Путевая скорость, ее определение
Путевая скорость используется для расчета времени выхода вертолета в заданные точки и контроля по времени за его продвижением по маршруту. В полете она может быть определена навигационными устройствами автоматически (доплеровским измерителем или инерциальной навигационной системой) либо рассчитана ‘по времени пролета расстояния между двумя отметками места вертолета или по известному ветру и воздушной скорости.
В ДИСС путевая скорость (W) определяется с использованием эффекта Доплера. При излучении электромагнитных волн в определенном направлении (в точку А) с движущегося вертолета и приема на нем отраженных от земной поверхности сигналов (рис. 3.4, а) выделяется доплеровская частота
Р ___ 21Fcos р
W=z FaX ■ .
■ 2 cos p
Здесь W cos(3=^i — относительная скорость сближения вертолета с точкой А земной поверхности, X — длина волны, р — угол наклона луча.
В действующей аппаратуре используется трехлучевая антенна, каждый луч которой формирует и принимает свою частоту Fд. Это позволяет снизить погрешность измерения путевой скорости при кренах вертолета, в полете со снижением и набором высоты, определять горизонтированные составляющие путевой скороста
(см. главу 10, § 3) — продольную Wn. г, боковую Wt. г
(рис. 3.4,6), — по которым в индикаторе скорости и сноса определяются
W * W
УС = arctg—— и W = —(3.5) 6 Wn „ cos УС ‘ 7
Путевая скорость подается на декадный счетчик индикатора скорости и сноса, а значение угла сноса — на стрелочный указатель.
В инерциальных навигационных системах (ИНС) составляющие путевой скорости по осям координат определяются путем интегрирования ускорений, характеризующих перемещение вертолета относительно земной поверхности по его продольной и поперечной осям (рис. 3.5):
ry=jboT„dt; (з. б>
о о
Ускорения аУотн, ахотн выделяются специальными устройствами из абсолютных ускорений, регистрируемых акселерометрами (см. главу 10, § 4).
В действующей аппаратуре, как правило, значение путевой скорости не определяется, используются ее составляющие. При необходимости она может быть определена по формуле
Точность измерения путевой скорости в ИНС
зависит от точности выставки гироплатформы и частоты коррекции ее показаний.
По времени пролета расстояния между двумя отметками места вертолета путевая скорость определяется расчетом на НЛ-10М. Для определения W может использоваться любой прямолинейный отрезок пути с входным и выходным ориентирами, называемый контрольным этапом (КЭ). Оптимальная его длина соответствует 6—8 мин полета. На контрольном этапе в момент прохода входно
Рис. 3.5. Принцип определе-
ния W и УС в ИНС
го ориентира включается секундомер, ставится отметка МВ, выдерживаются неизменными курс и скорость по прибору. Над выходным ориентиром или на его траверзе вновь определяется место вертолета.
В этот момент отсчитывается время с секундомера ^кэ (секунды, а затем минуты), ставится отметка МВ, измеряется расстояние между отметками (рис. 3.6). По расстоянию контрольного этапа и времени полета рассчитывается И7=5кэ60//кэ. Останавливать секундомер не рекомендуется, так как по его времени ведется контроль пути на этапе. Точность определения путевой скорости данным способом зависит от ошибок в определении времени пролета контрольного этапа, места вертолета в момент пуска секундомера и отсчета времени, а также от точности измерения 5КЭ, которая в свою очередь зависит от масштаба карты. Так как перечисленные ошибки независимы, суммарная относительная средняя
квадратическая ошибка определения путевой скорости на контрольном этапе может быть определена по формуле |
где Си ог> (JsK — средние квадратические ошибки в определении соответственно времени пролета КЭ, места вертолета в начале и конце его и расстояния этапа.
Точность определения путевой скорости повышается, если входным и выходным ориентирами будут взяты линейные ориентиры, пересекающие ЛЗП под углами, близкими к 90°. Это позволяет точнее определить моменты включения, отсчета времени с секундомера и длину КЭ. Ее точность зависит также от точности выдерживания приборной скорости и курса полета. При длине этапа
меньше оптимальной точность определения путевой скорости снижается из-за повышения влияния перечисленных ошибок, а при увеличении его длины — точность снижается из-за изменчивости ветра по маршруту полета.
По времени пробега визирной точкой некоторой базы путевая скорость определяется с применением оптического прицела, обеспечивающего определение вертикальных углов. Способ не требует опознавания пролетаемых ориентиров и может быть применен при выполнении полета в малоориентирной и пустынной местности. Для определения путевой скорости с использованием прицела ОПБ-1Р он разворачивается на угол сноса, т. е. так, чтобы наблюдаемая в поле зрения прицела местность перемещалась параллельно курсовой черте. Вертикальный угол (ВУї) устанавливается равным 45 или 26,5°, а прицел удерживается в вертикальном положении по уровню. В момент пересечения какой-либо визирной точкой поперечной черты прицела пускается секундомер (рис. 3.7). Ручкой визирования эта точка удерживается на 5—7° впереди перекрестия до прихода угла визирования на ВУ2=0. При проходе визирной точкой поперечной черты на ВУ2 секундомер
останавливается, снимается отсчет истинной высоты полета с радиовысотомера. На НЛ-10М рассчитывается путевая скорость ^=^HCTtgBy,//.
Если истинная высота полета определяется расчетом на НЛ, точность определения путевой скорости снижается из-за ошибок в определении высоты. Ошибка в высоте 30 м дает погрешность в путевой скорости до 10% (из-за небольшой величины базы).
С помощью наземной РЛС путевая скорость определяется по времени пролета расстояния между двумя отметками МВ, которые по запросу экипажа определяются оператором РЛС и по радио передаются на борт. При полете на или от РЛС достаточно
Рис. 3.8. К определению W по боковой РЛС
8.11%20
разность дальностей от РЛС до вертолета разделить на время между их определениями: W—Ді—Дг/Тг—Т. Время между запросами места вертолета должно быть около 6—8 мин полета и отсчитываться с точностью до секунд.
Определить путевую скорость с помощью РЛС, расположенной в стороне от ЛЗП, несколько сложнее из-за графической работы на карте (рис. 3.8). При получении азимута и дальности по первому запросу отсчитывается время, отметка МВ наносится на карту. Через 6—8 мин полета запрос, отсчет и прокладка повторяются. На карте измеряется расстояние между отметками, определяется время его пролета, на НЛ-10М рассчитывается путевая скорость. Из-за графических ошибок точность ее определения в этом случае будет ниже.
По бортовой РЛС путевая скорость определяется после определения угла сноса УС (см. главу 8, § 3) в таком порядке: подвижный визир индикатора разворачивается на УС, устанавливается мелкий масштаб развертки; на линии пути ±5° выбирается хорошо видимый ориентир (по возможности на краю экрана); в момент пересечения ориентиром метки дальности снимается отсчет с секундомера (секунд и минут) и дальность; через 6—8 мин в момент пересечения ориентиром одной из следующих меток с секундомера вновь отсчитывается время и дальность, на НЛ-10М рас
считывается путевая скорость по разности дальностей и времени ее пролета. Преимущество способа состоит в том, что не нужно опознавать ориентир и выполнять прокладку на карте.