Глава 6

РАДИОСИСТЕМЫ НАВИГАЦИОННО-ПОСАДОЧНОГО КОМПЛЕКСА

6.1. Общие положения ............................................................................................................................................ 323

6.2. Радиосистемы ближней навигации................................................................................................................. 324

Дальномерный канал РСБН ........................................................................................................................ 325

Угломерные (азимутальные) каналы РСБН .............................................................................................. 329

6.3. Радиосистема измерения малых высот .......................................................................................................... 335

6.4. Радиосистема посадки....................................................................................................................................... 339

Дальномерный канал РСП........................................................................................................................... 340

Угломерные каналы РСП....................................................................................................................... 343

В в е д е н и е.

Современная авиация на нынешнем этапе ее развития находится в состоянии интенсивного совершенствования. С одной стороны, это связано с расширением круга стратегических и тактических задач, диктуемых эксплуатацией околоземного пространства. С другой стороны, прогресс авиации обусловлен ростом технических характеристик летательных аппаратов – таких, как высотность, скороподъемность, грузоподъемность, полетная дальность и т.д. Эти две основные причины ведут к необходимости все более дифференцированного контроля за постоянно усложняющейся воздушной обстановкой и все более оперативного управления складывающейся ситуацией.

Решение указанных проблем контроля и управления в подавляющем большинстве случаев возлагается на радиосистемы.

Термином «радиосистема», образованным соединением латинского radio (излучение) и греческого systema (целое, составленное из частей), обозначается сложный технический объект, который предназначен для решения определенной тактической задачи и использует в процессе своего функционирования электромагнитные волны. В классе авиационных радиосистем подобными тактическими задачами являются, например, автоматизированное выполнение отдельных этапов самолетовождения (маневрирование, посадка) или автоматическое отображение воздушной обстановки на экранах наземных индикаторных устройств.

Сложность радиосистемы, как технического объекта, обусловлена двумя основными группами факторов. К первой из этих групп относится структурно-функциональная неоднородность – система обычно состоит из различных устройств (узлов, предназначенных для выполнения той или иной технической функции), каждое их которых обладает структурой, отличной от структур других устройств, и решает задачи, иные по сравнению с задачами прочих устройств; в частности, в составе радиосистемы обычно присутствуют такие фукционально – различные узлы, как радиопередающее и радиоприемное устройства, антенны, индикаторы и др.

Вторая группа факторов связана с так называемой материальной разнородностью – правильное функционирование радиосистемы обеспечивается использованием не только электронных узлов (усилители, генераторы и т.д.) или механических конструкций (штыревые антенны, волноводы и т.п.), но и весьма специфического переносчика информации – электромагнитного поля.

Что касается круга тактических задач, решаемых с помощью радиосистем вообще, то он достаточно широк – передача и прием различных сообщений речевой и неречевой природы, определение государственной принадлежности самолетов, выяснение их местонахождения и др. При этом радиосистемы могут выполнять свои функции, работая как в автономном (самостоятельном) режиме, так и будучи включенными в состав более крупного образования – комплекса, который, объединяя в своем составе несколько радиосистем, предназначен для решения совокупности тактических задач (таким является, например, навигационно-пилотажный комплекс).

Применение радиосистем в авиационной практике началось около ста лет назад – в первые годы XX века. Исторически - первыми оказались радиосистемы передачи информации (оператор, находящийся на земле, сообщал летчику об изменении воздушной обстановки – например, о появлении на большом удалении самолетов противника). Несколько позже появились навигационные радиосистемы пеленгации (бортовые радиоприемники самолетов, прилетавших в облачную погоду со стороны моря, определяли курсовые углы по сигналам, полученным от береговых радиомаяков).

В настоящее время радиосистемы, наряду с другими системами (например, гироскопическими или электрогидромеханическими) прочно вошли в повседневную авиационную практику.

К основным преимуществам радиосистем, позволяющим им решать большой объем авиационных задач, могут быть отнесены следующие:

• дистанционность действия;

факт дистанционности действия радиосистем обусловлен способностью электромагнитных волн отрываться от породившего их источника (от антенны радиопередающего устройства) и распространяться в пространстве на значительные расстояния (тысячи километров и более);

Во многих случаях радиосистемы оказываются единственным средством осуществления дистанционного контакта – оптические, в частности, средства имеют в сильном тумане крайне малую дальность действия, а визуальная, например, оценка пилотом воздушной ситуации чрезмерно затруднена в ночных условиях и т.д.

• многофункциональность;

данное преимущество связано с широким перечнем возможностей, предоставляемых приемо-передающим режимом работы – например, одна и та же радиосистема может быть использована не только для определения местоположения (дальности и угловых координат) летательного аппарата, но также для вычисления его скорости, для передачи информации, для выяснения государственной принадлежности др.

• гибкость;

указанная особенность основывается на способности радиосистемы изменять свои параметры в достаточно большом диапазоне при неизменных массо-габаритных и энергетических показателях – в частности, использование различных видов модуляции радиосигналов приводит к возможности передачи значительных объемов информации (принадлежащей, возможно, к существенно-отличным классам), а применение частотной перестройки позволяет повысить помехозащищенность радиосистемы.

• оперативность;

отмеченное достоинство подтверждается не только высокой (и практически постоянной) скоростью распространения электромагнитных волн в пространстве или практически безинерционным прохождением радиосигнала через электронные узлы, но также и быстротой принятия решения в устройствах обработки информации.

• высокая информативность;

это преимущество базируется на использовании сложно-кодированных высокочастотных радиосигналов, каждый из которых способен перенести значительный объем разнородной информации.

• автономность;

данное обстоятельство обусловлено способностью ряда радиосистем выполнять свои функции самостоятельно без обращения к помощи других систем (радиосистем в том числе)

Отмеченные достоинства радиосистем подкрепляются также рядом иных положительных факторов:

• теория функционирования и практика использования радиосистем в

настоящее время развиты достаточно хорошо;

• современная элементная база позволяет реализовывать радиосистемы с приемлемыми массо-габаритными, энергетическими и надежностными показателями;

• наличие электронных вычислительных машин дает возможность обрабатывать все более увеличивающиеся объемы информации с высокими скоростями.

Вместе с тем, радиосистемам присущи и недостатки, основными из которых являются:

• сравнительная дороговизна (по различным источникам, от 60 до 80 процентов стоимости укомплектованного летательного аппарата составляют затраты на радиосистемное оборудование);

• значительное энергопотребление (и связанная с этим необходимость для бортовых радиосистем иметь на летательном аппарате мощные устройства электропитания) при невысоком коэффициенте полезного действия энергоисточника – например, мощность, излучаемая в пространство доплеровской навигационной системой AN/ASM – 128, составляет 50 млВт, тогда как потребляемая (по переменному току 400 Гц от бортовой энергосети) мощность достигает величины 125 Вт.

• необходимость (в ряде случаев) выноса приемо-передающих антенн бортовых радиосистем за пределы фюзеляжа (что приводит к ухудшению аэродинамических характеристик летательного аппарата);

• невозможность (во многих случаях) выполнения полнотраекторного (от

взлета до посадки) радиоконтакта одной и той же наземной

радиосистемы с бортовой радиосистемой совершающего полет

летательного аппарата (что, при использовании нескольких наземных

радиосистем, удорожает стоимость полета, а также может привести к

наличию зон полета с отсутствием радиоконтакта);

• ухудшение экологической обстановки в окружающей среде (за счет

неизбежного для радиосистем излучения электромагнитных волн).

Что касается классификаций авиационных радиосистем, то они могут быть выполнены по различным признакам. Наиболее употребительными в настоящее время являются классификации по месту расположения радиосистемы и по области ее использования:

1. По месту расположения;

В этом случае радиосистемы подразделяются на следующие классы:

• наземные (например, радиомаяки, радиосистемы обзора воздушного

пространства);

• бортовые (например, автоматический радиокомпас, радиосистема обзора

земной поверхности);

Вместе с тем, следует отметить, что нередко в одной и той же радиосистеме присутствует как наземное, так и бортовое радиооборудование (например, радиосистема определения государственной принадлежности, радиосистема посадки).

2. По области использования;

В этом случае радиосистемы подразделяются на следующие классы:

• гражданские (например, радиосистема предупреждения столкновений,

радиосистема управления воздушным движением);

• военные (например, радиосистема перехвата и прицеливания,

радиосистема наведения).

Следует, однако, отметить, что значительное количество радиосистем обладают так называемой «двойной применимостью», то есть могут быть использованы как в гражданской, так и в военной авиации (например, радиовысотомер малых высот, доплеровский измеритель скорости).