§ 3. Самолетовождение

Предмет аэронавигации. Основной задачей каждого полета является выход самолета в намеченную точку. При полете на небольшие расстояния в пределах видимости земли эта задача решается сравнительно просто. В этом случае можно вести самолет, пользуясь различными земными ориентирами, например, железными или шоссейными дорогами, реками или видимым крупным ориентиром.

Естественно, что в таких случаях экипажу самолета не требуется специальных приборов для выдерживания нужного направления полета.

С развитием авиации непрерывно увеличивается дальность полета самолета. Появление приборов слепого полета свело ло минимума зависимость работы авиации от состояния погоды. Самолеты стали летать в любое время дня и ночи, при неблагоприятных метеорологических условиях и на очень большие расстояния.

Для того чтобы при таких полетах выдержать маршрут, необходимо пользоваться специальными приборами, вести точный расчет и контроль пройденного пути по карте. Работа экипажа по соблюдению заданного маршрута и достижению цели полета называется самолетовождением. Самолетовождение объединяет работу по пилотажу самолета и по определению местоположения самолета.

На легких самолетах, летающих на небольшие расстояния, летчик один выполняет работу по управлению самолетом и ориентировке. На средних и тяжелых самолетах, выполняющих дальние полеты, работу по ориентировке ведет штурман.

Аэронавигация изучает способы ориентировки в полете, а также методы приведения самолета в желаемое место наиболее коротким и безопасным путем.

Способы ориентировки. Наиболее простым способом является визуальная ориентировка, т. е. сличение с картой видимых ориентиров (населенных пунктов, озер, перекрестков дорог, мостов и т. д.). Но визуальная ориентировка возможна только при условии видимости земли. Поэтому темной ночью или над облаками этот способ применять нельзя. Визуальная ориентировка сильно затруднена также при полете на малых высотах, в особенности при «бреющем» полете, так как при этом мало времени для рассматривания ориентиров.

Способ астрономической ориентировки заключается в расчете местоположения по измеренным углам между направлениями на небесные светила и плоскостью горизонта с учетом времени наблюдения. Для измерения этих углов служит оптический прибор, называемый авиационным секстантом; момент наблюдения определяется по точным часам. При отсуствии видимости небесных светил астрономическая ориентировка невозможна.

Способ радиориентировки состоит в определении местоположения по направлениям на земные радиостанции или по расстояниям до них, измеренным в полете. Эти измерения выполняются при помощи различных радионавигационных приборов, как-то: радиополукомпасов и др.

Способ счисления пути заключается в определении местоположения путем учета величины и направления пути, пройденного самолетом от точки вылета. В общем случае полет происходит по некоторой криволинейной траектории. Траекторию полета можно разбить на участки, внутри которых направление полета принимается неизменным.

Зная скорость и время пролета каждого участка, вычисляют расстояния, пройденные самолетом на отдельных участках, наносят их на карту и определяют местоположение самолета в данный момент.

Счисление пути, а также решение ряда других аэронавигационных задач осуществляется при помощи группы аэронавигационных приборов и счетных штурманских инструментов.

Приборы дают возможность определить основные аэронавигационные элементы: курс, скорость, высоту и время полета.

Счисление пути, а также решение ряда других аэронавигационных задач осуществляется при помощи группы аэронавигационных приборов и счетных штурманских инструментов.

Направление и скорость полета. Для соблюдения заданного маршрута, а также для расчета местоположения самолета необходимо в первую очередь знать направление движения самолета относительно земной поверхности. Угол между географическим меридианом и направлением движения самочета называется фактическим путевым углом. Путевой угол азыражаегся в угловых градусах и отсчитывастся по часовой стрелке от северного направления географического меридиана (Фиг. 12).

В общем случае направление движения самолета относительно земной поверхности (линия пути) не совпадает с продольной осью самолета, так как движение самолета относительно земли является геометрической суммой двух движений: относительного движения самолета по отношению к воздушной среде и переносного движения воздушной среды относительно земли. Иначе говоря, фактический путевой угол в общем случае не совпадает с курсом самолета.

Перемещение воздушной среды относительно земли (ветер) происходит вследствие разности давлений воздуха в различных точках земли. Ветер характеризуется направлением и скоростью. Направление ветра выражается в угловых градусах и отсчитывается так же, как и путевой угол, от северного направления географического меридиана по часовой стрелке. Скорость и направление ветра зависят от состояния атмосферы и меняются с переменой высоты. Кроме того, скорость и направление ветра изменяются с течением времени. Скорость ветра может достигать 100 км/час.

Угол φ между продольной осью самолета и линией пути самолета называется углом сноса и измеряется в градусах. Если самолет сносит вправо, то угол сноса считают положительным, если влево, — отрицательным.

Даже при отсутствии ветра направление движения самолета может не совпадать с направлением его продольной оси. Движение самолета относительно воздуха является результатом действия сил тяги воздушных винтов, приводимых в движение двигателями самолета. При неодинаковой силе тяги правых и левых двигателей или различном лобовом сопротивлении правого и левого крыльев самолет движется под некоторым углом к своей продольной оси, т. е. как бы со скольжением.

Угол, образованный направлением движения самолета относительно воздушной среды и осью самолета, называется углом аэродинамического сноса или углом скольжения¹. Угол аэродинамического сноса обычно невелик (1—2°), но на самолете с многими двигателями при отказе крайнего двигателя этот угол может достигать 10° и более.

¹ Не следует смешивать этот угол скольжения с тем скольжением, которое образуется при неправильном вираже самолета (см. стр. 9). Правильнее было бы назвать его углом курсового скольжения в отличие от угла поперечного скольжения.

Таким образом угол сноса в общем случае состоит из двух слагаемых:

ψ = ψ_а + ψ_в

где ψ_а угол аэродинамического сноса.

ψ_в — угол сноса от ветра (угол между направлением движения самолета относительно воздуха и линией пути самолета);

Из фиг. 12 видно, что фактический путевой угол, характеризующий направление движения самолета относительно земли, равен сумме курса самолета γ и угла сноса ψ :

β = γ + ψ

Курс самолета определяет штурман посредством магнитного компаса (причем в показания компаса вносится ряд дополнительных поправок).

Более затруднителен точный учет углов сноса. Наиболее распространенным способом определения угла сноса ¹ является наблюдение с самолета направления движения земных предметов при помощи навигационного визира 0ПБ-1м. Угол сноса можно определить также периодическим сличением с картой земных ориентиров, встречающихся на пути самолета. Этот способ так же, как и способ визирования, неприменим при плохой видимости земли, при полете ночью или в тумане.

¹ Существующие способы определения угла сноса дают сразу суммарнын угол сноса: ψ = ψ_а + ψ_в, поэтому практически аэродинамический снос ψ_в отдельно не рассматривают.

При отсутствии видимости земли угол сноса и путевой угол могут быть определены расчетным путем, если известны направление и скорость ветра (см. ниже).

Вторым аэронавигационным элементом, который должен знать штурман для расчета местоположения, является скорость движения самолета относительно земли, называемая путевой скоростью самолета.

Приборов, автоматически указывающих путевую скорость, не существует. Путевую скорость самолета можно определить при помощи визира ОПБ-1м, наблюдая скорость перемещения земных предметов с самолета. При этом необходимо знать высоту полета, которую показывает высотомер.

Определение путевой скорости посредством визира так же, как и определение угла сноса, невозможно при отсутствии видимости земли. В этом случае угол сноса, фактический путевой угол и путевую скорость самолета определяют расчетным путем, если известны скорость и направление ветра.

Как было сказано выше, движение самолета относительно земли представляет собой геометрическую сумму двух движений: относительного движения самолета относительно воздушной среды и переносного движения воздуха относительно земли (ветра).

Для определения угла сноса ψ, путевого угла β и путевой скорости W строят навигационный треугольник скоростей (фиг. 13). Одна из сторон этого треугольника — вектор воздушной скорости самолета V—по своему направлению совпадает с истинным курсом самолета. Другая сторона — вектор скорости ветра U—направлена под углом δ, равным направлению ветра. Третья сторона треугольника дает величину и направление путевой скорости W.

Для выполнения указанного расчета необходимо знать воздушную скорость, которая показывается указателем скорости, и курс, который показывается компасом. Скорость и направление ветра могут быть получены перед вылетом или в полете по радио по данным аэрологических наблюдений с земли.

Фиг. 13. Навигационный треугольник скоростей:

β—путевой угол, γ—истинный курс, δ -направление нетра, ε—угол нетра, ψ—угол сноса.

Однако замеры ветра, сделанные с земли, недостаточно точны, чтобы рассчитать маршрут дальнего полета. Во время полетов на дальние расстояния скорость и направление ветра могут изменяться, тем более что самолет может изменять высоту своего полета. Поэтому важно иметь возможность определить ветер непосредственно с самолета.

Решая навигационный треугольник скоростей, можно определить скорость и направление ветра, если известны остальные элементы навигационного треугольника: истинная воздушная скорость, угол сноса и путевая скорость. Ветер можно определить также, если измерены углы сноса на двух курсах и известна истинная воздушная скорость и т. д.

Для решения задач навигационного треугольника применяется специальный прибор — ветрочет.

Дата публикации на сайте: 19.11.2012

<< | >>