370 км при условии

174

прямой видимости между самолетом и маяком-ретрансля­ тором.

Системы посадки самолетов. Посадка самолетов в слож­ ных метеорологических условиях днем и ночью является одной из важнейших з'адач радионавигационного обеспечения авиа­ ции. Без решения этой задачи не может быть ни независимо­ сти боевых действий авиации от состояния погоды и времени суток, ни регулярности и безопасности движения самолетов транспортной авиации.

Идеальная система посадки должна обеспечивать автома­ тическое снижение и приземление самолета без участия в этом экипажа. Задача эта полностью еще не решена, но к ее реше­ нию техника в настоящее время приблизилась вплотную.

Рис. 98. Элементы посадки самолета

Независимо от того, производится посадка с участием или без участия экипажа, система посадки должна обеспечить по­ лучение на самолете данных направления посадки (плоско­ сти курса, рис. 98), плоскости планирования и расстояния до точки приземления на взлетно-посадочной полосе.

Пересечение первых двух плоскостей дает линию планиро­ вания— глиссаду, т. е. траекторию, по которой должен следо­ вать снижающийся самолет.

Нормально линия планирования должна быть прямой, иду­ щей к горизонту под углом от 2 до 6° (в зависимости от типа самолета).

Знание расстояния до точки приземления необходимо для того, чтобы должным образом регулировать режим полета. Желательно, чтобы расстояние до точки приземления измеря­ лось непрерывно, но в первом приближении можно ограни­ читься посылкой на самолет сигналов в те моменты, когда он находится на определенных, заранее установленных расстоя­ ниях от точки приземления. Таких сигналов экипажу самолета нужно послать по крайней мере два: один — когда самолет находится на расстоянии нескольких километров от аэро­ дрома, для того чтобы экипаж мог проверить высоту полета

175

иприступить к планированию (снижению), и второй'—'При пролете границы аэродрома, т. е. непосредственно перед по­ следним, решающим этапом посадки.

Клюбой современной системе посадки самолетов предъяв­ ляются жесткие требования обеспечения высо'кой надежности

иточности приземления самолетов, независимости работы си­ стемы от состояния погоды и характера местности.

От посадочной системы требуется большая пропускная способность. При современной плотности движения воздуш­ ного транспорта или боевых самолетов в районе аэродрома может снизиться большое число самолетов, идущих на посадку. В этих условиях от пропускной способности системы зависит, как долго самолеты будут бесцельно находиться в воздухе, прежде чем они смогут совершить посадку.

Существенным требованием, особенно для военной авиа­ ции, является мобильность наземного посадочного оборудова­ ния. Оно должно удовлетворять требованиям легкого и про­ стого перебазирования с одного аэродрома на другой, бы­ строго сворачивания и разворачивания на новом месте.

Самолетное посадочное оборудование должно быть све­ дено к необходимому минимуму и должно обеспечивать про­ стую и наглядную индикацию положения самолета.

Втечение всего процесса посадки-должна быть обеспечена надежная двухсторонняя радиосвязь наземного командного пункта с экипажем самолета.

Спроблемой посадки самолетов тесно связана проблема организации авиационно-диспетчерской службы. В задачу

этой службы входит регулирование движения самолетов в районе аэродрома, определение зон и высоты полета в ожи­ дании захода на посадку, определение очередности посадки, дача разрешения на посадку и руководство посадкой. Для ре­ шения этих задач широко применяются средства радиосвязи, радиолокации, радионавигации и светотехники.

Современные системы посадки самолетов представляют со­ бой совокупность наземных и самолетных радиосветотехни-

Напраеление захода на посадку

Рис. 99. Расположение радиотехнического оборудования системы по­ садки:

1 — приводная радиостанция; 2 —i маркерный радиомаяк; 3 — радиопеленгатор; 4 — командно­

стартовые радиостанции

176

ческих средств. Эти системы обеспечивают привод самолетов на аэродром посадки, управление движением самолетов в районе аэродрома, пробивание облаков вниз и заход на по­ садку в сложных метеорологических условиях днем и ночью.

Развитие систем посадки идет по двум направлениям: со­ здаются системы, где основные расчеты производятся экипа­ жем в воздухе, и системы, в которых управление посадкой осуществляется в основном с земли.

Система посадки с приводными радиостанциями. Наземное оборудование системы включает радиотехническое и светотех­ ническое оборудование.

В наземное радиотехническое оборудование системы вхо­ дят две приводные радиостанции, два маркерных радиомаяка, радиопеленгатор.

Две приводные радиостанции располагаются по оси взлет­ но-посадочной полосы со стороны захода на посадку: одна на

Приводные радиостанции работают на частотах, обеспечи-

Рис. 100. Посадка самолета в сложных метеорологических условиях:

а — схема посадки; б и в — диаграммы излучения маркерного радиомаяка в вер­

тикальных плоскостях (в плоскости оси ВПП и перпендикулярно оси)

садку с одной частоты на другую переводом переключателя поддиапазонов.

В месте установки дальней и ближней приводных радио­ станций устанавливаются маркерные радиомаяки.

Маркерный радиомаяк представляет собой передающее устройство направленного излучения (рис. 100) радиоволн в вертикальной плоскости, предназначенное для отметки мо­ мента прохода самолетом приводной радиостанции при заходе на посадку.

Самолетное радиотехническое оборудование системы по­ садки с приводными радиостанциями состоит из автоматиче­ ского радиокомпаса, маркерного радиоприемника и радиовы­ сотомера.

О радиокомпасе было сказано выше.

Включенный маркерный радиоприемник работает автома­ тически, не требуя настройки и управления со стороны эки­ пажа. Когда самолет пролетает над маркерным радиомаяком, излучающим волны направленно вверх (рис. 100,6 и в), мар­ керный радиоприемник принимает излучаемые сигналы и, преобразуя их, подает на зрительный и слуховой индикаторы. Таким образом обеспечивается отметка пролета над точкой, в которой установлен маркерный радиомаяк, причем зритель­ ные и слуховые сигналы дают возможность различать, какой маркерный пункт самолет пролетел — дальний или ближний.

Кроме радиосредств, при заходе на посадку используется пи­ лотажно-навигационное оборудование, установленное на само­ лете: магнитный компас, указатель скорости, авиагоризонт и др.

•Наземное светотехническое оборудование системы посадки используется в сложных метеорологических условиях днем и ночью в комплексе с радиотехническим оборудованием и обес-

Условные обозначения:

Рис. 101. Типовая схема размещения светотехнического оборудования системы посадки

178