Определение фактических навигационных элементов на контрольном этапе

Для ведения контроля пути нужно знать фактическую путевую скорость и угол сноса. При отсутствии на самолете навигационных средств для автоматического измерения этих элементов, последние могут быть определены на контрольном этапе.

Контрольный этап-это участок линии пути на котором определяются фактические навигационные элементы и, если необходимо, ветер в полёте. Контрольный этап выбирается экипажем на первом участке маршрута и на последующих через 1,5-2 часа полёта. Его входной и выходной ориентиры выбираются с учетом надежности их опознавания с высоты полета.
На контрольном этапе порядок работы экипажа следующий:

1. При подлете к входному ориентиру предупредить командира корабля о строгом выдерживании режима полета.

2. Над входным ориентиром пустить секундомер, дать командиру корабля команду «Промер» и приступить к измерению угла сноса и определению среднего курса.

3. При проходе выходного ориентира остановить секундомер.

4. По расстоянию и времени пролета контрольного этапа определить путевую скорость.

Данные, полученные на контрольном этапе, используют для контроля пути, определения направления и скорости ветра, по которым рассчитываются навигационные элементы для последующего участка маршрута.

Точность определения путевой скорости на контрольном этапе составляет 2--5% измеренной скорости, а угла сноса со средней квадратической погрешностью 2-3 градуса. Основной причиной погрешности в определении путевой скорости являются ошибки в определении места самолета в начале и в конце контрольного этапа. Для более точного определения путевой скорости и угла сноса необходимо возможно строже выдерживать на контрольном этапе режим полета, правильно наносить на карту отметки места самолета , точно фиксировать по секундомеру моменты прохода входного и выходного ориентиров, точность измерения ФИПУ и расстояния на карте, а также выбору оптимальной длинны контрольного этапа. При скорости полёта 200-300км/ч длинна КЭ достаточна 20-30 км; при скорости 300-500 км/ч-50-70км; при скорости 500-800 км/ч -70-130 км.

В случае отсутствия характерных ориентиров для выбора контрольного этапа, а также при полете вне видимости земной поверхности определение путевой скорости и угла сноса производится с помощью радиотехнических средств.

вход-й Sкэ вых-й

tвх БУ ЛБУ

tвых

ЛБУ с карты

БУ=ЛБУ*60/Sкэ

УСф=УСр+(+/-БУ)

Wф=Sкэ/tкэ

2. Определение угла сноса

Так как СЛА в основном не обеспечены навигационными счетными устройствами, пилот должен уметь приближенно "в уме" рассчитывать путевую скорость, угол сноса по воздушной скорости, заданному путевому углу и ветру (скорости и направлению).

Расчет угла сноса "в уме" наиболее просто выполняется по приближенной формуле:

УС = УС макс SIN(yB) УС макс = U/K К = V/60

Где: U - скорость ветра; УВ - угол ветра; К - коэффициент.

Для самолета типа Як-18Т К = 2 (120/60=2). Для приближенного расчета УС достаточно запомнить значения sin УВ для углов, кратных 30 градусам (см. табл.1).

Таблица 1

Существует несколько способов определения УС глазомерно.

1. По линейному ориентиру

Этот способ применяется, если полет выполняется вблизи и вдоль линейного ориентира. Для этого подбирается такой курс, при котором самолет перемещался бы параллельно линейному ориентиру.

УС = ЗМПУ - МК

где МК - средний подобранный курс;

ЗМПУ - заданный магнитно-путевой угол (снимается с карты).

2. По створу ориентиров

УС этим способом определяется как разность между направлением створа двух - трех ориентиров, имеющихся на линии заданного пути, и средним курсом полета, обеспечивающим полет вдоль створа ориентиров или параллельно ему.

УС = ЗМПУ - МК

где МК - средний подобранный курс.

3. По боковому уклонению от контрольного ориентира УС этим способом определяется в тех случаях, когда полет от ориентира выполняется с курсом, равным ЗПУ.

УС = ЛБУ/Snp*60,

где ЛБУ - линейное боковое уклонение от контрольного ориентира;

Snp - пройденное расстояние от контрольного ориентира. Знак УС определяется стороной ЛБУ.

УС можно определить "на глаз" или с помощью навигационного транспортира.

4. Подбором курса

Если пилот убедился, что нет смещения самолета относительно линии пути, произвести отсчет магнитного курса. При этом

УС = ЗМПУ - МК

где МК - средний подобранный курс.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОПРАВКИ в КУРС (ПК) у контрольного ориентира (КО) по величине бокового уклонения (БУ) (рис.9)

Socm = 2 Snp, то ПК = 1,5 БУ Socm = Snp, то ПК = 2 БУ Socm = 0,5 Snp, то ПК = 3 БУ

Угол сноса (УС) в зависимости от навигационной обстановки и навигационного оборудования самолета также определяется:

измерением с помощью визира;

измерением с помощью радиотехнических средств;

по известному среднему курсу и фактической линии пути, проложенной на карте;

Способы измерения угла сноса с помощью визира могут быть следующие:

“по бегу земли”;

обратным визированием;

визированием вперед под углом 45°;

по боковой визирной точке.

-Измерение угла сноса по “бегу земли” (визирных точек)

Для измерения угла сноса визир устанавливается на курсовой угол 180°, вертикальный угол визира на 0° (петелька в поле зрения -- на деление 0°), пузырек уровня приводится в центр перекрестия сетки визира.

Окуляр визира устанавливается на необходимую для штурмана резкость изображения.

После указанных установок на визире и пяте штурманом подается летчику команда “Промер”.

Летчик обязан установить заданный режим полета (курс, скорость и высоту) с максимально возможной точностью.

Промер угла сноса производится после того, как летчик установит заданный режим полета и компас успокоится. Наблюдая через визир за местностью, добиваются поворотом трубы визира, чтобы визирные точки перемещались параллельно курсовой черте, после чего замечается показание компаса, а затем показание шкалы сноса.

Таких измерений требуется произвести не менее трех. Чем больше будет разница в отсчетах, тем больше следует произвести измерений. Возможная ошибка данного способа при многократном измерении угла сноса 1--2°.

Данный способ применяется на бреющем полете, на малых и средних высотах до 800 м.

-Измерение угла сноса обратным визированием

Для измерения угла сноса обратным визированием необходимо установить визир так, чтобы подвижная призма была обращена в хвост самолета, затем, вращая барабан вертикальных углов, устанавливают петельку на нуль. Визир держат в таком положении, чтобы пузырек уровня находился в центре поля зрения. Летчик при промере должен строго сохранять заданный режим полета и курс.

Штурман, держа визир в строго отвесном положении, наблюдает за местностью и ожидает, когда через пузырек визира пройдет какая-либо заметная визирная точка. Затем он следит за ней, не вращая визира в пяте. Когда визирная точка удалится от вертикали, штурман быстрым поворотом визира в пяте добивается такого положения, чтобы визирная точка оказалась на курсовой черте.

В этот момент штурман замечает показание компаса и отсчитывает угол сноса по шкале на пяте визира.

Практически бывает достаточным при средних высотах визирование выполнять под вертикальным углом 40--50°, при больших высотах -- под вертикальным углом 25--35°.

Для получения более точных результатов визирование одной точки производят два раза: первый раз под углом 20--30° при средних высотах и под углом 15--20° при больших высотах; второй раз под углом 40--50° при средних высотах и под углом 25 -35° при больших высотах.

Измерение угла сноса повторяется несколько раз, после чего берется среднее значение угла сноса и средний курс во время промера.

В тех случаях, когда возможно произвести только однократный промер, угол сноса определяют уточненным способом. Этот способ заключается в том, что в момент выбора визирной точки под самолетом приступают к определению среднего курса самолета.

В момент максимального удаления визирной точки отсчитывают курс и угол сноса. К измеренному углу сноса алгебраически прибавляют поправку, равную разности между последним отсчетом курса и средним курсом.

Пример. Магнитный курс во время отсчета угла сноса равен 95°. Средний магнитный курс во время промера равен 97°. Измеренный угол сноса + 8°. Найти правильное значение угла сноса.

Решение. 95°--97° = --2°;

УС = +8° + (--2°) = +6°.

-Измерение угла сноса визированием вперед

Определение угла сноса визированием вперед заключается в том, что под некоторым вертикальным углом, при курсовом угле визира 0° (подвижная призма обращена вперед), выбирается впереди самолета на линии курса визирная точка и в момент прихода ее на траверс к линии курса определяется боковое уклонение.

Угол сноса рассчитывается по формуле:

УС = БУ / tg ВУ

где БУ -- боковое уклонение визирной точки на траверсе к линии курса;

ВУ -- вертикальный угол визирования.

Боковое уклонение выбранной визирной точки определяется по градусным делениям поперечной черты визира.

При вертикальном угле 45° угол сноса равняется боковому уклонению, при ВУ = 26°,5, УС = 2 БУ, при ВУ = 63°,5 УС.= 0,5 БУ. Знак угла сноса определяется по стороне бокового уклонения визирной точки.

Рассмотрим порядок работы экипажа при промере угла сноса этим способом.

После команды штурмана "Промер" летчик выдерживает с максимальной точностью режим полета. Штурман, установив визир на курсовой угол 0° и вертикальный угол 45° (26°,5 или 63°,5), приступает к выбору визирной точки. Визирная точка должна пройти через центр пузырька уровня. Зафиксировав визирную точку в центре пузырька уровня, в дальнейшем барабаном вертикальных углов удерживает ее в передней части поля зрения прицела. Когда петелька придет на 0°, штурман прекращает вращение барабана вертикальных углов и в момент пересечения визирной точкой поперечной черты читает боковое уклонение и курс самолета.

Для получения необходимой точности нужно произвести несколько определений угла сноса и курса самолета. Результаты нескольких измерений осреднить. В зависимости от вертикального угла и бокового уклонения рассчитать угол сноса.

Описанный способ применяется ночью и на больших высотах, при отсутствии болтанки, а также при использовании визиров, при помощи которых нельзя определить угол сноса обратным визированием.

-Определение угла сноса двухкратным пеленгованием визирной точки

Определение угла сноса двухкратным пеленгованием визирной точки заключается в том, что на некотором вертикальном угле под курсовым углом 45° или 315° выбирается визирная точка. Когда визирная точка вторично окажется на том же вертикальном угле, вторично определяется ее курсовой угол.

Угол сноса рассчитывается по формуле:

УС = (КУ2 - 135) / 2

при визировании с правого борта или

УС = (КУ2 - 225) / 2

при визировании с левого борта,

где КУ2 -- курсовой угол при втором визировании.

Как правило, этот способ применяется при полетах ночью и над морем, причем в тех случаях, когда нельзя измерить УС обратным визированием или по бегу земных ориентиров. При определении угла сноса визир устанавливается на курсовой угол 45°, если визирная точка с правого борта, или на курсовой угол 315°, если она с левого борта.

Промер угла сноса следует выполнять после того, как летчик установит заданный режим полета и картушка компаса успокоится. Небольшими поворотами барабана вертикальных углов, не меняя установленного курсового угла (45° или 315°), привести характерную визирную точку в центр пузырька уровня. После этого вращение барабана прекратить.

Вращением визира в пяте удерживать визирную точку на курсовой черте.

Сначала выбранная визирная точка отойдет от пузырька уровня, а затем, когда самолет пройдет траверс точки, она снова станет перемещаться к пузырьку. Вращением визира в пяте необходимо привести визирную точку в пузырек уровня.

В момент прихода визирной точки в центр пузырька произвести отсчет показания компаса и курсового угла при втором визировании и рассчитать угол сноса но указанным выше формулам.

Точность определения угла сноса данным способом 2--3°.

3. Определение угла сноса с использованием АРК

Автоматический радиокомпас (АРК.) -- бортовое приемное устройство направленного действия, позволяющее определять направление на передающую радиостанцию. АРК совместно с наземными приводными и радиовещательными станциями образует угломерную систему самолетовождения.

При использовании радиокомпаса для самолетовождения экипажу необходимо знать следующие данные о приводных и радиовещательных станциях; место расположения (координаты); частоту работы и позывные; вид передачи; время работы и мощность.

Полёт от радиостанции в заданном направлении может быть выполнен в том случае, если она расположена на ЛЗП или её продолжении.

Контроль пути в полёте выполняют сравнением МПС с ЗМПУ.

В результате определяют боковое уклонение ВС от ЛЗП. Если МПС = ЗМПУ или отличается не более чем на 2°, то ВС находится на ЛЗП, если МПС больше ЗМПУ, то ВС находится правее ЛЗП, а если меньше -- левее. Боковое уклонение и фактический угол сноса определяют по формулам:

БУ = МПС-ЗМПУ;

УСф = МПС-МК,

УСф = КУР -180°.

Магнитный пеленг

ВС МПС = МК+КУР±180°.

В практике МПС определяют по упрощенной формуле

МПС = МК±б,

где б = КУР-- 180°. Знак «плюс» берется, если КУР>180°, знак «минус», если КУР<180°. При КУР=180° МПС = МК.

Пример. ЗМПУ=124°; МКР=135°; КУР=175°. Найти МПС, БУ и УСф. Решение. I. МПС = МК±б = 135°-5° = 130°.

2. БУ = МПС - ЗМПУ = 130° - 124° = + 6°.

3. УСф = КУР-180° = 175°- 180°= -5° или УСФ = МПС-МКР= 130°-135° = -5°.

Выполняя контроль пути по направлению с помощью АРК, следует учитывать, что радиопеленги определяют с погрешностями. Поэтому при равенстве МПС = ЗМПУ нельзя с полной уверенностью утверждать, что ВС находится на ЛЗП. В этом случае данное равенство всего лишь означает, что такое положение ВС наиболее вероятно, хотя в действительности оно может оказаться в стороне от ЛЗП.

При значительном уклонении ВС от ЛЗП, а также в случаях, когда необходимо строго следовать по ЛЗП, применяется полёт от радиостанции с выходом на ЛЗП.

Порядок выполнения полёта следующий:

точно проходят радиостанцию с МКр; через 5--15 мин полета отсчитывают КУР и рассчитывают

МПС = МК+КУР± 180°

или МПС = МК±б;

определяют сторону и значение бокового уклонения

БУ = МПС --ЗМПУ;

УСФ = КУР -- 180°;

задаются углом выхода (20--90°), рассчитывают МКвых и выводят ВС на ЛЗП; МКи= ЗМПУ±УВЫХ (« + » при левом уклонении, «--» при правом уклонении) ; определяют момент выхода ВС на ЛЗП по КУРвых\= 180°±Увых (« -\- » при правом уклонении, « -- » при левом уклонении); после выхода на ЛЗП устанавливают ВС на МК™ = МКР -- ( ±БУ) или МКс-л = ЗМПУ -- ( ±УСф); при полете по ЛЗП ведут контроль пути по направлению по КУРсп или МПСС.П: КУРст = 180° + (=ь УСФ); МПСС1 = = ЗМПУ.

ЗМПУ

МПС

Пример. ЗМПУ = 90°; МКр = 88°; КУР=188°; Увых = 30?. Определить данные для выхода и полета по ЛЗП.

Решение I. Находим МПС = МК±б = 88° + 8° =96°; БУ=МПС-ЗМПУ 96°-90°= +6°; УСф = КУР-180?=188?-180? = +8°.

2. Рассчитываем МКвых = ЗМПУ±Увых = 90?-30? = 60°; КУРвых = 180°±Увых= 180+ 30° = 210°

3 Находим МКсл = МКр-(±БУ)=88°-( + 6°) = 82°. КУРСЛ= 180° + (±УСф) 180° + ( + 8°)=188°.

4. Определение путевой скорости./W/

Путевую скорость в полёте можно определить одним из следующих способов:

-по времени пролета известного расстояния;

-по высоте полета и времени пробега визирной точкой известного вертикального угла;

-двухкратным пеленгованием боковой визирной точки;

-при помощи ветрочета по известному ветру;

-при помощи навигационной линейки по известному ветру.

Для определения путевой скорости по времени пролета известного расстояния необходимо отметить время пролета каких-либо двух ориентиров. Измерив по карте расстояние между ними, легко определить путевую скорость по формуле

W = S / t.

При определении путевой скорости по высоте полета и времени пробега визирной точкой известного вертикального угла пройденный самолетом путь за время визирования будет равен высоте полета или определенной ее части. Обычно берут либо угол, равный 45°, при котором пройденный самолетом путь (база) равен высоте полета, либо угол, равный 26°,5, при котором база равна половине высоты.

Зная истинную высоту полета, легко вычислить путевую скорость по формуле

W = H*3600 / t,

где H -- истинная высота полета в метрах;

t -- время пролета базы в секундах.

Порядок определения путевой скорости по времени прохождения визирной точкой базы, равной половине высоты полета, с помощью счетного приспособления визира АБ-52 следующий:

ориентировать продольные линии сетки поля зрения визира по бегу земных ориентиров;

наблюдая через окуляр, определить по секундомеру время прохождения ориентиром базы визира;

на счетном приспособлении совместить деление, соответствующее найденному по секундомеру времени (в секундах), с делением, соответствующим истинной высоте полета в метрах, и против индекса “W км/час” прочесть путевую скорость.

Для определения путевой скорости двухкратным пеленгованием боковой визирной точки при курсовом угле 60° + УС с правого борта или 300° + УС с левого борта выбирают визирную точку на вертикальном угле не менее 60°. В момент прихода ее в центр пузырька пускают секундомер и останавливают его в момент вторичного прихода визирной точки на тот же вертикальный угол. Пройденное самолетом расстояние АВ будет равняться дистанции до ориентира в момент пуска или остановки секундомер. Дистанцию можно определить по высоте и вертикальному углу.

Зная пройденное самолетом расстояние между двумя визированиями боковой точки под равными вертикальными углами и время пролета его, легко на навигационной линейке определить путевую скорость. Данный способ применяется при полетах на большой высоте, ночью и при полетах над морем при видимости береговой черты.

В лётной практике необходимо уметь рассчитывать навигационные элементы в уме. Это позволяет не только быстро получать приближенные результаты, но и исключать грубые ошибки в инструментальных расчётах.

Путевую скорость можно подсчитать в уме следующими способами:

1.По расстоянию, пройденному за 1 минуту.

Пример. 5 = 88 км; / = 11 мин. Определить путевую скорость. Решение. Находим расстояние, пройденное ВС за 1 мин: =88: 11=8 км. Определяем путевую скорость: № = 8-60 = 480 км/ч.

2. Умножением пройденного расстояния на время полета, выраженное в долях часа. Этот способ применяют, если время полета в минутах кратно 60. При этом нужно знать, какую долю часа составляют 1, 2 и т. д. минуты:

Число минут ... 1 2 3 4 5 6 10 12 15 20 30 Доля часа .... 1/60 1/30 1/20 1/15 1/12 1/10 1/6 1/5 1/4 1/3 1/2

Пример. 5 = 90 км; ( = 12 мии. Определить W.

Решение. 1. Находим, какую долю часа составляет пройденное время; 12 мин составляет 1/5 ч. 2. Определяем №=90-5 = 450 км/ч.

3. Учетом продольной составляющей ветра. В основу данного способа положено использование продольной составляющей ветра. Однако определить ее непосредственно экипаж не может. Но нетрудно найти боковую составляющую. Поэтому этот способ реализуется в тех случаях, когда на маршруте полета имеются изломы, близкие к 90°. Очевидно, что боковая составляющая, найденная перед ППМ, после разворота на 90° становится продольной и ею можно воспользоваться для определения W в данном направлении полета. Тогда W =V± Un. При этом влияние Un на W оценивают в зависимости от направления ее действия.

Пример. К„ = 420 км/ч; ЗМПУ, = 30°; УС= +5°; ЗМПУ2 = 120°. Определить W для ЗМПУо=120°.

Решение. 1. Находим коэффициент К= Кп/60 = 420/60 = 7.

2. Определяем боковую составляющую ветра: Uэ= К-УС = 7-5 = 35 км/ч.

3. Рассчитываем W. Из условий примера видно, что Uэ действует в левый борт ВС. Следовательно, при полете с ЗМПУ=120°С„ будет попутной. Поэтому W = V«+Uэ = 420 + 35 = 455 км/ч.

5. Определение ветра в полёте

Одним из основных метеорологических элементов, учитываемых в самолетовождении, является ветер. Он оказывает существенное влияние на ВС как в полете, так и при взлете и посадке. От направления и скорости ветра зависят безопасность взлета и посадки, длина разбега и пробега ВС, время полета по маршруту и расход топлива.

Для определения направления и скорости ветра в полёте необходимо:

1.Определить фактический путевой угол/ФМПУ/

2.Измерить угол сноса фактический/УСф/ и путевую скорость/W/

С целью вывода расчётных формул рассмотрим НТС.

Из приведённого рисунка следует:

1. дн=ФМПУ+/±б/ д=ФМПУ+ /±б/ ±180?

где б-угол заключённый между продолжением вектора /U/ и ЛФП.

2.Из точки /А/ НТС опустим перпендикуляр /h/ и получим два треугольника 1 и 2. 3.Из треугольника 1 имеем:

h=VЧsinУСф

Из треугольника 2 имеем: tgб=hчДU где ДU=W-Vu>=Uэ-эквивалентный ветер. Uэ-это условный ветер, направление которого всегда совпадает с направлением ЛЗП и создаёт такую же путевую скорость как фактический ветер.

4.Перепишем полученное выражение в виде:

VuЧsinУСфчДUЧtgб или tgбчVu=sinУСфчДU

5.Полученное уравнение решим с помощью НЛ-10

б-измеряется от 0? до 90? и имеет тот же знак что и УСф.

6.Скорость ветра определим из соотношений:

h=VuЧsinУСф и h=UЧsinб отсюда: sinУСфчU=sinбчVu

Это уравнение решим на НЛ-10.

7.Для определения метеорологического направления ветра используем формулу:

а) д=ФМПУ+/±б/±180?

эта формула используется при попутно-боковом ветре /W>Vu/

б) при встречно-боковом ветре /W<Vu/используется формула:

д=ФМПУ-/±б/

Пример. Дано:ФМПУ=50, УСф=-6, W=200км/ч, Vu=180км/ч

Решение:1.определяем ДU. ДU=W-Vu=200-180=+20км/ч (знак + показывает на то ,что ветер попутно-боковой, /-/-встречно-боковой)

2. На НЛ-10 определяем б и U

3. д=ФМПУ+/±б/±180? ветер попутно-боковой д=50?+/-43?/±180?=187?

Заключение

1. Чёрный М.А., Кораблин В.И. Воздушная навигация, М., Транспорт, 1991 г.

2. Белкин А.М. Миронов Ю.И. Воздушная навигация: справочник, М., Транспорт, 1988 г.

3. ФАП РФ, 2009 г.

4. Конспект лекций по воздушной навигации

Размещено на Allbest.ru