РАСЧЕТ ПРИБОРНОЙ БЕЗОПАСНОЙ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА
Безопасность от столкновения с земной (водной) поверхностью обеспечивается выдерживанием высоты не менее некоторого заранее рассчитанного значения.
Безопасной высотой (Нбез) называется минимально допустимая (заданная) истинная высота полета, гарантирующая самолет от столкновения с земной (водной) поверхностью или препятствиями.
Безопасные высоты устанавливаются с учетом рельефа местности, высоты препятствий, допусков в точности пилотирования, погрешности высотомеров, а также возможных вертикальных отклонений от заданной траектории при полете в турбулентной атмосфере.
Безопасные высоты визуальных полетов и полетов по приборам в районе аэродрома, по маршруту и на боевое применение над равнинной и холмистой местностью (с превышениями до 500 м) для самолета устанавливаются инструкциями экипажу самолета данного типа, а для каждого летчика — командиром эскадрильи. При этом минимально допустимые истинные безопасные высоты полетов по приборам (днем и ночью в сложных и ночью в простых метеорологических условиях) над равнинной и холмистой местностью должны быть не ниже 200 м (не ниже 150 м для полетов над морем). При полете по приборам по маршруту и на боевое применение над горами высотой до 2000 м Нбез должна быть не менее 600 м, а над горами высотой более 2000 м — не менее 1000 м.
Безопасная высота полета по приборам в районе аэродрома устанавливается единой для всего района, если рельеф его местности с учетом препятствий имеет разность в высотах не более 100 м. При большей разнице в высотах район аэродрома разде-
ляется на секторы (участки), и для каждого из них устанавливается своя безопасная высота полета.
Безопасная высота — полета по кругу до выхода в точку начала снижения (при заходе на посадку) устанавливается с учетом превышения наивысших точек рельефа местности и препятствий по обе стороны от оси маршрута в полосе шириной не менее 5 км для визуального полета и не менее 10 км для полета по приборам.
Экипаж при подготовке к полету должен по заданной минимально допустимой истинной безопасной высоте рассчитать (знать) безопасную высоту полета по прибору (#Пр. без) для каждого этапа полета с учетом рельефа местности, высоты препятствий, изменения атмосферного давления по маршруту за’ время полета, аэродинамической, волновой, температурной и инструментальной поправок к показаниям высотомера.
Безопасная высота при полетах по маршруту по приборам рассчитывается с учетом максимального превышения рельефа или препятствий в полосе шириной 50 км (по 25 км влево и вправо отоси маршрута) для каждого этапа маршрута. Для перехода с безопасной высоты одного этапа на безопасную высоту другого этапа рассчитываются рубежи начала изменения высоты.
В зависимости от того, какое давление будет в полете установлено на барометрическом высотомере, существуют три варианта расчета Нпр. без.
Первый вариант: на высотомере устанавливается давление 760 мм рт. ст. (рис. 7.22).
Расчет НПр. без 7бо Для каждого участка маршрута осуществляется по формуле’: у
ЯПр. без 760 ~ Ядез ф — Яр ф~ ДЯПpen ф~ (760 РпрИВ> мин) 11
— ЫН,- ДЯИ — ДЯа, (7.18)
где Я6ез— заданная истинная безопасная высота;
Яр — абсолютная высота наивысшей точки рельефа местности на участке маршрута в пределах ширины полосы по 25 км от оси маршрута;
АЯпреп—-превышение препятствия над наивысшей точкой рельефа местности на участке маршрута в пределах ширины полосы, указанной для Яр;
РприБ, мин — минимальное атмосферное давление на участке маршрута, приведенное к уровню моря и времени полета на, этом участке (с учетом барометрической тенденции),
мм рт. ст.;
ДЯИ -—инструментальная поправка высотомера;
ДЯа — волновая и аэродинамическая поправка высотомера;
ДЯ; — методическая температурная поправка высотомера, которая учиты. вает, ся с помощью навигационного расчетчика (линейки) или определяется по формуле
= пР> (7.19)
J ДЄ t0 температура у земли в точке минимального #„спР — исправленная высота.
Порядок расчета Япр. без 7б<ь
— определить по полетной карте в полосе ±25 км от оси маршрута абсолютную высоту иаивысшей точки рельефа местности Яр и превышение препятствия ДЯпреп над этой точкой для данного участка маршрута;
— получить у дежурного синоптика значение ожидаемого минимального атмосферного давления на участке маршрута, приведенного к уровню моря и времени полета на этом участке {Рщтв. мин), сведения о температуре воздуха у земли (70);
рассчитать исправленную высоту:
^испр ~ ^без + Нр + А^преп +(760 — Яприв. мин) 11;
— рассчитать методическую температурную поправку высотомера (7.19);
• рассчитать безопасную высоту для точного прибора:
…. по таблице поправок определить суммарную поправку высотомера (ДЯи+ДЯа);
— рассчитать приборную безопасную высоту полета:
77пр. без. 760 ^ 7/т> Пр, ges ~ (^7/и 4- А//а).
где T^pug. ь, ин — минимальное атмосферное давление на участке маршрута, определенное по синоптической карте, мб;
АР’—тенденция изменения давления;
t — промежуток времени между моментом определения метеоданных и расчетным моментом пролета точки минимального давления, ч.
Пример. Рассчитать приборную безопасную высоту полета, если на высотомере устанавливается давление 760 мм рт. ст. Заданная безопасная высота равна 400 м. Абсолютная высота наивысшей точки рельефа местности на участке маршрута в пределах ширины полосы по 25 км от оси маршрута равна 200 м. Превышение препятствий над наивысшей точкой рельефа составляет 60 м. Температура воздуха у земли равна ■—10е, Суммарная поправка высотомера (ЛЯ„ + ЛЯа) равна +20 м. Ожидаемое минимальное атмосферное давление, приведенное к уровню моря и времени полета на данном участке, равно 730 мм рт. ст.
Решение. 1. Рассчитать исправленную высоту:
Яиспр = Ябез + Яр + ДЯпреп + (760 — Яприв. мин) 11 — 400 + 200 + 60 + (760 — * ее —730)Д1 = 990 м.
2. Рассчитать методическую температурную поправку высотомера*
3. Рассчитать приборную безопасную высоту полета: япр. без. 760 = Яиспр — ЛЯ, — (ДЯИ + АНа) = 990 + 83 — 20 = 1053 м.
Второй вариант: на высотомере устанавливается давление аэродрома вылета (рис. 7.23).
Расчет ЯПр. без. азр для каждого участка маршрута осуществляется по формуле
Япр. без. аэр г== Ябез “р ДЯр — J — ДЯпреп Ф*
+ (Яприч, аэр Рщт. мин) 11 — ДЯ, — ДЯИ —ДЯа, (7,21)
где ДЯр —превышение наивысшей точки рельефа местности на участке маршрута в пределах ширины полосы по 25 км от оси маршрута над уровнем аэродрома вылета; ДЯпреп — превышение препятствий над наивысшей точкой рельефа местности на участке маршрута в пределах ширины полосы, указанной для АЯр;
Яприв. аэр 1— атмосферное давление аэродрома, приведенное к уровню моря.
Порядок расчета ЯцР. без. аЭр:
— определить по полетной карте в полосе +25 км от оси маршрута абсолютную высоту наивысшей точки рельефа местности Яр и превышение препятствия ДЯпреп над этой точкой для данного участка маршрута;
•— определить превышение наивысшей точки рельефа местности над уровнем аэродрома:
,
— получить у дежурного синоптика значение ожидаемого мини — мального атмосферного давления на участке маршрута, приведенного к уровню моря и времени полета на этом участке (Рарт. мин). сведения о температуре воздуха у земли (/0) и атмосферном давлении аэродрома, приведенного к уровню моря (Рприв. аэр);’
Рис. .7,23. Безопасная высота полета по прибору Япр, без. asp и ее составляющие, если на высотомере установлено давление аэродрома вылета |
— рассчитать методическую температурную поправку высотомера;
— рассчитать безопасную высоту для точного прибора:
Ят. пр, без ~ Яиспр f>
— по таблице поправок определить суммарную поправку высотомера;
— рассчитать приборную безопасную высоту полета:
Япр. без. аэр ~ Ят. пр. без ~~ (^Яи — f — АЯа).
Примечание. Значение Япрнв, а9р рассчитывается по формуле
Яаэр
Рприз, аэр — ЯаЭр Ч j-j,
где PR3р— атмосферное давление на уровне ВПП, мм рт. ст.*,
Яаэр-— абсолютная высота уровня ВПП, м.
Пример. Рассчитать приборную безопасную высоту полета, если на высотомере устанавливается давление аэродрома вылета, равное 745 мм рт. ст. Абсолютная высота аэродрома равна 55 м. Остальные условия аналогичны условиям предыдущего примера.
Решение. 1. Определить превышение наивысшей, точки рельефа местности на участке маршрута над уровнем аэродрома:
ДЯр = Яр-Яаэр = 200—55 = +145 м.
2. Определить атмосферное давление аэродрома, приведенное к уровню моря:
Рприв. аэр = Раэр 4 j j = 745 Н j j = 750 мм рт. ст.
3. Рассчитать исправленную высоту:
Яиспр = 7/без + ^7/р + ДЯпреп + (Рприв. аэр Рприв. мин) П ”
= 400 + 145 + 60 + (750 — 730) 11 = 825 м.
4. Рассчитать методическую температурную поправку высотомера:
ш’ = тг "»»- тг1825 = -® “•
5. Рассчитать приборную безопасную высоту полета:
Нпр. без. аэр = Яиспр — ДЯ, — (ДЯ„ + ДЯа) = 825 + 69-20 = 874 м.
Третий вариант: на высотомере устанавливается минимальное атмосферное давление по маршруту (участку маршрута), приведенное к уровню моря (рис. 7.24).
Расчет //Пр. без. прив осуществляется по формуле
ипр. без. прив — И6ез + Яр + ДЯпреп — АН, — ДЯИ — ДЯа. (7.22)
Рис. 7.24. Безопасная высота полета по прибору Япр, <;ез. прив и ее составляющие, если на высотомере установлено минимальное атмосферное давление участка маршрута, приведенное к уровню моря |
Порядок расчета Япр. без. прив:
— определить по полетной карте в полосе ±25 км от оси маршрута абсолютную высоту наивысшей точки рельефа и превышение препятствия ДЯпреп над этой точкой;
— получить у дежурного синоптика значение ожидаемого минимального атмосферного давления на участке маршрута, приведенного к уровню моря и времени полета на этом участке, сведения о температуре воздуха у земли (U).
Примечание, Полученное значение Рприв. мин устанавливается в полете на высотомере;
— рассчитать исправленную высоту:
^испр ~~ Я,5ез — j — Нр ~f — ДЯПреп,
— рассчитать методическую температурную поправку высотомера;
— рассчитать безопасную высоту для точного прибора:
Нт. пр. без ^испр
— по таблице поправок определить суммарную поправку высотомера;
•— рассчитать приборную безопасную высоту полета:
Ядр. без. прив ~ Ят. Пр_ <jes — (4ЯИ — f — Д//а).
Пример. Условия аналогичны условиям ранее рассмотренных примеров. Рассчитать приборную безопасную высоту полета, если на высотомере устанавливается минимальное атмосферное давление участка маршрута, приведенное к уровню моря (730 мм рт. ст.).
Решение. 1. Рассчитать исправленную высоту:
Яиепр = Ябез + Яр + ДЯПреп = 400 + 200 — J — 60 = 660 м.
2. Рассчитать методическую температурную поправку высотомера:
Щ = Яиепр = ~1з~-1-5 660 = -55 м.
3. Рассчитать приборную безопасную высоту полета:
^пр. без. прив = Яиспр — ДHt — (ДЯИ + ДЯа) = 660 + 55 — 20 = 695 м.
Все три варианта одинаково обеспечивают безопасность от столкновения с землей (водной) поверхностью. Первый вариант является основным, потому что одновременно позволяет довольно просто контролировать в полете выдерживание заданного эшелона. Третий вариант применяется при полетах на малых и предельно малых высотах, когда задается и выдерживается истинная высота полета над пролетаемой местностью; второй — при полетах на скоростных самолетах с одним барометрическим высотомером.
Следует иметь в виду, что ширина полосы, в пределах которой определяются Яр, ДЯдреп и Рдрив. мин, зависит от точности самолетовождения. Поэтому для полета над безориеитирной местностью, а также для экипажа с недостаточно высокой подготовкой она может быть увеличена.
Необходимость выполнения инженерно-штурманского расчета возникает тогда, когда требуется уяснить, достаточно ли на самолете горючего для выполнения полета’с заданным режимом по указанному маршруту и какого остатка горючего следует ожидать после посадки. В результате расчета определяется также начальный и конечный вес самолета, что необходимо знать летчику при выполнении взлета и посадки. Необходимость выполнения инженерно-штурманского расчета определяется исходя из соотношения значений расчетной и практической дальностей (продолжительностей) полета.
Практической дальностью (продолжительностью) полета называется расстояние (время), которое проходит самолет на заданном режиме, имея в начале заданную заправку горючего, а в конце — остаток горючего, гарантийно позволяющий осуществить посадку и зарулить на стоянку.
Если расчетная дальность (продолжительность) полета составляет более 75% практической дальности (продолжительности) полета, то необходимо выполнить инженерно-штурманский расчет. Расчет необходим также в тех случаях, когда полет предполагается выполнять на сверхзвуковой скорости или с неполной заправкой топливных емкостей самолета горючим.
Из практики известно, что для ускорения принятия решения на производство инженерно-штурманского, расчета заранее (в период общей штурманской подготовки) рассчитываются значения практических дальностей (продолжительностей) полета для различных вариантов нагрузки самолета и режимов полета.
Инженерно-штурманский расчет полета выполняется старшим штурманом полка (штурманом эскадрильи) совместно с заместителем командира полка (эскадрильи) по инженерно-авиационной службе (ИАС) на основании инструкции по расчету дальности и продолжительности полета для самолета данного типа.
Исходные данные для расчета определяет старший штурман. К ним относятся: продолжительность полета до исходного пункта маршрута tno ипм; длины участков маршрута S, на которых полет выполняется с постоянным режимом; абсолютная высота Яа, истинная воздушная скорость V и время полета t по участкам маршрута; продолжительность маневра в районе цели tn (например продолжительность повторного захода на цель); продолжительность полета от КИМ до аэродрома посадки /поСЛе кпм ; продолжительность роспуска самолетов перед посадкой ^р0сп и продолжительность захода на посадку tmc по установленной схеме; вес боевой нагрузки Сб. н и место ее сбрасывания.
Для обеспечения безопасности полета в расчете предусматривается запас горючего для компенсации возможных отклонений фактических условий (технических, навигационных и тактических) от расчетных.
В общий запас входит запас горючего:
— для компенсации возможных отклонений фактических технических характеристик самолета и двигателей от расчетных; этот запас называется гарантийным запасом QT. 3, а его величина указывается в инструкции по расчету дальности и продолжительности полета;
— для компенсации возможных отклонений фактических навигационных элементов (в основном ветра) от расчетных; этот запас называется навигационным Qn.3, а его величина равна 5% горючего, расходуемого при полете по маршруту;
— для компенсации возможных уклонений самолета от заданного маршрута (например, при обходе радиоактивного облака, при уходе на запасный аэродром или при перенацеливании) в связи с изменением тактической, навигационной, метеорологической или радиационной обстановки в полете; величина этого запаса Q„, 3 определяется командиром в зависимости от ожидаемых условий предстоящего полета.
Заместитель командира полка (эскадрильи) по ИАС определяет расчетные величины с помощью графиков и таблиц инструкции по расчету дальности и продолжительности полета.
К расчетным величинам относятся: расход горючего QH, время tH и приборная скорость полета на участках набора высоты Ущ>, расход горючего Qсн, время tcu и скорость полета на участках сниже-
Условия:
I Взлетный вес, 22,92 <
2. Вес горючего… 6,32т
3. Удельный вес… 0,8 г/см3
У. Вес бомб 3000 кГ
і Общий запас горючего
УОООм
S, км |
во |
270 |
70 |
/00 |
5 |
30 |
20 |
/00 |
000 |
/33 |
|
1,мип |
S |
30 |
Э |
11 |
0,5 |
3 |
2 |
/0 |
28,5 |
16 |
|
Vu, км/ч |
600 |
505 |
600 |
600 |
800 |
||||||
V„p, KM/4 |
085-055 |
5 00 |
ООО |
505 |
085 |
585 |
585 |
085-0/5 |
580 |
000 |
000 |
/и |
0,55 |
0,05 |
0,50 |
0,50 |
0,75 |
||||||
4.КГ/ч |
0,0 |
5,6 |
5,8 |
5,8 |
3,5 |
||||||
Расход горючего. кГ |
620 |
108 0 |
90 |
56 0 |
70 |
175 |
/20 |
720 |
/000 |
/50 |
350 |
I |
300м |
Старший штурман бап
Рис. 7.25. График инженерно-штурманского расчета полета
Мйя, расход горючего на участках построения Qn и роспуска Qp0Cn боевого порядка, расход горючего при маневрировании в районе дели Qn, расход горючего на участках горизонтального полета Qr, вес самолета G и остаток горючего Q по этапам полета.
При определении расчетных величин заместитель командира полка по НАС использует исходные данные, представленные штурманом, и постоянные характеристики, приведенные в инструкции по расчету дальности и продолжительности полета:
— вес пустого самолета Gnуст, полностью укомплектованного вооружением и штатным оборудованием;
— вес служебной нагрузки G0. п (экипажа с парашютами, кислорода, масла, бортового пайка);
— полный вес горючего Q, который определяется емкостью топ-‘ ливных баков, способом заправки и удельным весом горючего;
-— невырабатываемын остаток горючего Q„eB;
— расход горючего при полете по кругу перед посадкой QKp;
— расход горючего при работе двигателей на земле Q3 (при запуске и прфбе двигателей, при рулении на старт и со старта).
В результате инженерно-штурманского расчета полета составляется график (рис. 7.25), наглядно отображающий заданные значения скорости и высоты полета, изменения полетного веса самолета, расхода и остатка горючего по участкам маршрута. График инженерно-штурманского расчета выдается командиру экипажа, члены которого руководствуются им в полете.
Инженерно-штурманский расчет заканчивается определением резерва летного времени tpe3:
где Qpe3— резерв горючего;
q4— часовой расход горючего, определяемый с помощью графика инструкции по расчету дальности и продолжительности полета для определенных значений веса самолета, скорости и высоты полета.
Резерв горючего определяется по формуле
Qpea= Qnoc Qnp Qnet) Qr. 3 Qh. 3 Qk. з> (7-24)
где Qnoc — остаток горючего при заходе самолета на посадку.
При наличии данных о ветре и температуре воздуха на высоте полета, полученных не ранее чем за 3 часа до взлета, инженерноштурманский расчет уточняется. Особенно важно уточнение расчета по этим данным, если полет предполагается выполнять на практическую или максимальную дальность, а также при полете на тактический радиус самолета.
Максимальной практической дальностью полета самолета считается практическая дальность полета, выполз няемого на наивыгоднейшей высоте в режиме максимальной дальности (то есть на режиме минимального километрового расхода горючего) при взлете с полной заправкой горючим.
Тактическим радиусом самолета считается макси* мальное расстояние, которое может пролететь самолет от аэродрома взлета до объекта действий с выполнением поставленной задачи и посадкой на заданном аэродроме.
Кроме этого основного варианта инженерно-штурманского расчета расчет может выполняться с целью определения максимальной дальности полета при заданной заправке горючего и заданной нагрузке или с целью определения максимальной нагрузки при заданных маршруте, режиме полета и остатке горючего после посадки.