НАВИГАЦИОННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ПОЛЕТА

К основным навигационным элементам полета относятся две группы величин. Первая группа, характеризующая положение са­молета в некоторый момент времени, включает координаты его местонахождения и высоту полета (которая является третьей коор­динатой). Вторая группа навигационных элементов характеризует скорость и направление движения самолета.

Перемещение самолета относительно земной поверхности яв­ляется следствием перемещения его относительно воздуха (относи­тельное движение) и следствием перемещения вместе с воздушной массой относительно земли (переносное движение).

Скорость перемещения самолета относительно воздуха назы­вается воздушной скоростью, а перемещение воздушной массы относительно земли называется ветром.

Для определения скорости и направления движения самолета относительно земли необходимо учитывать, что воздушная среда, окружающая землю, находится’ в непрерывном движении.

В каждый данный момент времени скорость полета относитель­но земли, именуемая путевой скоростью W, будет равна векторной сумме скорости перемещения самолета относительно воздуха (воз­душная скорость V) и переносной скорости его движения_вместе с воздушной массой относительно земли (скорость ветра U):

W^V+U. (2.1)

Проекция векторного треугольника на горизонтальную плос­кость называется навигационным треугольником скоростей

(рис. 2.3). Каждый из векторов этого треугольника, строго гово­ря,— величина непостоянная. Так, например, вектор ветра колеб­лется около некоторого среднего значения. Изменяется в некото­рых пределах также вектор воздушной скорости, особенно в груп­повом полете. Отклонения этих векторов от их средних значений приводят к колебанию вектора путевой скорости.

Рис. 2.3. Навигационный треугольник скоростей и его эле­менты

Перечислим элементы навигационного треугольника скоростей, приняв следующие обозначения (рис. 2.3);

V — воздушная скорость;

К— курс самолета;

U — скорость ветра;

й—направление ветра;

W — путевая скорость;

ПУ — путевой угол;

УС—угол сноса;

УС, —- аэродинамический угол сноса (скольжения)?

У В — угол ветра;

КУВ—курсовой угол ветра.

Точка О и курс К определяют положение навигационного тре­угольника относительно земной поверхности.

Курс отсчитывается в плоскости горизонта от некоторого на­чального меридиана до проекции на нее продольной оси самолета.

Под путевым углом понимается угол, заключенный между направлением соответствующего меридиана и вектором путевой скорости. Различают заданный путевой и фактический путевой углы.

Углом сноса называется угол, заключенный между векто­ром воздушной скорости и_вектором путевой скорости. Угол сноса отсчитывается от вектора V вправо (плюсовой) и влево (минусо­вой).

Угол между продольной осью самолета и вектором воздушной скорости называют аэродинамическим углом сноса (скольжения). При полете на вертолетах этот угол может дости­гать больших величин. Путевая и воздушная скорости, курс и пу­тевой угол являются основными навигационными элементами вто­рой группы, характеризующими скорость и направление движения самолета.

Для современных самолетов величина УСа невелика, и с ней в практике можно не считаться. Для определения’ направления век­тора путевой скорости и ее модуля можно использовать следую­щие зависимости между указанными элементами навигационного треугольника скоростей (рис. 2.3):

ПУ = К + УС + УСа ж К + УС; УВ = 8 — ПУ;

КУВ = 8 — /С = УВ + УС.

Определив W как сторону косоугольного треугольника, получим

W2 = I/2 + £/2 + 2VU cos КУВ. (2.3)

Спроецировав векторы U и V на направление вектора It7, найдем

W == Иcos УС + Ucos УВ. (2.4)

По теореме синусов имеем:

sin УС — -^-эшУВ — -^г-sin КУВ. (2.5),

Запишем еще одну формулу для определения угла сноса, кото­рая легко получается из прямоугольного треугольника ОКД:

+ f/sin КУВ

Tgy^— v + LfcosKyB ■

Необходимо отличать мгновенное значение навигационных эле­ментов от их среднего значения. Мгновенные значения угла сноса, путевой скорости, курса, путевого угла и т. д. характеризуют ве: личину соответствующих навигационных элементов в некоторой точке траектории полета самолета, тогда как средняя величина навигационного элемента может быть отнесена к конечному от­резку времени полета или участку траектории.

Например, в интересах точного расчета полета для выхода на цель (очередной пункт) по месту и времени необходимо знать не мгновенные, а средние значения угла сноса и путевой скорости на оставшемся участке пути.

Знание- навигационных элементов позволяет осуществлять точ­ный полет самолета по заданному маршруту и выход на цель.

Из определения самолетовождения следует, что ее основными задачами являются:

расчет наивыгоднейшей траектории и необходимых данных для полсти по ней;

ми иол псппс точного и безопасного полета по наивыгодней — 111 г й і рий» пірни, обеспечивающего выход на цель и аэродром по-

I illll. ll II ИЗ III ІЧСІІІІОС время.

J in v і їм in in и її решении указанных задач, требующих непрё — ры м и пі 11 imiii з in и р<* того управлении движением самолета, экипаж і атипичной і очної і ню должен знать:

где находится самолет и данный момент времени; куда необходимо лететь и дальнейшем;

какую при пом следует держать скорость, чтобы в задан­ные пупки, і (из цель, (продром поездки и т. д.) прибыть в назна­ченное нреми.

Отпет на первый вопрос исчерпывается указанием текущих координат местонахождения самолета и его высоты полета.

Outer на второй вопрос требует знания координат цели к необ — vo/ііімому моменту времени, а ответ на третий вопрос при извест­ной скорости и направлении полета самолета может быть дан либо указанием требуемой скорости движения по ранее заданному маршруту, либо указанием новой линии заданного пути. В общем случае при перенацеливании может потребоваться одновременно ііімепенпе режима и маршрута полета. Следовательно, для успеш­ною решения основных задач самолетовождения необходимо с требуемой точностью знать:

текущие координаты местонахождения самолета; высоту полета;

текущее значение вектора путевой скорости; момент времени, к которому эти данные относятся;

. координаты цели, в которую необходимо вывести самолет;

— заданное время выхода на цель.

Располагая в любой момент времени этими данными, экипаж может управлять движением самолета с соблюдением установлен­ною времени выхода на цель.

Процесс самолетовождения обычно расчленяется на отдельные папы (частные задачи), последовательное решение которых обес — вает успешное выполнение полетного задания,

К таким частным задачам относятся:

*■— взлет;

— построение боевого порядка группы; выход на исходный пункт маршрута;

— выход на линию заданного пути;

—і контроль пути для оценки правильности, следования само­лета по заданному маршруту;

исправление пути при уклонениях, и маневрирование для прибытия на цель в заданное время; , ‘* .“"7;

*** выход на цель;

— выход на исходный пункт обратного маршрута;

— выход на линию обратного пути;

—• контроль и исправление пути для следования по заданной траектории обратного полета;

— выход на аэродром посадки;

— роспуск группы;

— посадка.

В зависимости от характера полетного задания отдельные за­дачи могут отсутствовать, или может изменяться только очеред­ность их решения. В некоторых условиях возникают дополнитель­ные задачи, в частности маневрирование для преодоления системы противовоздушной обороны противника, размыкание группы перед пробиванием облаков, что возможно как при полете к цели, так и на обратном маршруте, и т. д.

Точность и надежность самолетовождения с соблюдением ука­занного порядка зависят главным образом от того, насколько точно в полете известны экипажу текущие координаты местонахо­ждения самолета и вектор его путевой скорости.

Действительно, точное определение времени при наличии на борту самолета качественных часов никаких трудностей не пред­ставляет, тем более что сигналы точного времени передаются еже­часно.

Координаты цели определяются на земле либо еще до вылета, либо когда экипаж находится уже в воздухе; координаты цели или требуемый режим полета сообщаются на борт самолета по радио. Последнее наиболее характерно при полете на перехват воздушной цели, когда заданная точка является подвижной и ее координаты не могут быть известны заранее. В этом случае координаты цели определяются на земле и экипажу указываются требуемое направ­ление, скорость и высота полета до момента самостоятельного об­наружения цели летчиком визуально или с помощью бортового радиолокационного прицела.

Заданное время выхода на цель назначается, как правило, за­ранее на основании т’актических соображений и расчета полета. Измерение высоты полета обеспечивается с помощью современных барометрических и радиовысотомеров.

Из краткого анализа необходимых условий видно, что навига­ционными задачами, решение которых связано с наибольшими трудностями, являются определение текущих координат местона­хождения самолета и вектора путевой скорости. Поэтому наиболь­шее внимание в теории самолетовождения уделяется именно этим задачам, для решения которых имеется большое количество раз­личных технических средств.