Классификация технических средств самолетовождения

Выполнение основной задачи воздушной навигации достигается применением разнообразной бортовой и наземной аппаратуры, составляющей технические средства самолетовождения (ТСС). Число их, различных по назначению, принципам построения и действия, измеряемым первичным навигационным параметрам, особенностям использования и другим показателям, сравнительно велико. Поэтому дли выработки общих методов их применения, рационального комплексирования и грамотной эксплуатации требуется классификация названных.

В воздушной навигации ТСС принято классифицировать по: степени зависимости работы бортовой аппаратуры от наземных средств; используемому первичному источнику информации; назначению; виду примеряемого навигационного параметра; дальности действия.

По степени зависимости работы бортовой аппаратуры от наземных устройств (степени автономности) все ТСС делятся на три класса: автономные навигационные средства, навигационные системы и навигационные комплексы.

Автономные средства определяют навигационные параметры с помощью бортовой аппаратуры без взаимодействия с наземными техни чески ми устройствами. В этот класс входят три группы ТСС, отличающихся но используемому первичному источнику информации: геотехнических, радиотехиических и астрономических средств. Ими можно пользоваться в продолжении всего полета в любой точке Земли, если имеются не- обходимые условия для их применения

Навигационные системы (неавтономные средства) состоят из бортовой и наземной (спутинковой) подсистем, совместно позволяющих получать навигационную информацию на борт> ВС Они составляют три группы систем: радиотехнические, спутниковые и светотехнические системы.

В первую группу входят радионавигационные счстемы, различающие по виду измеряемого навигационного параметра: угломерные, дальномерные разностно-дальномерные, угломерно- дальномерные.

Спутниковые навигационные си стемы (СНС) состоят из трех подсистем: бортовой, спутниковой и назем ной. В зависимости от принципа по строения они могут использоваться и для решения задач по управлению воздушным движением.

Светотехнические системы состоят из наземных и бортовых источников света, необходимых для выполнения посадки в условиях плохой видимости.

Навигационные состоят из различных по принципу построения автономности и используемом) первичному источнику информации измерительных устройств, в совокупности обеспечивающих иной навигационной задачи. Как правило, они данные от нескольких независимых технических средств, перерабатывают их и выдают интегральную информацию как для использования экипажем, так к автоматизированного вождения ВС по программной траектории. Современные навигационные комплексы могут быть подразделены на три группы:

авиационные навигационные комплексы. представляющие совокупность функционально взаимосвязанных бортовых средств и систем, обеспечивающих автоматизацию решения навигационных задач с представлением экипаж) данных, требующихся для управления движением центра масс ВС или вводом их в систему автоматического управления (САУ);

пилотажно-навигационные комплексы (ПНК), состоящие из АПК с САУ, обеспечивающие автоматическое решение задач пилотирования и навигации. Ими оснащаются все современны». магистральные самолеты и некоторые типы вертолетов.

Классификация по первичному источнику информации является традиционной В качестве источника информации используются: геофтические поля Земли; электромагнитные поля наземные или бортовых радиотехнических устройств; электромагнитнoe и световое поле небесных светил; искусственные световые ориентиры на земной поверхности.

Геотехнические средства и системы основаны на использовании физических нолей Земли: магнитного, гравитационного, статического и ди иамического давления и температуры воздушной среды, естественные и искусственные объекты на земной поверхности (поле ориентиров) и контрасты температур различных участков на ней (по-разному излучающих тепловую и электромагнитную энергию). К числу геотехнических средств относятся.

курсовые приборы и системы (магнитный и гидроиндукциониый ком пасы, гирополукочпас, курсовая си стема, курсовсртикаль, базовая си стема формирования курса, базовая система курса и вертикали);

приборы и системы, основанные на изменении физических параметров ВОЗДУШНОЙ среды (барометрический высотомер, прибор скорости комбинированный прибор скорости, вариометр, прибор числа М, термометр наружного воздуха, система воздушных сигналов, информационный комплекс высотно-скоростных параметров);

автоматизированные вычислители координат (навигационный индикатор и каналы АНК, ведущие счисление в курсовоздушном режиме); оптические приборы (визиры). измерители времени (часы) Некоторые из перечисленных редств (барометрический высотомер, гидрогюлукомпас и др.) используют только одно из геофизических полей, а другие (гироиндукциониый компас, система воздушных сигналов и др ) — несколько нолей. В последнем случае они являются комбинированными из мерительными приборами (системами) В соответствии с используемым полем геотехнические средства подразделяются на группы. Важные их юетоинства — простота устройства, надежность, автономность и высокая помехозащищенность. В то же время геотехническим средствам недостатки; не все они обеспечивают требуемую точность измерений, МС возможно определять (при отсутствии видимости земной поверхности) только счислением пути. вследствие чего его погрешность возрастает со времени начала счисления.

Радиотехнические средства (РТС) и системы используют свойства электромагнитных волн - время и прямолинейность распространения, способность преломляться и отражаться, когерентность колебаний. К числу РГС относятся группы угломерных, даль- номерных. разностно лальиомерных и угломерно- 1альномериых радионавигационных систем, а также радиолокационных средств (бортовые радиолокационные станции, доплеровские измерители скорости и сноса и радиовысотомеры). К ним же причисляются инфракрасные приборы и радиови- зиры (тепловизнры) — аппаратура пассивной локации для ведения ори ентировки, основанная на использовании контрастов температур земной поверхности

Радиотехнические средства в свою очередь классифицируются по автономности. назначению, виду определяемого навигационного параметра (угол, дальность, разность дальностей, доплеровские частоты) и измеряемого параметра радиосигнала (амплитудные, частотные, фазовые и временные). дальности действия и ip.

Важное достоинство РТС состоит в их способности выдавать информацию практически в любых метеорологических условиях днем и ночью, с высокой точностью производить измерения и непосредственно определять абсолютные координаты ВС и путевую скорость полета. и е- достатком РТС являются подверженность естественным и организованным помехам, ограниченность дальности действия равнонавигационных систем, снижение точности измерений и навигационных определении по мере удаления ВС от наземной подсистемы и радиолокационного ориентира.

Астрономические средства основаны на пеленгации светил, являющихся источником светового или радиоизлучения. На этом принципе работают авиационные секстанты, астрономические компасы, радиосекстанты и астроориентаторы. Они обладают свойствами автономности, абсолютно» помехозащищенности и применимости в любой точке Земли, но требуют условий наблюдаемости небесных светил (за исключением радиосекстантов) и, следовательно, не могут использоваться при полетах в облаках или под ними.

Светотехнические средства (свето-маяки, посадочные огни, пиротехнические средства) относятся к вспомогательным и используются главным образом в районе аэродрома в ночных условиях.

Классификация по назначению. Такая классификация наиболее удобна для практического использования в процессе решения навигационных задач и комплексирования средств. По этому признаку ТСС подразделяются па группы измерителей: курса (магнитного, гироскопического, астрономического, инерциального и комбинированного принципов действия); скорости (аэродинамического, доплеровского, инерциального и корреляционно-экстремального принципов действия); высоты (барометрического, равнолокационного и инерциального принципов действия); координат ВС (радионавигационные системы, бортовые радиолокаторы, астроориентаторы, навигационные индикаторы, инерциальные навигационные системы, спутниковые навигационные системы, авиационные навигационные комплексы, тепловизиры, корреляционно-экстремальные системы).

Кроме того, имеются системы; посадки (радиомаячного курсо-глиссадного, радиолокационного, инфракрасного и лазерного принципов действия); предупреждения столкновений ВС в воздухе (СПС); сигнализации описного сближения с земной поверхностью (ССОС): взаимного опознавания и межсамолетной навигации. Некоторые средства и системы являются многофункциональными, например, бортовая радиолокационная станция, и спутниковая навигационные системы и др.

По дальности действия ТСС подразделяются на системы ближнего действия, дальнего действия и глобальные. Такая классификация относится к радиотехническим, тепловым и лазерным средствам. К радиотехническим системам ближней навигации (РСБН) относятся такие, которые позволяют поддерживать связь между бортовой и наземной подсистемами на расстояниях до 350—450 км. Таковыми являются угломерно-дальномерные РНС (отечественные и зарубежные РСБН), радиомаячные и радиопеленгаторные системы УКВ диапазона (радиопеленгаторы АРП. радиомаяки ВОР и ДМЕ) и равно-комнасные системы.

Системы дальнего действия обеспечивают получение навигационной информации при у делениях ВС от наземной подсистемы до 2500—3000 км (разностно-дальномерные системы типов РСДН-3 и «Лорам», секторные веерные радиомаяки ВРМ-5 и «Консол»).

Глобальные системы позволяют определить МС в любом районе Земли (РД РНС «Омега», СНС). Строго говоря, такой системы ист: одна наземная или спутниковая подсистема не может обеспечивать определение координат ВС в побои точке околоземного пространства. Глобальность достигается расстановкой такого числa наземных средств и размещением ИСЗ, которые в совокупности создают сплошное радионавигационное поле.

Навигационные вычислительные устройства (НВУ) составляют особую группу ТСС. Они не предназначены для производства измерений, но тем не менее играют важную роль. Многие навигационные средства имеют вычислительное устройство той или иной сложности, а АНК, ИНС. СНС 6ei него вообще немыслимы.

Приведенная классификация не является единственно возможной и полной. Она, как и любая другая условна и не очень строга. Однако она позволяет дать общую характернстику каждой группе средств, наметить общие методы их применении, указать их достоинства и недостатки.

Воздушная навигация: справочник/А.М. Белкин. М.: Транспорт. 1988г.