НАВИГАЦИОННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ
4.1. Классификация технических средств самолетовождения
Выполнение основной задачи воздушной навигации достигается при менением разнообразной бортовой н наземной аппаратуры, составляющей технические средства самолетовождения (ТСС). Число их, разтнчиых по назначению, принципам построения и действия, измеряемым первичным навигационным параметрам, особенностям использования и другим показателям, сравнительно велико. Поэтому дли выработки общих методов их применения, рационального комплек сирования н грамотной эксплуатации требуется классификация названных с ре їсти
В воздушной навигации ТСС принято классифицировать по: степени зависимости работы бортовой аппара туры от наземных средств; используемому первичному источнику мавша ционной информации; назиачі нию; виду измеряемого навигационного параметра; дальности действия.
По степени зависимости работы бортовой аппаратуры от наземных устройств (степени автономности) нее ТСС делятся иа три класса: автономные навигационные средства, на вигациониые системы и навигационные комплексы
Автономные средства определяют навигационные параметры с помощью бортовой аппаратуры без взаимодействия с наземными техни вескими устройствами. В этот класс входят три группы ТСС, отличающихся по используемому первичному источнику информации: геотехниче
ских, радиотехнических и астрономи ческих средств. Ими можно пользоваться в продолжении всего полета в любой точке Земли, если имеются необходимые условия для их прнмечг
ІІ1ІЯ.
Навигационные системы (неавто номные средства) состоят из бортовой и наземной (спутниковой) подсистем, совместно позволяющих получать навигационную информацию на борт) ВС Они составляют три группы систем: радиотехнические, спутниковые и светотехнические системы.
В первую группу входят рациона внгационные системы, различающие по виду измеряемого навигационного параметра: угломерные, дальномер ные разностио-да льномерные, угло мерно-дальиомериые.
Спутниковые навигационные си cTtMbi (СПС) состоят из трех подси стем: бортовой, спуткнковой и наземной. В зависимости от принципа по строения они могут использоваться и тля решения задач по управлению воздушным движением
Светотехнические системы состоят из наземных и бортовых источников света, необходимых для выполнения посадки в условиях плохой вида мости.
Навигационные комп иксы состоят из различных по принципу построе ния автономности и используемом) первичному источнику информации измерительных устройств, в совокуп иости обеспечивающих решение той или иной нанигационной задачи. Как правило, они обобщают данные от нескольких независимых технических средств, перерабатывают их и выдают интегральную информацию как для использонания экипажем, так п автоматизированного вождения ВС по программной траектории. Coupe менные навигационные комплексы мо гут быть подразделены иа три гр ппы
комбине рованные ни е і ігацшмньї. измерители составляют гр> ппу ирибо ров (систем), обеспечивающих изме рение одного или нескольких иавнга ционных элементов при комплексном использовании двух или более пер вичных датчиков. К ним относятсг все разновн іноїти курсовых систем (ГИК, ГМК, КС, ТКС, БСФК). В эту же группу входят иснигаци онные индикаторы, определяющие ко
ординаты ВС счислением в курсовоздушном режиме;
авиационные навигационные комп — іексьі. представляющие совокупность функционально взаимосвязанных бортовых средств и систем, обеспечивающих автоматизацию решения навигационных задач с представлением экипажу данных, требующихся для уп равления движением центра масс ВС нлн вводом их в систему авгоматиче ского управления (САУ),
пплиптажно-нивигационные ко ип- лексы (ПНК). состоящие из АПК с САУ, обеспечивающие автоматическое решение задач пилотирования и навигации Ими оснащаются все современные магистральные самолеты и некоторые типы вертолетов.
Классификация по первичному источнику информации является традиционной В качестве источника информации используются: геофизические поля Земли; электромагнитные поля наземных или бортовых радиотехнических устройств; электромагнитов и световое поле небесных светил; искусственные световые ориентиры на земной поверхности.
Геотехнические средства и системы основаны на использовании гео физических нолей Земди: магнитного, гравитационного, статического и ди иамического давления и температуры воздушной среды, естественные и искусственные объекты на земной поверхности (поле ориентиров) и КОНТ расти температур различных участ коч да ней (по-разному излучающих тепловую и электромагнитную энергию). К числу геотехнических средств 01 НОСЯТСЯ.
курсовые приборы и системы (магнитный и гироиндукциониын ком пасы, гнрополукомпас, курсовая си стома, курсовсртикаль, базовая си стема формирования курса, базовая система курса и вертикали);
приборы и системы, основанные на изменении физических параметров воздушной среды (барометрический высотомер, прибор скорости комбинированный прибор скорости, вариометр, прибор числа М, термометр наружного воздуха, система воздушных сигналов, информационный комплекс высотно-скоростных параметров);
2*
инерциальные приборы и системы (инерциальные курсовертикаль и на выацнонная система);
автоматизированные вычислители координат (навигационный индикатор и каналы АН К, ведущие счисле ние в курсовоздушном режиме);
оптические приборы (визиры);
измерители времени (часы).
Некоторые из перечисленных редств (барометрический высотомер, гнрополукомпас и др ) используют только одно из геофизических полей, а другие (гироин. дукцнониый компас, система воздушных сигналов и др.) — несколько нолей. В последнем случае они являются комбинированными из мерительными приборами (системами). В соответствии с используемым полем геотехнические средства подразделяются на группы Важные их юстоинства — простота устройства, надежность, автономность и высокая помехозащищенность. В то же время геотехническим средствам присущи недостатки: ие все они обеспечивают требуемую точность измерений; МС возможно определять (при отсутствии видимости земной поверхности) только счислением пути, вследствие чего его погрешность возрастает со времени начала счисления.
Радиотехнические средства (РТС) и системы используют свойства электромагнитных воли — время и прямолинейность распространения, способность преломляться и отражаться, когерентность колебаний. К числу Р ГС относятся группы угломерных, даль — померных. разностно лалыюмерных и угломерно — іальномериьіх радионавигационных систем, а также радиолокационных средств (бортовые радиолокационные станции, доплеровские измерители скорости и сноса и радиовысотомеры). К ним же причисляются инфракрасные приборы и радиони зиры (тепловизпры) — аппаратура пассивной локации для ведения ори еитировки, основанная иа использова нин контрастов температур земной поверхности.
Радиотехнические средства в свою очередь классифицируются по автономности. назначению, виду определяемого навигационного параметра
35
(угол, дальность, разность дальностей, доплеровские частоты) и измеряемого параметра радиосигнала (амплитудные, частотные, фазовые и временные). дальности действия и ф.
Важное достоинство РТС состоит в их способности выдавать информацию практически в любых метеорологических условиях днем и ночью, с высокой точностью производить измерения и непосредственно определять абсолютные координаты ВС и путевую скорость полета. Н е — достатком РТС являются подверженность естественным и организованным помехам, ограниченность дальности действия радионавигационных систем, снижение точности измерении и навигационных определении по мере удаления ВС от наземной подсистемы и радиолокационного ориентира.
Астрономические средства основаны на пеленгации сиетил. являющих ся источником светового или радиоизлучения. На этом принципе работают авиационные секстанты, астрономические компасы, радиосекстанты и астроориентаторы. Они обладают свойствами автономности, абсолютной помехозащищенности и применимости в любой точке Земли, но требуют условий наблюдаемости небесных светил (за исключением радиосекстантов) и, следовательно, не могут использоваться при полетах в облаках или пол ними.
Светотехнические средства (свето — маяки, посадочные огни, пиротехнические средства) относятся к вспомогательным и используются главным образом в районе аэродрома в ночных условиях.
Классификация по назначению.
Такая классификация наиболее удобна для практического использования в процессе решения навигационных задач н комплексирования средств. По этому признаку ТСС подразделяются на группы измерителей: курса (магнитного, гироскопического, астрономического, инерциального н комбинированного принципов действия); скорости (аэродинамического, доплеровского, инерциальною н корреляционно экстремального принципов действия); высоты (барометрического, радиолокационного и инерциального принципов действия); координат ВС (радионавигационные системы, бортовые радиолокаторы, астроориентаторы, навигационные индикаторы, инерциальные навигационные системы, спутниковые навигационные системы, авиационные навигационные комплексы, тепловнзиры, корреляционно — экстремальные системы).
Кроме того, имеются системы: ло — садки (радномаячного курсо-г. чиссад — пого, радиолокационного, инфракрасного и лазерного принципов действия); предупреждения столкновений ВС в воздухе (СПС); сигнализации описного сближения с земной поверхностью (ССОС); взаимного опозна вания и межсамолетной навигации. Некоторые средства и системы являются многофункциональными, напри мер, бортовая радиолокационная станция, инерциальная н спутниковая навигационные системы и др.
По дальности действия ТСС подразделяются на системы ближнего действия, дальнего действия н глобальные. Такая классификация относится к радиотехническим, тепловым н лазерным средствам. К радиотехническим системам ближней навигации (РСБН) относятся такие, которые позволяют поддерживать связь между бортопой н наземной подсистемами на расстояниях до 350—450 км. Таковыми являются угломерно-даль — номерные РНС (отечественные и зарубежные РСБН), радиомаячные и радиопеленгаторные системы УКВ диапазона (радиопеленгаторы АРП. радиомаяки ВОР и ДМЕ) и радпо — комнасныс системы.
Системы дальнего действия обеспечивают получение навигационной информации при у іалешях ВС от наземной подсистемы до 2500—3000 км (разностно-дальномерпые системы типов РСДН-3 и «Лорам», секторные нссрныс радиомаяки ВРМ-5 и «Кон — сол»).
Глобальные системы позволяют определить ЛАС н любом районе Земли (РД РНС «Омега», СНС). Строго говоря, такой системы ист: одна наземная или спутниковая подсистема не может обеспечивать определение координат ВС в. побей точке околоземного пространства. Глобальность достигается расстановкой такого числа наземных средств и размещением ИСЗ, которые в совокупности создают сплошное радионавигационное поле.
Навигационные вычислительные устройства (НВУ) составляют особую группу ТСС. Они нс предназначены для производства непосредственных измерений, но тем нс менее играют важную роль. Многие навигационные средства имеют вычислительное устройство той или иной сложности, а АНК, ИНС, СНС без него вообще немыслимы.
Приведенная классификация не является единственно возможной н полной. Она, как и любая другая условна и не очень строга. Однако она позволяет дать общую характернее ку каждой группе средств, наметить общие методы их применения, указать их достоинства и недостатки.