4.8. Скорости полета вс, используемые

для решения навигационных задач

Знание скорости полета ВС является необходимым условием для решения следующих задач:

обеспечение безопасности и регулярности полета за счет точного выдерживания временного графика полета;

обеспечение наилучших с точки зрения надежности двигателей и планера режимов полета ВС;

обеспечение заданных аэродинамических характеристик ВС, что особенно важно при малых скоростях, где эти характеристики особенно сильно зависят от скорости полета;

обеспечение заданного режима взлета и посадки ВС, а также выполнения предпосадочного маневра.

Информация о скорости полета ВС используется, в основном, при выполнении штурманом расчетов навигационных параметров.

В полете ВС перемещается как относительно воздушной среды, так и относительно земной поверхности. Известно, что скорости и направления перемещения точек поверхности земли и воздушных масс достаточно слабо между собой связаны. Поэтому полет ВС может иметь две скоростные характеристики:

воздушная скорость (V) – это скорость ВС, измеренная относительно воздушных масс, зависящая от тяги двигателей, аэродинамических качеств ВС, его полетного веса и плотности воздуха. Воздушная скорость измеряется нерадиотехническими методами. Вектор скорости совпадает с продольной осью самолета;

путевая скорость (W) – это скорость ВС, измеренная относительно поверхности земли. Величина этой скорости зависит от воздушной скорости, скорости ветра и его направления.

4.9. Способы измерения расстояний,

скоростей и углов радиотехническими системами

Получение (передача) информации с помощью радиосигнала основано на его физических свойствах и на изменении одного или нескольких его параметров по определенным законам. Не описывая работу конкретных радиотехнических систем, лишь проиллюстрируем сказанное примерами.

Радиоволны в пространстве с однородной средой распространяются прямолинейно и с постоянной скоростью с (с = 3*10⁸ м/с). (В неоднородной среде эти утверждения несколько неточны; в большинстве случаев этим можно либо пренебречь, либо учесть поправками).

Послав короткий радиоимпульс в сторону отражающего объекта и измерив интервал времени t между посылкой прямого и приемом отраженного импульсов, можно определить расстояние D до объекта

D = ct/2 (4.9)

Этот принцип используется в импульсной радиолокации.

Если посылать в сторону отражающего объекта «непрерывный» сигнал, но с частотой, изменяющейся по линейному закону f=kt, то одновременно между частотами посланного прямого и принятого отраженного сигналов будет существовать разница f

, (4.10)

расстояние D до объекта будет

D = fc/2k (4.11)

Этот принцип используется в «непрерывной» радиолокации. Непрерывный монотонно по линейному закону сигнал, разумеется, изменяться не может, - он изменяется так циклически в пределах некоторого периода времени, который не может быть очень большим. Поэтому этот принцип целесообразно использовать для определения сравнительно малых расстояний.

Скорость V полета можно измерить, произведя замеры дальности D₁ и D₂ до объекта через малые, фиксированные интервалы времени t, когда можно считать, что V = const,

V=( D₂ - D₁)/ t= D/ t (4.12)

Скорость можно также измерить по изменению частоты отраженного сигнала вследствие эффекта Доплера (f_отр = f f_доп). Здесь отметим лишь, что f_доп пропорциональна скорости взаимного сближения или удаления источника излучения и объекта (f_доп V).

На земле азимут объекта (ВС) можно определить, используя направленные свойства антенны радиолокатора. При вращении зеркала приемо-передающей антенны отраженный сигнал появится только тогда, когда отражающий объект попадет в узкий створ ее луча (ее характеристики направленности). Если установить ноль градусной шкалы так, чтобы он соответствовал направлению максимума луча антенны на север, то направление получения максимума отраженного сигнала и будет азимутом объекта, прочитываемым непосредственно по шкале.

По сигналам с земли можно определить азимут ВС и на борту. В момент прохождения направленного луча земной антенны радиомаяка северного направления другая земная ненаправленная антенна излучает в пространство сигнал, который может быть принят антеннами всех ВС, находящихся в зоне действия маяка. Этот сигнал запускает на борту ВС счетчик времени (начало отсчета времени). Когда вращающийся узкий земной луч проходит направление на ВС, сигнал этой антенны принимается на борту ВС и прерывает работу счетчика времени. Время, отсчитанное счетчиком, пропорционально углу поворота зеркала земной направленной антенны от северного направления. Зная стабилизированную угловую скорость вращения зеркала земной антенны, отсчитанное на борту ВС время можно перевести в угол (азимут )

= t (4.13)