Доплеровский измеритель скорости и угла сноса самолета (дисс)
Задача вычисления текущих координат на борту ВС может быть реализована автономно с помощью радиотехнических методов. Для этого строится система координат, связанная с землей, и в этой системе с помощью радионавигационных систем определяется курсовой угол (рис. 5.5).
Рис. 5.5. Иллюстрация к работе ДИСС
Если знать величину угла сноса и величину вектора путевой скорости, то можно определить составляющие этой скорости в прямоугольной системе координат, одной из осей которой является направление на север. Зная составляющие скорости и время полета, можно вычислять текущие координаты самолета. Задачу счисления текущих координат выполняет сложный бортовой навигационный вычислитель или бортовая специализированная ЦВМ.
Определение величины вектора путевой скорости и угла сноса самолета осуществляется с помощью автономного бортового измерителя, работа которого основана на использовании эффекта Доплера; если цель движется на источник радиоволн, то частота принятых колебаний будет выше излученных на величину частоты Доплера; если цель движется от источника радиоволн, - ниже излученных на величину частоты Доплера. Величина частоты Доплера пропорциональна скорости взаимного сближения или удаления источника излучения и цели.
Антенна бортового доплеровского измерителя имеет диаграммы направленности, расположенные под некоторыми углами относительно продольной оси ВС – вперед и назад, вправо и влево. Таким образом, в принятом сигнале присутствуют частоты Доплера, связанные со скоростью перемещения самолета и углом сноса. Доплеровский измеритель имеет в своем составе специальное вычислительное устройство, которое вырабатывает сигналы, пропорциональные путевой скорости самолета и углу сноса. Обе эти величины поступают в бортовой навигационный вычислитель для счисления координат самолета. Более подробное описание работы бортовых доплеровских измерителей выходит за рамки настоящего учебного пособия и будет рассмотрено в соответствующих курсах УД.
5.3. Радиолокационное оборудование
В состав бортового радиолокационного оборудования ВС включают следующие системы:
бортовую метеорадиолокационную станцию;
самолетные ответчики.
Должны быть системы предупреждения столкновений. Следует иметь в виду, что эта классификация не является жесткой, и к радиолокационному оборудованию по определенным соображениям может быть отнесен, например, доплеровский измеритель скорости и сноса.
Бортовая метеорадиолокационная станция
На борту ВС устанавливается один из типов РЛС в модификации, соответствующей данному типу самолета. Все радиолокационные станции отличаются друг от друга в значительной степени и отражают этапы развития радиолокационной системы и схемотехники, а также техники СВЧ.
Радиолокатор имеет антенну зеркального типа, расположенную в переднем отсеке самолета под радиопрозрачным носовым обтекателем и работающую на прием и передачу. В кабине экипажа установлены приемопередающие блоки, индикаторные устройства, а также другие блоки, узлы и монтажно-распределительные устройства.
Радиолокатор может работать в двух основных режимах – по встречным препятствиям (самолетам, очагам грозовой деятельности и др.) и по наземным целям. В первом случае – ДНА «карандашного» типа; во втором случае – специального типа (рис.4.4).
Антенна РЛС совершает качания в горизонтальной плоскости с помощью механического привода, которые называются сканированием антенны. Естественно, что ДНА совершает в пределах передней полусферы аналогичные перемещения. Синхронно с антенной на экране индикатора перемещается линия развертки, длина которой соответствует максимальной дальности в данном режиме. На экране индикатора будет формироваться электронным способом полярная система координат, связанная с самолетом (рис. 5.6).
Передатчик РЛС формирует короткий импульс СВЧ, который через антенну излучается в окружающее пространство. Электромагнитная волна, попав на цель, частично отражается и попадает в антенну РЛС, которая работает в данный момент как приемная антенна. В приемнике сигнал усиливается, обрабатывается и подается на индикатор РЛС, где воспроизводится в виде яркостной засветки. Форма засветки соответствует характеру цели. Если это ВС, то на экране будет яркая точка, расположенная на соответствующих дальности и азимуте. Если это область грозовой деятельности, то площадь засветки будет соответственных размеров. В бортовых РЛС при работе по грозовым областям предусмотрен режим выделения зон наиболее интенсивной грозовой градовой деятельности в виде темных пятен внутри яркостной засветки от метеоцели. Это сделано для того, чтобы помочь экипажу в условиях грозовой деятельности проложить наиболее безопасный курс самолета.
Рис. 5.6. Координатная сетка индикатора РЛС ВС: 1 – азимутальные масштабные риски для измерения азимута цели относительно продольной оси самолета; 2 – масштабные кольца для измерения дальности до цели.
В режиме работы РЛС по наземным целям на экране индикатора экипаж наблюдает радиолокационное изображение части земной поверхности, расположенной впереди по курсу самолета (в пределах 1800). В этом режиме экипажем решается несколько навигационных задач, и главной из них является контроль правильности выдерживания заданного маршрута. Такой контроль осуществляется путем сличения штурманской карты с радиолокационной картой местности на экране РЛС.
На современных самолетах бортовые РЛС работают в составе сложных пилотажно-навигационных комплексов на базе специализированных БЦВМ в качестве автономных источников информации. В частности, с помощью РЛС и БПНК осуществляется коррекция текущих координат самолета, вычисленных бортовым навигационным вычислителем. На базе РЛС реализованы системы предупреждения столкновения (СПС) в воздухе, системы прицельного сброса грузов для транспортных самолетов.