8.7. Астрономические компасы

8.7.1. Назначение и классификация астрокомпасов

Астрономический компас (АК) предназначен для измерения истинного или ортодромического курсов ЛА путем пеленгации небесных светил с учетом вращения Земли и координат места. АК относятся к ограниченно автономным измерительным устройствам. С помощью АК можно измерить курсы в любых районах Земли, на любы скоростях и высотах полета. Ограниченная автономность обусловлена зависимостью работы АК от видимости небесных светил (метеорологические явления) и световых помех (отраженный от облаков солнечный свет, полярное сияние).

АК могут применяться не только как средство точного самолетовождения, но и как эталонные курсовые приборы, с помощью которых можно устранять погрешности других компасов (магнитных, гироскопических и т.п.).

АК классифицируются по следующим признакам:

– по методам измерений АК разделяют на горизонтальные (ДАК-ДБ, ДАК-И) и экваториальные (АК-53П, АК-59П, ДАК-Б). В горизонтальных астрокомпасах плоскость пеленгации совпадает с вертикалом светила, а в экваториальных – с кругом склонения светила;

– по видам воспринимаемых излучений АК могут быть оптическими, поляризованными и радиоастрономическими;

– по виду пеленгуемых небесных тел АК разделяют на солнечные, лунные и звездные;

– по уровню автоматизации АК классифицируют на неавтоматические (визуальные), полуавтоматические (поиск светила визуальный, а пеленгация – автоматическая) и автоматические.

Любой АК состоит из следующих частей:

– пеленгатора, предназначенного для определения направления на центр небесного тела;

– счетно-решающего устройства, вычисляющего истинный или ортодромический курсы объекта на основании входных данных: измеренного направления на светило, заданных координат местонахождения ЛА и координат небесных тел;

– задатчика координат местонахождения ЛА и небесных тел;

– часового механизма, предназначенного для учета вращения Земли;

– устройства отображения задаваемой и входной информации.

8.7.2. Методы астрономического измерения курса

Астрономическое измерение курса выполняется двумя способами:

– использованием плоскости пеленгации, совпадающей с вертикалом светила (горизонтальные АК);

– применением плоскости пеленгации, совпадающей с кругом склонения светила (экваториальные АК).

Первый способ, характерный для горизонтальных АК, сводится к следующему (рис. 8.8):

– вращая плоскость пеленгации вокруг вертикальной оси, совмещают ее с центром небесного тела и его вертикалом;

– измеряют курсовой угол светила между плоскостью симметрии ЛА и плоскостью пеленгации, отсчитываемый по часовой стрелке;

– вычисляют азимут светила;

– находят истинный курс по формуле

. (8.12)

Рис. 8.8. Астрономическое измерение курса

Определение азимута выполняется двумя методами: аналитическим и путем моделирования небесной сферы.

Аналитическое определение основывается на формулах сферической тригонометрии

,

. (8.13)

Поделив первое уравнение на второе, получим формулу для вычисления азимута

, (8.14)

где ,,– задаются.

При использовании метода моделирования небесной сферы азимут светила вычисляется с помощью специального кинематического вычислителя – сферанта (рис. 8.9), воспроизводящего в пространстве параллактический треугольник: полюс мира , зенит, место светила. Вводимыми данными являются текущие значения ,,и.

Рис. 8.9. Упрощенная кинематическая схема сферанта горизонтального астрокомпаса:

1 – часовой механизм; 2, 5, 7 – скобы; 3 – кольцо; 4 – крест; 6 – потенциометр;

– угловая скорость вращения Земли