РАДИО В АВИАЦИИ

Применение радио как средства воздушной навигации значительно увеличивает безопасность полета современного самолета. Роль радио здесь, пожалуй, еще значительнее, чем роль береговых радиостан­ций, радиомаяков и пловучих радиомаяков для навигации морских судов.

Постоянное и правильное применение радио дало возможность американским авиалиниям выполнять расписания на 95% в таких метеорологических условиях, которые сделали бы полеты невоз­можными, если бы приходилось поддерживать визуальную связь с землей. Помощь радио может быть трех видов: 1) связь между землей и самолетом, между самолетами и между самолетом и землей; 2) заранее установленные курсы для воздушных линий, известные под названием равносигнальных зон, по которым самолеты могут лететь между определенными пунктами без визуальной связи с зем­лей; 3) земные радиопередающие станции, т. е. всякие источники радиоэнергии, по направлению к которым самолет может лететь, пользуясь имеющимся на его борту специальным радиопеленгатором или радиокомпасом.

Существующая в США система воздушных линий обеспечена несколькими сотнями направленных радиопередаточных станций и радиомаяков, которые обслуживают водителей транспортных самолетов.

Рис. 369. Передатчик пена- плавленного действия, т. е. любой источник радиоволиовой энергии, излучает электромагнитные волны в пространство во всех направ­лениях. Он также может быть использован для аэронавигации, рис. если самолет оборудован радио — ‘ компасом.

Рис. 370. Передатчик направ­ленного действия (курсовой ра­диомаяк) питает радиоэнергией две антенны, которые располо­жены под прямым углом друг к другу. Кривая излучения, обра­зе. дуемая каждой из этих антенн, напоминает восьмерку, пересе­кающуюся в центре каждой из антенн. Антенны попеременно за­ряжаются радиоволиовой энер­гией, которая дает сигналы, при­нимаемые приемником. Эти моду­лированные сигналы передаются, как буквы А и N по телеграфной азбуке Морзе. Таким образом, Рис если самолет держит путь только 311 • в поле антенны А, в наушниках будет слышен только сигнал А. Соответственно, если самолет ле­тит в поле антенны N, будет слышен сигнал N. Следовательно, можно использовать радиополе, создаваемое передатчиком, если ваш самолет оборудован приемником, который может быть настроен на волну данного передатчика.

Рис. 371. Обращаясь к этому рисунку, можно заметить, что невидимые в действительности зоны, показанные точками, про­ходят на равном расстоянии от сигнальных зон А и N. Следова­тельно, когда самолет летит по установленному курсу, вы слышите в наушниках сигналы, сливающиеся в длинное тире, прерываемое приблизительно через каждые 35 секунд позывным сигналом дан­ной станции, передаваемым по азбуке Морзе. Если вы сбились в ту или другую сторону от установленного курса (зоны), вы при­
мете больше энергии от одной из антенн, посылающих букву А или букву Лт; какую из этих букв — зависит от направления, по кото­рому вы летите. Это сразу даст вам знать, что вы сбились с курса. Путь «на курсе» является в действительности зоной сравнительно слабых сигналов, производимых противоположными полями А и N, но следующих друг за другом, и таким образом окончательный сигнал, слышимый в ваших наушниках, — это длинное тире, кото­рое получается в результате складывания сигналов А и N.

Заметьте, что восьмерки пересекаются в центрах антенн. В этом пункте радиоэнергии очень мало или ее совсем нет. Поэтому здесь образуется «конус молчания», показанный на рис. 371 знаком X. При прохождении этого «конуса молчания» вы некоторое время не слышите сигнала. Это показывает, что вы пролетаете над радио­станцией или над источником радиоэнергии, а так как географиче­ское положение станции известно вам по карте и так как позывные сигналы станции совпадают с передаваемыми передатчиком, вы можете тотчас же определить свое место. Однако, следует отметить, что существует так называемый «ложный конус молчания». Осте­регайтесь его, в особенности при полете вблизи горных цепей. Предполагают, что наличие таких «конусов молчания» вызывается близостью естественных залежей металлов или, возможно, наличием электропроводов высокого напряжения.

Предположим, что ваш магнитный компас не работает. Вы мо­жете определить свое место, проверив, с какой стороны от вашего курса лежит зона А или N, и затем лететь прямо вперед «по курсу» (длинное тире) до тех пор, пока интенсивность сигнала не увеличится или не уменьшится, что покажет вам, летите ли вы в направлении на передатчик или от него. Эти данные могут быть затем сопоставлены с определенным стандартным способом отыскания зоны (рис. 379 и 380); это позволит вам точно сказать, в какой зоне радиомаяка вы летите. Позывной сигнал, передаваемый этим маяком, даст вам возможность установить ваше географическое положение.

Чтобы достичь нужных результатов, антенна и установка вашего бортового приемника должны соответствовать некоторому опре­деленному стандарту. Пока вы не пользуетесь вертикальной стерж­невой антенной, установленной прямо у приемника, или соответ­ствующей ей по своим данным Т-образной антенной, имеющей верти­кальный ввод, опускающийся или поднимающийся прямо к прием-, нику (так что никакая горизонтальная часть антенны не воздей­ствует на приемник), до тех пор вы не сможете точно достигнуть

«конуса молчания» или получить минимальную ширину зоны сиг­нала «на курсе». При установке авиаприемника отклонения от этого стандарта приводят к чрез­вычайно разнообразным резуль­татам. Отсюда правило: прежде чем вы собираетесь вылететь в слепой полет или полет с радио­пеленгованием, убедитесь, в по­рядке ли ваша приемная уста — 372; новка.

При настройке приемника луч­шие результаты достигаются, ког­да сила звука установлена на ми­нимальную интенсивность, доста­точно громкую, однако, чтобы сигналы были слышны отчетливо. В соответствующей инструкции даются точные указания для пра­вильного пользования радиоап­паратом; лучшей же гарантией правильного определения направ — ?7з; ления полета путем комбиниро­ванного применения компаса, ги­рокомпаса и радиосредств являет­ся практика.

Дальнейшее уточнение и безо­пасность полета при помощи рав­носигнальной зоны достигаются «радиомаркерами»[28] (радиопереда — точные станции ненаправленного действия), которые устанавлива­ются вблизи радиомаяков, пере­дающих равносигнальные зоны. рис. Эти «радиомаркеры» передают свои характерные сигналы по аз­буке Морзе через промежутки в 10 секунд, с той же самой частотой (на той же волне), что и ближайшая радиомаячная станция. Радиус

действия этих опознавательных станций достигает 16 км, но в боль­шинстве случаев он меньше.

Рис. 372. Из предыдущего изложения известно, что, когдамы летим «по курсу» в направлении на передатчик или от’ него, мы принима­ем длинное тире; это показано положением самолета с. По обе стороны зоны «на курсе» имеются переходные «промежуточные зоны», где долгое тире («на курсе») не слышно и где преобладает сигнал А или Ж, в зависимости от того, находится ли самолет ближе к сектору А (положение Ъ) или ближе к сектору N (положение dy, если мы будем уклоняться дальше от курса, как это показано положениями а же, противоположный курсовой сигнал теряется совершенно, и слышен только сигнал А, когда мы находимся в секторе А, или сигнал Ж, когда мы находимся в секторе Ж.

Рис. 373. «Конус молчания» имеет форму конуса, направлен­ного вершиной к земле. Следовательно, ширина этого конуса уве­личивается с увеличением высоты. Таким образом, «конус молчания» более заметен на больших высотах.

Рис. 374. На этом рисунке показано поперечное сечение «конуса молчания». Следует заметить, что на высоте 300 м диаметр конуса может быть равен 150 ж, а на высоте 1 500 м — 400 м и больше. Отсюда следует, что при решении проблем самолетовождения можно ожидать гораздо большей точности при полете на высоте свыше 600 м.

Рис. 375. В некоторые часы суток, особенно на рассвете и в су­мерки, и над некоторыми гористыми областями равносигнальная зона, посылаемая передатчиком, искривляется. Это особенно за­метно во время восхода и заката солнца. Искривление зон обычно наблюдается вблизи неровной поверхности; оно, как предполагают, вызывается отражением сигналов А ж Ж от поверхностей гор и воз­вышенностей. На рисунке вы видите, как искривленный луч может создать впечатление, что вы проходите «конус молчания». Однако, разница, по крайней мере, в большинстве случаев, будет заклю­чаться в том, что потеря сигнала «на курсе» при этом продолжается более долгое время и тишина не такая полная, как при прохож­дении действительного «конуса молчания». Таким образом, нуж­но быть особенно внимательным при полетах в указанные периоды суток.

Рис. 376. В некоторых местностях, особенно холмистых и гор­ных, возникают «многократные зоны». Это может оказаться очень опасным, если вы не знаете об их существовании и не проверяете

тщательно свое место по извест­ным земным ориентирам. На «мно­гократные зоны» обычно указы­вает отсутствие «промежуточной зоны». Таким образом, если вам кажется, что полет происходит по «многократной зоне», вы мо­жете проверить это, пролетев рис. вправо или влево от курса в по­исках «промежуточных зон» или сигнала «на курсе». Если вы не найдете их, это значит, что вы, вероятно, летите в «многократной зоне» и необходимо постараться немедленно отыскать истинный курс.

Одной из причин, которыми рис. объясняют существование «много-

376.

кратных зон», являются залежи металлических руд или влияние большого города. Мы должны принять это объяснение, пока не будет найдено лучшего. «Много­кратные зоны» не представляют больших трудностей для сохра­нения направления полета, но Рио. если вы приближаетесь к радио — пеленгаторной станции в облаках или тумане, следует иметь в виду характер местности, над которой происходит полет, особенно если вам придется снижаться на по­садку через туман или из об­лаков.

Рис. 377. Известно, что зо — рис. ны иногда как бы перемещаются ‘ или вибрируют на сравнительно большом пространстве, простирающемся иногда на 25° в каждую сторону от первоначального направления. Замечено, что у некото­рых зон колебания происходят через каждые 40 секунд. Вблизи

передатчика зона очень узка (около 75 м), тогда как в 160 км от передатчика она может быть шириной 11—16 клі; это значит, что, если вы летите на некотором удалении от передатчика по колеблющейся зоне, вы можете значительно уклониться от курса. Такое положение может быть обнаружено потерей сигнала «на курсе» и приемом сигналов А и N в быстро сменяющейся последователь­ности (например, тире, точка, тире, точка, тире, точка, тире, точка и т. д.).

Рис. 378. В определенное время и при определенных условиях наблюдается смещение зон. При этом они редко возвращаются в прежнее положение. Поэтому бюро аэронавигации американского министерства торговли постоянно дает поправки на смещение зон. Во всяком случае, если вы совершаете полет в зоне в соответствии с указаниями, которые вы слышите в наушники, вам нетрудно достичь места назначения. Прежде чем лететь над незнакомой тер­риторией, нужно получить точную информацию относительно ха­рактера зон. Особенно следует избегать полетов по незнакомым зонам при неблагоприятной погоде.

Летя по направлению к радиомаяку, передающему зону, держи­тесь вправо от сигналов «на курсе», т. е. ближе к «промежуточной зоне». Летя от маяка, держитесь также вправо от сигналов «на курсе», но внутри «промежуточной зоны», ближе к сигналу «вне курса».

Рис. 379. Этот рисунок изображает способ ориентировки, который необходим, чтобы установить точный курс полета, когда вы потеряете его и должны полагаться только на радиомаяки. Предположим, что у вас есть аэронавигационная карта, которая показывает направления зон, передаваемых радиомаяками. Пред­положим также, что вы находитесь в облаках или над ними. Чтобы у вас была уверенность в том, что не встретится никаких препят­ствий при снижении сквозь облака к аэропорту, вам надо лететь по определенной зоне радиомаяка.

Прежде всего установите — при помощи своего радиоприемника, — вблизи какого радиомаяка вы находитесь. Для этого вы, не изменяя настройкой силы звука, замечаете, какая станция слышнее всего в наушниках. Поймав, таким образом, позывной сигнал определенной станции, вы при помощи аэронавигационной карты можете уста­новить по магнитному компасу курсы зон сигналов «на курсе» дан­ного радиомаяка, а также его положение по отношению к аэропорту, который обслуживается маяком.

Предположим, что установленная вами ближайшая станция на­правляет зону, как показано на рис. 379. Определяя эту стан­цию, вы, допустим, заметили, что принимаете сигнал А. Это опре­деленно укажет, что вы находитесь в одном или другом секторе А уже установленного вами определенного радиомаяка. Соответственно рис. 379 и направлению зоны, вы замечаете по магнитному ком­пасу, что нужно лететь по магнитному курсу 25°, чтобы пересечь зону сигнала «на курсе» из любого положения в зоне А в мини­мальный отрезок времени. Продолжайте лететь этим курсом, пока сигнал А, слышимый в наушниках, не начнет сливаться с сигналом «промежуточной зоны» и затем с сигналом «на курсе». После этого сделайте по приборам постепенный поворот на 90° вправо. Держите все время вправо. Заметьте по рисунку, что произойдет. Если вы были в восточной зоне А, ваш поворот на 90° вправо приведет вас обратно в зону сигнала А. Если вы были в западной зоне А, ваш поворот приведет вас в зону сигнала N. Этот поворот на 90° позволяет сразу определить, в какой из двух зон А вы находитесь. Уяснив это и зная из аэронавигационной карты компасный курс каждой из зон, можно очень легко найти зону в направлении на радио­

станцию и, выйдя из ее зоны молчания, долететь до аэропор­та, который обслуживается дан­ным радиомаяком.

Применяется несколько ме­тодов ориентировки по радио­маякам, но вышеописанный ме­тод является основным и обще­принятым.

Рис. 380. Квадрант[29], через ко­торый проходит от станции линия истинного севера, всегда является квадрантом N. Этим достигаются единообразие и лучшая ориентировка. Если истинный север совпадает с направлением сигнала «на курсе», то квадрант к западу будет квад­рантом N. Такое сочетание сигналов передают все радиомаяки.

Использование только что описанных нами передатчиков с на­правленным излучением требует, чтобы на борту самолета имелись радиоприемники, которые могут быть настроены на волны от 750 до 1 500 ж; в этих пределах они могут принимать все радиомаяки США.

Рис. 381. Любая передаточная станция ненаправленного дей­ствия является превосходным аэронавигационным средством для любого соответствующим образом оборудованного самолета. По­четное место среди этого оборудования принадлежит радиокомпа­су. Следует заметить, что при наличии радиокомпаса самолет может приближаться к передающей станции ненаправленного действия от любого пункта и, независимо от сноса ветром, в конечном итоге долететь до станции.

Рис. 382. Из этого рисунка видно, что радиокомпас состоит из контрольной доски с приборами, с помощью которых можно выбрать нужную станцию и отрегулировать силу звука и чувстви­тельность визуального указателя. Приемник принимает радиоволны, уловленные рамкой (пеленгаторной антенной), которая заключена в обтекаемый кожух, укрепляемый обычно снаружи, на фюзеляже самолета.

Чтобы определиться по широковещательной радиостанции при помощи радиокомпаса, надо действовать следующим образом:

1. Установить ручку обратной связи в положение А.

2. Поворачивать ручку реостата усиления звука. Вращая его в направлении движения часовой стрелки, можно добиться не­обходимого усиления и удовлетворительной слышимости в науш­никах.

3. Отрегулировать настройку на известную вам длину волны • той станции, по направлению которой вы намереваетесь лететь. Эта длина волны указана на шкале А.

4. Визуальный указатель радиокомпаса (налево — направо) вклю­чается при помощи ручки «указатель направления». Вращая эту ручку по направлению часовой стрелки, мы регулируем чувстви­тельность этого прибора. Все остальные переключатели должны быть в положениях, показанных на рисунке С

Теоретически действие этого прибора, установленного в поло­жении, указанном выше, заключается в следующем. Пеленгаторная антенна (рамочная), как указано, расположена внутри обтекателя.

В этом положении рамочная антенна принимает даже самые слабые сигналы станции, по направлению которой летит самолет.

Однако, постоянная антенна (стержневая), как показывает само название, принимает сигналы с постоянной силой звука, независимо от направления оси самолета.

Таким образом, любое отклонение самолета от своего напра­вления изменяет положение пеленгатора относительно передающей станции и создает разницу в относительной интенсивности сигналов, принимаемых на рамку и обычной стержневой антенной. Стрелка ука­зателя радиокомпаса в результате разницы в интенсивности сигналов движется вправо или влево; в наушниках при этом получается уси — [30]

ление шума, достигающее максимума, когда самолет летит, отклоняясь на90° от курса. Если самолет летит точно по курсу на радиостанцию, стрелка указателя радиокомпаса будет оставаться в вертикальном или нулевом положении. Если, однако, самолет развернется вправо от передающей станции, то стрелка указателя радиокомпаса пере­двинется вправо.

Таким образом, руководствуясь положением стрелки, можно управлять рулем поворота точно так же, как управляют им по показаниям гироскопического указателя поворота.

При пользовании наушниками происходит следующее. Когда самолет летит точно по направлению на передающую станцию, сигналы чисты и в телефоне нет заметного шума. Если нос самолета

Рис. 38?.

уклонится влево или вправо, появится шум; он будет возрастать вплоть до отклонения самолета от правильного курса на 80° в ту или другую сторону; тогда шум будет равен по силе самому сигна­лу. Таким образом, имеются два способа определения уклонения от курса: один слуховой, а другой визуальный, в виде указаний радиокомпаса.

Отсюда вполне очевидно, что вы можете лететь точно в направле­нии на известную вам широковещательную станцию, удерживая стрелку указателя радиокомпаса на нуле или имея наушники сво­бодными от шума.

Так как широковещательная станция не дает «конуса молчания», необходимо получить какое-нибудь указание в момент, когда вы пролетаете над станцией. Это указание последует в виде обратного движения стрелки радиокомпаса. Например, вы летите по направ­лению к станции; если дать левую ногу, то стрелка радиоком­паса передвинется влево, если же дать правую ногу, то стрелка отклонится вправо. Если вы пролетели станцию и начинаете удаляться от нее, то стрелка будет двигаться в обратном направ­лении.

Заметьте, что радиокомпас рассматривается здесь лишь с точки зрения пользования широковещательными станциями. Но он полезен также и при направленной передаче, например, для поль­зования радиомаяками. Другими словами, этот прибор может быть использован с большой точностью для определения своего места как по маякам, так и по широковещательным станциям, работающим на волнах от 250 до 1 500 ж. Однако, когда длина волны передаваемых сигналов меньше 330 ж, необходимо быть осторожным, так как широковещательные станции, работающие на более коротких вол­нах, часто значительно искажают направление. В конце концов вам все же удастся долететь до радиостанции, несмотря на то, что вы, может быть, будете лететь к ней не строго по прямой линии. Следует по­нять, что все средства аэронавигации: радио, механические и иные, являются только вспомогательными средствами для обеспечения безопасности полета. Поэтому вы должны использовать все средства для того, чтобы точно определить свое местонахождение.

Для настройки на прием равносигнальной зоны:

1) Установите рычаг обратной связи в положение X.

2) Установите указатель настройки длины волны соответственно с искомой станцией.

3) Поверните ручку усилителя звука в положение «включен». 230

4) Поставьте указатель в положение «включен». Все осталь­ные переключатели остаются в положениях, указанных на ри­сунке г.

Установив, таким образом, приборы, вы можете лететь на ра­диомаяк с любого направления.

Если вы желаете лететь к радиомаяку только по слуху, когда самолет оборудован радиокомпасом, то поверните ручку переклю­чателя против часовой стрелки до отметки «выключен». После того как лампы визуального указателя будут выключены, прибор будет действовать, как приемник радионаправленных сигналов. Во время этой операции все остальные приборы должны быть в положениях, указанных на рисунке.

Обратите внимание на маленький переключатель приемника радиокомпаса. При известных условиях полета возникают электри­ческие явления, известные под названием «статических разрядов». Эти разряды наиболее часты, когда полет совершается зимой в на­сыщенных облаках, в особенности при условиях, благоприятствую­щих обледенению; впрочем, эти разряды замечаются часто и летом, во время грозы. При этих явлениях в радиоприемнике возникают легкие потрескивания, которые возрастают по силе и частоте по мере приближения к источнику разрядов (облакам), пока шум не ста­новится настолько значительным, что заглушает все радиосигналы и иногда совершенно парализует работу радиоприемника. При конструировании авиационных радиокомпасов оказалось, что экра­нированная пеленгаторная рамочная антенна, обмотка которой це­ликом помещена в металлическую коробку, в значительной степени ослабляет, а иногда и устраняет это явление статических раз­рядов.

Небольшой переключатель на приборной доске позволяет использовать это свойство рамки. С поворотом его из нормального положения «компас» в положение «ограничитель статического элек­тричества» выключается визуальная часть радиокомпаса, и приемник присоединяется только к экранированной пеленгаторной рамке, а постоянная антенна заземляется. Этот поворот переключателя иногда позволит вам в условиях «статических разрядов» принимать на слух сигналы маяков, а также метеорологические радиосводки, которые иначе невозможно было бы принять. Однако, помните, что если ваш радиокомпас имеет неподвижную пеленгаторную рамку [31]

(существуют два типа компасов — с вращающейся и неподвижной рамкой), то эта рамка слабее всего принимает сигналы радиостанции, находящейся прямо впереди по курсу, и потому вам придется не­сколько уклониться с намеченного курса, чтобы иметь возможность принимать сигналы.

Практика, однако, показывает, что эти незначительные откло­нения от курса часто более чем окупаются возможностью принимать сигналы радиомаяков и широковещательных станций; иначе такой прием был бы невозможен.

Слуховая связь. Кроме диапазона длинных волн, на котором вы будете принимать сигналы радиомаяков, сообщения о погоде, и диапазона волн средневолновых широковещательных станций, передающих увеселительную музыку, ваш радиокомпас или радиоприемник может иметь третий диапазон, диапазон корот­ких волн; на этом диапазоне вы будете слушать станции воздушных линий и другие авиационные станции США, пользующиеся диапазо­ном от 46 до 150 м. Визуальная часть радиоцомпаса не функционирует на этом диапазоне. Аппарат действует как обычный радиоприемник. На коротких волнах вы сможете получить много полезных сведений, подслушивая передачи станций аэролиний, наземных и самолетных станций (сведения об атмосферных условиях и направлении ветра на высоте, о состоянии погоды на определенных направлениях и т. д.).

Рис. 383.