Грименекис астрономических навигационных приборов
г пределение курса ВС астрономическими средствами. Астрономические компасы (АК) позволяют измерять курс ВС и выдерживать его в полете. Для измерения решают уравнение:
ПК (УК) =А — КУС,
где А — азимут светила. В зависимости от выбранного мери шана измеренный курс будет истинный при отсчете азимута светила относительно текущего географического меридиана и условным — при его отсчете от одного меридиана, например КПМ, выбранного на все время полета; КУС — курсовой угол светила, измеряемый либо поворотом корпуса ЛК вручную, либо автоматическим вращением визирной системы с помощью следящего привода.
Расчет азимута светила производится автоматически самим астрокомпасом по значениям:
географических коердииат ВС, вводимых в АК вручную неіюсре істнен — но перед измерением (при измерении условного курса долгота не меняется);
склонения светила (устанавливается 1 раз на весь полет);
гринвичского часового угла светила. Вследствие суточного вращения Земли /гр непрерывно меняется. Это изменение компенсируется часовым
механизмом, вращающим визирную систему с угловой скоростью 157ч.
Совмещенный астрокомпас
АК-59п предназначен для измеосння курса ВС в полете по Солнцу, планетам и звездам. Он может применяться на всех широтах северного и южного полушария. Астрокомпас АК-59п имеет три визирные систему, позволяющие применять его в любых условиях полета: основная (нижняя) предназначена для пелені ации Солнца днем: верхняя визирная система служит для пеленгации звезд. Луны и других планет, поляризационная визирная используется для пеленгации Солнца в сумерки и тогда, когда оно закрыто от прямого наблюдения с помощью основной системы.
Перемещение ВС в процессе полета в АК-59п не компенсируется, вследствие чего возможно только дискретное измерение мгновенного значення истинного курса ВС в соответствии с установленными <р, X.
Дистанционный астрокомпас
ДАК-ДБ-5е предназначен для определения и выдерживания курса ВС, разворота на заданный угол и выполнения полета по ортодромии. Опре іе ление истинного курса возможно при высоте Солнца от 0 до 70° и склонения от 0 до ±23,5°. Нормальное функционирование астрокомпаса обеспечивается в северных и южных шпротах от +90 до —90°. При совместной работе с перископическим секстантом можно получить курсовую информацию от звезд и планет, имеющих склонение от 30 до +60°.
Астрокомпас позволяет произво — шть полеты по участкам ортодромии. нс превышающие 1100 км.
Истинный курс выдается на индикатор только дискретно соответственно введенным вручную значениям: /гр, if и X.
Наибольшее влияние на точность измерения ПК астрокомпасами ока зывают ускорения ВС в момент отчета н ошибки ввода географических координат МС. Рекомендуется астро — измерения курса производить только в режиме установившегося горизонтального полета.
Несоответствие между фактическим МС и географическими коордн-
натами, введенными в ЛК, вызывает появление ошибки измерения курса:
AHKs=9-10 3[tg <р sin ФПУ +
+ tg Л sin (Д—ФПУ)] AS, (15.12)
где AS — абсолютная погрешность МС; ФПУ — фактический истинный путевой угол или азимут погрешности VS. Максимального значения ошибка ЛИКітах достигает при полете на восток или запад, когда светило нахо — тнтся в верхней кульминации, т. е. имеет максимальную высоту и распо ложено в северном или южном направлении. Допустимая ошибка, ирн которой погрешность измерения истинного курса не превысит допустимого значения ДИК-s max, рассчитывается как
AHKsma* ф + ctg (‘р — 5)
(15.13)
Максимального значения при измерении ИК ДЗдпп (рис. 15.15) достигает на широте <р=±35° в дни солнцестояния: зимнего в сеперном полушарии, летнего—в южном Наиболее неблагоприятные условия измерения имеют место в районах геоіра — фических полюсов и в широтном поясе — 40°^(f^40°.
Применение условных меридианов и условных курсов расширяет возможности использования астрокомпасов. Ошибка, возникающая по мере удаления от точки, географические координаты которой были введены в АК, возрастает в меньшей степени:
УКХ =9-10~ 3 AS tg h sin
v (А —ФПУ). (15.14) Допустимое значение
V УК.;
AS, loll 111.2——————————- .
1 tg Л sin (А —ФПУ)
(15.15)
Или графически (рис. 15.16). При необходимости применения другой допустимой ошибки курса значение Азвлп пересчитывается, например.
при АУК°=0,5° допустимое удаление уменьшается в 4 раза.
Выдерживание направления полета астрономическими средствами. Астрокомпас АК-59п ие. имеет кор ректирующего устройства для ком
пеисации перемещения БС относительно земной поверхности, поэтому при выдерживании постоянного курса происходит искривление ЛФП. Наибольшее уклонение Iтих бывает при больших высотах светила, которое находится на траверзе ВС. Если задаться приемлемым значением уклонения ЛФП 1 тих ОТ ортодромии, ТО допустимое расстояние
5доп 2arccosX sin h
>——————————- . (15.16)
sin(ft+9 10-3Zm, x)
Например, если курс следовании выдерживается по К при высоте Солнца h-40°, то на участке пуіи 550 км ВС уклонится от ортодромии на 5 км, а на участке 780 км — на 10 км (рис. 15.17).
Чтобы ЛФП уклонялась от ортодромии не более чем на 5 км, смену географических координат следует производить не реже чем череа 700 км при А<30°; 500 км при h= (30^-60)°; 300 км при Л >60°.
Географические координаты при установке их иа ЛК следует выбирать для средней точки участка маршрута.
Рис 15 17. Определение допустимой дальности полета при выдерживании курса по астрокомпасу
Астрокомпас ДАК-ДЕ-5 имеет путевой корректор, обеспечивающий выполнение полета по ортодромии Одиако наличие угла сноса у ВС в полете приводит к появлению погрешности измерения и выдержипання ор — тодромического курса
Л OK" = 1,57-10 4 х S УС° tg Л cos КУС, (15.17)
где 5—удаление ВС от точки включения путевого корректора; КУС — курсовой угол светила.
Наихудшне условия полета при КУС = 0 (180), т е. когда Солнце находится впереди или сзади ВС. До. чустимое расстояние, при котором максимальное ЛБ5< ВС не превысит заданное значение гп.«х,
dg *.-р
(15.18)
Например, при высоте Солнца h~80° и УС = 5°, чтобы уклонение ЛФП нс превзошло 10 км, можно лететь по ортодромии не более 500 км.
На рис. 15.18 приведен график допустимых значений Sд„и при условии км.
Если ограничиться условием *mai=5 км, то При УС = 5° МОЖНО рекомендовать следующий порядок использования путевого корректора: при h<30° он может включаться без ограничений; при А=(30ч-50)° он может оставаться включенным на протяжении только 800 км; при А=(60ч-80)° он может быть включенным на участке длиной 400 км. Наличие бокового уклонения ВС от заданного ортодромнческого участка маршрута приводит к ошибке курса, сходной с погрешностью, возникающей из-за угла сноса.
Определение МС астрономическими средств] ми. Высота небесного светила, измеренная астрономическими средствами, несет в себе позиционную информацию, т. е. сведения о местоположении ВС в момент измерения. Так как непосредственно измерить координаты МС, кроме высоты
Полярной звезды, равной широте точки измерения невозможно, выполняются косвенные измерения. Они требуют дополнительной информации о времени измерения и экваториальных координатах небесного светила.
В результате чего получают линии равных высот (ЛВР). Точка их пересечения на карте определит МС. Воз можны варианты измерения высот двух небесных светил или одного, но с определением высот в разнос вре мя. Для преобразования измеренных высот светил в ЛРВ применяются Авиационный астрономический ежегодник (ААЕ), Таблицы высот и азимутов (ТВА) и Таблицы высот и азимутов звезд (ТВАЗ).
Порядок расчета и построения ЛВР:
измеряют высоту светила И и фиксируют соответствующие этому моменту: время Т (секунды, минуты, часы), географические координаты счис лнмого МС и фактический путевой угол ВС;
вносят исправление в отсчет времени на поправку часов 7’ВСіір = Г+с н преобразуют его в гринвичское
Trv — T испр V. Номер пояса N, по
времени которого идут часы, берут с учетом декретного и летного времени. Для МОСКОЯСКОГО времени Тгр = ~Т„—4 летом и 7’Гр = 7’п—3 зимой.
из ААЕ на дату измерения по целому числу часов 7YP выбирают; для Солнца и планет склонение 6 и западный гринвичский часовой угол Лр, а для Луны дополнительно параллакс; для звезд гринвичское звездное время Srp; по интерполяционным таблицам определяются и прибавляются поправки к Лр за минуты и секунды Ггр;
рассчитывают местный западный часовой угол t = trp+h’ При этом долгота V берется близкой к ечнелн — мой X, но так, чтобы t не содержал минут и был четным. Если 0>180с. то дополняют его до 360° и часовой угол считают восточным;
если измерение выполнялось по Солнцу или планете, то пользуются ТВА. По склонению б находят нужную страницу, а по / и ф определяют азимут светила А, вычисленную высоту Ив и поправку за минуты
I 4 б 8 ИС‘ Рис. 15.18. Определение допустимой дальности полета по ортодромии при выдерживании курса по астрокомпа су Z, nax—5 КМ |
склонения /. Исправляют высоту Л„ Ив+fAft. Если в таблицу входили с западным часовым утлом, то за азимут принимается дополнение табличного значения до 360°. Если измерение выполнялось по звездам, то пользуются ТВАЗ По значению ши роты ечнелимого МС (f, целому числу местного звездного времени S — =Srv+H в градусах и названию звезды определяют вычисленную высоту И, и ее азимут;
измеренную высоту светила исправляют поправками: секстанта с»
за рефракцию атмосферы г и за вра щения Земли и с учетом путевого пеленга ПП=Л—ФПУ. Они выбира ются из ТВАЗ. При этом Ии — Н ^-с— — г + а.
При 0<ПП-<180° поправка и берется со знаком плюс, при 180" < <11П<360° — со знаком минус;
разность высот между исправленной н вычисленной Дh’ — hu—Л„, вы раженная в угловых минутах, преоб разуется в километры ДЛ= 1,853 Ah’;
на карте из точки со счислимымн координатами (<р и X’), выбранной при расчете /. прокладывают линию
азимута светила А, если ДЛ>0, то отрезок ЛЛ откладывают от счисли — мого ИС «на светило», если ДЛ <0 — откладывают в направлении «от светила». Через полученную точку перпендикулярно линии азимута светила прокладывают линию равных высот.
Если измерялась высота Полярной зпезты, то, исправив ее на поправки с, — и а, рассчитывают широту МС:
ф=/>пол *^фцоЛ •
где Цапл — поправка Полярной знезты, получаемая из ТВАЗ.
Расчет н построение ЛРВ от второго светила получают аналогичным образом. В точке пересечения двух ЛРВ получают место ВС. При этом іля повышения точности нужно выбирать светила, расположенные под углом VI, близким к 90°, и учитывать смешение второй ЛРВ вследствие перемещения ВС в процессе измерения.
Глава 16