Прилади на літаку

§ 3. літаководінні

Предмет аеронавігації. Основним завданням кожного польоту є вихід літака в намічену точку. При польоті на невеликі відстані в межах видимості землі ця задача вирішується порівняно просто. В цьому випадку можна вести літак, користуючись різними земними орієнтирами, наприклад, залізними або шосейними дорогами, ріками або видимим великим орієнтиром.

Природно, що в таких випадках екіпажу літака не потрібно спеціальних приладів для витримування потрібного напрямку польоту.

З розвитком авіації безперервно збільшується дальність польоту літака. Поява приладів сліпого польоту звело ло мінімуму залежність роботи авіації від стану погоди. Літаки стали літати в будь-який час дня і ночі, при несприятливих метеорологічних умовах і на дуже великі відстані.

Для того щоб при таких польотах витримати маршрут, необхідно користуватися спеціальними приладами, вести точний розрахунок і контроль пройденого шляху по карті. Робота екіпажу щодо дотримання заданого маршруту і досягненню мети польоту називається літаководінні. Літаководіння об'єднує роботу по пілотажу літака і з визначення місця розташування літака.

На легких літаках, що літають на невеликі відстані, льотчик один виконує роботу по керуванню літаком і орієнтуванні. На середніх і важких літаках, що виконують далекі польоти, роботу за орієнтуванням веде штурман.

Аеронавігація вивчає способи орієнтування в польоті, а також методи приведення літака в бажане місце найбільш коротким і безпечним шляхом.

Способи орієнтування. Найбільш простим способом є візуальна орієнтування, т. Е. Звірення з картою видимих орієнтирів (населених пунктів, озер, перехресть доріг, мостів і т. Д.). Але візуальна орієнтування можлива тільки за умови видимості землі. Тому темної ночі або над хмарами цей спосіб застосовувати не можна. Візуальна орієнтування сильно утруднена також при польоті на малих висотах, особливо при «бриючому» польоті, так як при цьому мало часу для розглядання орієнтирів.

Спосіб астрономічної орієнтування полягає в розрахунку місця розташування за вимірюються кутів між напрямками на небесні світила і площиною горизонту з урахуванням часу спостереження. Для вимірювання цих кутів служить оптичний прилад, званий авіаційним секстантом; момент спостереження визначається з точних годинах. При отсуствии видимості небесних світил астрономічна орієнтування неможлива.

Спосіб радіоріентіровкі полягає у визначенні місця розташування за напрямками на земні радіостанції або по відстаням до них, виміряним у польоті. Ці вимірювання виконуються за допомогою різних радіонавігаційних приладів, як-то: радіополукомпас і ін.

Спосіб числення шляху полягає у визначенні місця розташування шляхом обліку величини і напрямки шляху, пройденого літаком від точки вильоту. У загальному випадку політ відбувається за деякою криволінійної траєкторії. Траєкторію польоту можна розбити на ділянки, усередині яких напрямок польоту приймається незмінним.

Знаючи швидкість і час прольоту кожної ділянки, обчислюють відстані, пройдені літаком на окремих ділянках, наносять їх на карту і визначають місце розташування літака в даний момент.

Числення шляху, а також вирішення низки інших аеронавігаційних задач здійснюється за допомогою групи аеронавігаційних приладів і рахункових штурманських інструментів.

Прилади дають можливість визначити основні аеронавігаційні елементи: курс, швидкість, висоту і час польоту.

Напрямок та швидкість польоту. Для дотримання заданого маршруту, а також для визначення розташування літака необхідно в першу чергу знати напрямок руху літака щодо земної поверхні. Кут між географічним меридіаном і напрямом руху самочета називається фактичним колійним кутом. Подорожній кут азиражаегся в кутових градусах і отсчітивастся за годинниковою стрілкою від північного напряму географічного меридіана (Фіг. 12).

У загальному випадку напрямок руху літака щодо земної поверхні (лінія шляху) не збігається з поздовжньою віссю літака, так як рух літака щодо землі є геометричній сумою двох рухів: відносного руху літака по відношенню до повітряного середовища і переносного руху повітряного середовища щодо землі. Інакше кажучи, фактичний шляховий кут в загальному випадку не збігається з курсом літака.

Переміщення повітряного середовища щодо землі (вітер) відбувається внаслідок різниці тисків повітря в різних точках землі. Вітер характеризується напрямком і швидкістю. Напрямок вітру виражається в кутових градусах і відраховується так само, як і шляховий кут, від північного напрямку географічного меридіана за годинниковою стрілкою. Швидкість і напрямок вітру залежать від стану атмосфери і змінюються зі зміною висоти. Крім того, швидкість і напрямок вітру змінюються з плином часу. Швидкість вітру може досягати 100 км / год.

кут # 966; між поздовжньою віссю літака і лінією шляху літака називається кутом знесення і вимірюється в градусах. Якщо літак зносить вправо, то кут зносу вважають позитивним, якщо вліво, - негативним.

Навіть при відсутності вітру напрямок руху літака може не збігатися з напрямком його поздовжньої осі. Рух літака щодо повітря є результатом дії сил тяги повітряних гвинтів, що приводяться в рух двигунами літака. При неоднаковою силі тяги правих і лівих двигунів або різному лобовому опорі правого і лівого крил літак рухається під деяким кутом до своєї поздовжньої осі, т. Е. Як би з ковзанням.

Кут, утворений напрямом руху літака щодо повітряного середовища і віссю літака, називається кутом аеродинамічного знесення або кутом ковзання 1. Кут аеродинамічного знесення зазвичай невеликий (1-2 °), але на літаку з багатьма двигунами при відмові крайнього двигуна цей кут може досягати 10 ° и більше.

1 Не слід змішувати цей кут ковзання з тим ковзанням, яке утворюється при неправильному віражі літака (див. Стор. 9). Правильніше було б назвати його кутом курсового ковзання на відміну від кута поперечного ковзання.

Таким чином кут зносу в загальному випадку складається з двох складових:

де # 968; а кут аеродинамічного знесення.

# 968; в - кут зносу від вітру (кут між напрямком руху літака щодо повітря і лінією шляху літака);

З фіг. 12 видно, що фактичний шляховий кут, що характеризує напрямок руху літака щодо землі, дорівнює сумі курсу літака # 947; і кута зносу # 968 ;.

Курс літака визначає штурман допомогою магнітного компаса (причому в показання компаса вноситься ряд додаткових поправок).

Більш скрутний точний облік кутів зносу. Найбільш поширеним способом визначення кута зносу 1 є спостереження з літака напрямки руху земних предметів за допомогою навігаційного візира 0ПБ-1м. Кут зносу можна визначити також періодичним звіряючи з картою земних орієнтирів, що зустрічаються на шляху літака. Цей спосіб так само, як і спосіб візування, непридатний при поганій видимості землі, при польоті вночі або в тумані.

1 Існуючі способи визначення кута зносу дають відразу суммарнин кут зносу: # 968; = # 968; а + # 968; ст. тому практично аеродинамічний знесення # 968; в окремо не розглядають.

При відсутності видимості землі кут зносу і путньої кут можуть бути визначені розрахунковим шляхом, якщо відомі напрямок і швидкість вітру (див. Нижче).

Другим аеронавігаційним елементом, який повинен знати штурман для визначення розташування, є швидкість руху літака щодо землі, яка називається шляховий швидкістю літака.

Приладів, автоматично вказують шляхову швидкість, не існує. Шляхову швидкість літака можна визначити за допомогою візира ОПБ-1м, спостерігаючи швидкість переміщення земних предметів з літака. При цьому необхідно знати висоту польоту, яку показує висотомір.

Визначення шляховий швидкості за допомогою візира так само, як і визначення кута зносу, неможливо при відсутності видимості землі. У цьому випадку кут зносу, фактичний шляховий кут і шляхову швидкість літака визначають розрахунковим шляхом, якщо відомі швидкість і напрям вітру.

Як було сказано вище, рух літака щодо землі є геометричною сумою двох рухів: відносного руху літака щодо повітряного середовища і переносного руху повітря відносно землі (вітру).

Для визначення кута зносу # 968 ;, колійного кута # 946; і шляховий швидкості W будують навігаційний трикутник швидкостей (фіг. 13). Одна зі сторін цього трикутника - вектор повітряної швидкості літака V-по своєму напрямку збігається з істинним курсом літака. Інша сторона - вектор швидкості вітру U -направлена під кутом # 948 ;, рівним напрямку вітру. Третя сторона трикутника дає величину і напрямок шляховий швидкості W.

Для виконання зазначеного розрахунку необхідно знати повітряну швидкість, яка показується покажчиком швидкості, і курс, який показується компасом. Швидкість і напрямок вітру можуть бути отримані перед вильотом або в польоті по радіо за даними аерологічних спостережень з землі.

Фіг. 13. Навігаційний трикутник швидкостей:

# 946; -путевой кут, # 947; -Істинна курс, # 948; -напрям нетрах, # 949; -кут нетрах, # 968; -кут знесення.

Однак, заміри вітру, зроблені з землі, недостатньо точні, щоб розрахувати маршрут далекого польоту. Під час польотів на далекі відстані швидкість і напрям вітру можуть змінюватися, тим більше що літак може змінювати висоту свого польоту. Тому важливо мати можливість визначити вітер безпосередньо з літака.

Вирішуючи навігаційний трикутник швидкостей, можна визначити швидкість і напрям вітру, якщо відомі інші елементи навігаційного трикутника: справжня повітряна швидкість, кут зносу і колійна швидкість. Вітер можна визначити також, якщо виміряні кути зносу на двох курсах і відома справжня повітряна швидкість і т. Д.

Для вирішення завдань навігаційного трикутника застосовується спеціальний прилад - ветрочет.