Общие сведения о радионавигации.

Основными требованиями, предъявляемыми к авиации в современных условиях, при боевых действиях являются внезапность, эффективность и своевременность. Их выполнение связано с необходимостью точного выдерживания летательными аппаратами (ЛА) траекторий полета с выходом на цель в назначенное время. Обеспечением этого занимается прикладная наука - воздушная навигация.

Под воздушной навигацией понимают науку о точном и надежном вождении ЛА из одного пункта в другой по заданной траектории в установленное время, о методах и средствах получения информации об их местонахождении и движении.

Авиационная радионавигация - наука о радиотехнических методах и средствах вождения ЛА и получении информации о местонахождении и движении ЛА с использованием этих средств.

При решении тактических и навигационных задач полет ЛА должен выполняться по наивыгоднейшей траектории. Траекторией полета называется пространственная кривая, по которой перемещается ЛА в процессе его полета. Проекция траектории полета на земную поверхность называется линией пути (маршрутом). Заданной траектории полета соответствует линия заданного пути (ЛЗП). Проекция траектории полета на вертикальную плоскость именуется профилем полета. Точка земной поверхности, над которой находится ЛА, называется его местоположением.

Основными задачами воздушной навигации являются:

- обеспечение точного полета ЛА по заданной траектории;

- обеспечение точного вывода ЛА на цель или аэродром посадки.

Для успешного выполнения этих задач необходимо ответить на следующие вопросы:

- где находится ЛА в данный момент времени?

- куда необходимо лететь в дальнейшем?

- какой выдерживать режим полета, чтобы прибыть в заданные пункты в назначенное время с необходимой точностью и обеспечением требуемого уровня безопасности.

Для ответа на первый вопрос необходимо определить текущие координаты местоположения ЛА и его высоту полета в определенной системе координат. Второй вопрос требует знания координат цели к необходимому моменту времени в той же системе координат. Чтобы ответить на третий вопрос, необходимо знать параметры движения данного ЛА (скорость, ускорение, угловые координаты и их производные).

Полет ЛА (группы ЛА) делится на отдельные этапы, которыми в зависимости от задания являются:

- взлет ЛА;

- построение боевого порядка группы ЛА;

- выход на исходный пункт маршрута;

- выход на цель;

- выход на аэродром посадки;

- посадка ЛА.

Каждому этапу процесса навигации соответствует режим навигации, под которым понимается выдерживание направления, скорости и высоты полета ЛА. Режим навигации определяется совокупностью большого числа параметров, называемых навигационными элементами.

В зависимости от физической сущности навигационные элементы делятся на четыре основные группы:

1. Навигационные элементы, характеризующие положение и перемещение центра масс ЛА относительно различных систем отсчета: координаты ЛА, его линейные скорости и ускорения;

2. Навигационные элементы, определяющие перемещение ЛА относительно его центра масс: крен, тангаж, курс, угол атаки, угол скольжения, угол сноса.

3. Навигационные элементы, определяющие состояние окружающей среды: температура, давление, скорость ветра, параметры магнитного поля Земли и т.п.

4. Навигационные элементы, характеризующие положение и относительное перемещение других объектов: ориентиров, приводных радиостанций, радиомаяков, других воздушных и космических объектов.

Дадим определение ряду основных навигационных элементов (рис.1).

Рисунок 1

Курс ЛА - угол в горизонтальной плоскости между направлением, принятым за начало отсчета, и проекцией продольной оси ЛА на горизонтальную плоскость. В зависимости от начала отсчета различают курсы:

- истинный (отсчитывается по часовой стрелке от северного направления истинного меридиана - С_И);

- магнитный (отсчитывается от северного направления магнитного меридиана - С_М);

- ортодромический (отсчитывается от меридиана в ортодромической системе координат - С_О).

Курсовой угол радиостанции (КУР) - это угол в горизонтальной плоскости от продольной оси Л А до направления на радиостанцию.

Истинный пеленг (азимут) радиостанции (ИПР) - это угол в горизонтальной плоскости от северного направления истинного меридиана до направления на радиостанцию.

Видно, что выполняется равенство:

ИПР = ИК + КУР.

В точке расположения радиостанции (O₁) можно определить истинный пеленг ЛА (ИЛА):

ИЛА = ИПР + 180° + δ,

где δ - угол схождения меридианов (на картах в ортодромической системе координат - ∆).

Важными навигационными элементами, во многом определяющими перемещение ЛА, являются его путевая и воздушные скорости. Для простоты полет ЛА считают горизонтальным (рис. 2).

Рисунок 2

Проекцию треугольника, составленного скоростями полета ЛА, на горизонтальную плоскость, называют навигационным треугольником скоростей, где:

- ИК - истинный курс;

- ИЛУ - истинный путевой угол;

- V - воздушная скорость ЛА;

- U - скорость ветра;

- W_n- путевая скорость Л А;

- α - угол сноса;

— β - угол скольжения.

Для вертолетов угол β может достигать больших величин и его приходится учитывать. В таком случае имеет место соотношение:

ИК + β + α = ИПУ.

Для самолетов величина Р близка к нулю и с ней обычно не считаются:

ИК + а = ИПУ.