Цитируется по "Cleared for Takeoff", (c) 1998, King Schools, Inc.
Не правда ли, было бы здорово, если бы существовало навигационное оборудование, управляться с которым было бы проще, чем со старым радиоприемником? А еще лучше, если бы оно направляло в нужное место так же просто, как если кто-то указал направление рукой.
И такое замечательное (хотя, конечно, и не без недостатков) оборудование существует.
|
См. также
|
||||||||||||||
История создания автоматического радиокомпаса (АРК) и принципы его работы
Бортовая часть этой системы обычно называется автоматическим радиокомпасом, или АРК, но это еще не все. Наземная часть системы представляет собой простой средневолновый радиопередатчик, работающий на частотах от 190 до 1790 килогерц (кГц).
Многим знакомы частоты от 540 до 1710 кГц, охватывающие диапазоны коммерческих радиостанций, где передают новости, спортивные репортажи и другие программы. Часть диапазона ниже 535 кГц зарезервирована для так называемых отдельных приводных радиостанций, ОПРС, используемых для навигации. Они являются ненаправленными, так как передают сигнал одинаково по всем направлениям, подобно коммерческим радиостанциям. Определением местоположения передающей радиостанции занимается АРК.
Как в старые добрые времена
Направленные свойства рамочной антенны были известны во времена 1-й Мировой войны и широко применялись в те времена на флоте. Если взглянуть на фотографии аэропланов 30-х годов, можно заметить обруч диаметром около 30 см, установленный в передней части самолета. Это предшественник АРК - ручной радиокомпас.
От старого к новому
Модель "Цессна Скайхок SP 172" оборудована такой же антенной, благодаря электронике уменьшенной до небольшого выступа на днище самолета, но принцип ее работы все тот же.
На картах станции ОПРС обозначаются кружком и точечным кольцом вокруг. Обратите внимание, что, как и ВОР-маяки, станции ОПРС указываются вместе со своим идентификатором, передаваемым кодом Морзе, но для ОПРС это может быть одна, две или три буквы.
Рис. 1. В аэропорту Макферсон есть ОПРС, обозначенная точечным (несплошным) кольцом вокруг кружка - знака самого аэропорта. Неподалеку также расположена коммерческая радиостанция KNGL. |
Некоторые передающие AM-радиостанции изображаются на аэронавигационных картах вместе с позывными. На карте отмечены не все станции, а только наиболее мощные — как правило, работающие в круглосуточном режиме.
AM-передатчики просто устроены, относительно дешевы и просты в обслуживании. В некоторых странах они по сей день образуют главную часть аэронавигационной системы. Кроме того, они передают сигнал, огибающий неровности земной поверхности. В отличие от действующего в зоне прямой видимости ВОР-маяка, мощный AM-передатчик часто способен передать сигнал на другую сторону горного хребта. Это достоинства AM-передатчиков.
Недостатком AM-передатчиков является то, что сигналы в этом диапазоне подвержены различным искажениям, особенно в плохую погоду — как раз когда потребность в них резко возрастает. Некоторые старые модели АРК без всякого угрызения совести направляют вас прямо в ионизированный центр шторма.
Итак, рассмотрим подробнее навигационное оборудование со всеми его достоинствами и недостатками.
Работа приемника
АРК включается с помощью переключателя OFF-VOL. И, подобно маяку ВОР и переговорным радиостанциям, АРК отображает рабочую и резервную частоты.
Кстати, если нажать кнопку FLT/ET (т.е. flight time и elapsed time — "полетное время" и "истекшее время" соответственно), вместо резервной частоты будет отображаться время. Чтобы восстановить отображение резервной частоты, нажмите кнопку с двойной стрелкой посредине.
Очевидно, что рабочая и резервная частоты переключаются так же, как и в навигационных/переговорных устройствах. Чтобы переключить частоты, просто нажмите кнопку с двойной стрелкой посредине. Как и в навигационных/переговорных устройствах, частоты АРК задаются сдвоенными кнопками справа. Чтобы задать единицы, потяните маленькую кнопку на себя, чтобы задать десятки - нажмите эту же кнопку. Большая кнопка устанавливает значение сотен.
В нижней части лицевой панели расположены пять кнопок. Две крайние кнопки справа - настройка времени. Центральная кнопка - кнопка смены частоты, ее мы уже упоминали. Оставим ее пока и перейдем к самому левому краю ряда, где располагается кнопка АРК.
Антенна АРК используется как для навигации, так и для приема обычных средневолновых радиостанций. Когда антенна работает в обычном режиме, позывные бывает трудно расслышать, но при переключении кнопки в положение ANT (antenna, "антенна") можно получить более четкий сигнал. Во избежание путаницы, режим ADF (АРК) или ANT указывается непосредственно слева от рабочей частоты на панели, в зависимости от состояния кнопки.
Мы также пропустили кнопку с таинственным обозначением BFO. BFO означает "beat frequency oscillator" — "генератор биений". С его помощью некоторые передатчики могут распознавать позывные сигналы. В США эта функция не используется. Однако, если, вслушиваясь в сигнал ОПРС, вы вдруг услышите неприятный звук, а автоматический радиокомпас ничего не находит, не говоря уже о точном направлении, проверьте кнопку BFO. Возможно, ее случайно нажали.
Направление на ОПРС
Посмотрите на круговую шкалу (лимб), которая выглядит как нечто среднее между ВОР-индикатор и указателем курса. Но не торопитесь с выводами: это прибор работает немного иначе.
В центре в упрощенном виде отображается самолет - так же, как и на указателе курса.
Сердцем всей системы является длинная стрелка посредине, указывающая острием на ОПРС. Более того, она указывает на станцию относительно самолетика в центре лимба.
Если вы не уверены, указывает ли стрелка направление или просто находится в состоянии покоя, нажмите кнопку ADF. В режиме ANT, стрелка автоматически занимает положение 3 часа/9 часов. Нажмите кнопку ADF еще раз, и, если стрелка вернется в исходное положение, значит, так и надо. При устойчивом сигнале она вернется в прежнее положение мгновенно.
Поскольку, в отличие от указателя на ВОР-маяк, у АРК нет визуального индикатора потери сигнала, единственный способ удостовериться, что он работает, - это прислушаться к нему. Но это вовсе не так страшно, как кажется. Проверив позывные, уменьшите громкость до уровня, при котором звук будет еле слышен. Тихий фоновый звук практически не будет привлекать внимание, но если он вдруг прекратится, вы сразу заметите перемену.
Забудем на время про цифры по краю лимба. Если стрелка указывает между носом самолетика и его правым крылом, тогда можете быть уверены, направление на ОПРС пролегает точно между носом и правым крылом "Цессны Скайхок", в которой вы находитесь. Это почти то же самое, как если бы сидящий рядом с вами пассажир указал на станцию рукой.
Наведение: проще простого
Итак, мы познакомились с основными принципами работы АРК. Обратимся теперь к примерам.
Если вы развернете "Скайхок" так, чтобы его нос был направлен туда же, куда указывал воображаемый "пассажир", то полетите прямо к ОПРС. Но при наличии бокового ветра (а когда его не бывает?), вас снесет с прямого пути. Однако если "пассажир" будет продолжать указывать на станцию, а вы будете продолжать понемногу поворачивать самолет так, чтобы станция оставалась прямо по курсу, в конце концов, вы туда попадете.
Но достаточно о воображаемых помощниках - вернемся к реальному АРК. Вышеописанный процесс называется наведением на ОПРС. Не слишком изящно, не очень быстро, зато довольно надежно.
Рис. 2. Если продолжать поворачивать так, чтобы направление стрелки АРК совпадало с носом летательного аппарата, это и будет наведение на ОПРС. В конце концов самолет прилетит к станции. Не элегантное решение, но оно работает. |
Это самый "тупой" метод навигации при помощи АРК. Если нужно использовать более точный способ, необходимо задать указателю некое численное выражение, вместо того чтобы описывать направление как "туда".
Возьмем тот же самый лимб и "закрепим" 0є или 360є на носу. Тогда правому крылу будет соответствовать направление 90 градусов, хвосту — 180, а левому крылу — 270. Это называется относительным пеленгом. Относительным в данном случае — относительно носа самолета. А вот другое весьма полезное определение относительного пеленга: это число градусов, на которые надо повернуть вправо, чтобы нос самолета был направлен на станцию. Разумеется, на практике мы не станем поворачивать самолет вправо, если станция находится слева по курсу. Это всего лишь направление отсчета угла.
Однако, если всегда помнить, что относительный пеленг - это количество градусов, на которые надо повернуть вправо, чтобы направить самолет на станцию, можно избежать всей этой путаницы с отрицательными числами при работе с АРК.
Еще определения
Прежде чем заняться проблемами, возникающими при работе с АРК, дадим еще пару определений.
Направление на ОПРС и от ОПРС называется пеленг. Направление на ОПРС называется пеленгом на станцию или входным пеленгом, а направление от ОПРС - пеленгом от станции или выходным пеленгом. Это курсы, прокладываемые на карте к или от станции.
Например, направление прямо на восток от ОПРС - это пеленг 90 градусов от станции, в том же направлении в обратную сторону — это пеленг 270 градусов к станции. При этом может использоваться как магнитное, так и истинное направление, но обычно применяются магнитные. Мы будем пользоваться магнитным пеленгом.
И куда же мы летим?
Пусть АРК показывает относительный пеленг 220 градусов, а на указателе курса - 270 градусов. Чему равен магнитный пеленг на станцию?
Итак, самолет летит курсом 270 градусов, а относительный пеленг - это угол, на который нужно повернуть вправо от направления 270 градусов, чтобы "Скайхок" летел прямо на станцию. Если поворачивать вправо, число градусов курса будет увеличиваться. Таким образом, получаем следующую простую формулу: магнитный пеленг на станцию равен сумме магнитного курса и относительного пеленга.
Применяя это правило к данному примеру, получим: 270 градусов плюс 220 градусов равно 490 градусов. Упс! Такого числа на компасе нет. Но не будем паниковать. Вычтем 360 градусов из 490 и получим магнитный пеленг на станцию, равный 130 градусам.
"Похоже на жульничество!" — возможно, скажете вы. Вовсе нет. Если самолет совершит поворот влево на 360 градусов, он будет двигаться точно в том же направлении, не так ли?
Запомните этот прием. Если значение курса или пеленга получилось больше 360 градусов, просто вычтите 360.
А другого способа нет?
Самый большой недостаток системы АКР-ОПРС заключается в том, что по сравнению с другими системами, ее составные части не очень удобны для пользователя. Как ни крути, приходится думать. Хоть иногда.
Но мы же на своем "Скайхоке" не хотим заблудиться только потому, что думать неохота, не так ли? Однако при приложении даже минимума умственных усилий эта маленькая черная коробочка подскажет, как добраться куда-нибудь, а это гораздо лучше, чем быть неизвестно где.
Рассмотрим теперь на примере, как определить свое местонахождение с помощью АРК.
Как определить, что вы пересекли линию заданного магнитного пеленга
Предположим, планируется перелет через всю страну. Вы выбрали определенный ориентир на маршруте, и тут вы замечаете на карте коммерческую радиостанцию в нескольких километрах в сторону. "Ага! — говорите вы, хитро улыбаясь. — С помощью АРК я смогу опознать этот ориентир".
С ловкостью прирожденного навигатора вы хлопаете курсографом по карте, прокладываете линию, учитываете магнитное склонение и быстро вычисляете магнитное направление от ориентира на станцию, равное 10 градусов. Вы только что определили магнитный пеленг на станцию. Очевидно, вам хотелось бы знать, когда вы пересечете эту линию. Как это сделать?
Это просто! Достаточно вычислить относительный пеленг для данного сочетания магнитного курса и магнитного пеленга на станцию.
Пусть вы летите курсом 225 градусов и хотите знать, когда вы пересечете линию магнитного пеленга на станцию, равного 10 градусам.
Вычислите относительный пеленг с помощью все той же полезной формулы: магнитный пеленг минус магнитный курс. Подставьте в формулу числа, 10 градусов минус 225 градусов... Ой! Мы получили отрицательное значение. Что же делать?
Рис. 3. Магнитный пеленг на станцию 10 градусов, магнитное направление курса 225 градусов. При пересечении линии магнитного пеленга на станцию в 10 градусов относительный пеленг на станцию показан на АРК как 145 градусов. |
Никаких проблем. Просто прибавляем 360 к 10. Получится 370. 370 минус 225 равно 145. Таким образом, когда стрелка АРК показывает 145 градусов, а ваш курс составляет ровно 225 градусов, вы и пересекаете линию магнитного пеленга на станцию 10 градусов.
Как рассчитать курс?
И еще один расчет напоследок. Предположим, необходимо пересечь входной пеленг в 270 градусов, и вы полагаете, что относительный пеленг в 45 градусов позволит вам легко выполнить поворот при достижении точки пересечения. Каким курсом нужно лететь?
Снова воспользуемся нашей формулой. Нетрудно узнать, что магнитный курс равен разности магнитного пеленга и относительного пеленга. Таким образом, нам нужен магнитный курс, равный 270 минус 45, то есть, 225 градусов. Летите, придерживаясь этого курса как можно точнее, пока относительный пеленг не приблизится к 45 градусам, а затем начинайте поворачивать на курс 270.
В подобной ситуации полезно примерно оценить, где вы находитесь, а также куда вы направляетесь, а затем вычислить относительный пеленг.
Маленький секрет
Итак, вы выдержали испытание, прокладывая курс при помощи АРК, и выжили, не смотря на жестокое требование думать. Теперь, в качестве награды, мы раскроем одно секретное свойство АРК вашего "Скайхока". Ну, возможно, это не такой уж и секрет, но до сих пор мы не торопились о нем рассказывать.
Подвижная картушка
Причина, по которой на некоторые лимбы АРК нанесены главные румбы компаса, заключается в том, что картушка подвижна.
Управляя "Скайхоком", можно поворачивать ручку картушки АРК до тех пор, пока текущий курс не окажется под указателем. Если теперь взглянуть на центральную панель, то можно обнаружить, что указатель курса и лимб АРК выглядят идентично.
Дело в том, что стрелка АРК более не показывает относительный пеленг. Теперь она показывает магнитный пеленг на станцию, что позволяет сэкономить на некоторых арифметических действиях. Кроме того, обратный конец стрелки указывает магнитный пеленг от станции, что может быть полезно при определении своего местоположения.
Рассмотрим, что это нам дает практически. Предположим, вам известно, что вы где-то на линии входящего пеленга 220 градусов на маяк ВОР и хотели бы определить свое положение несколько точнее.
Стрелка АРК указывает налево, и если сдвинуть подвижную картушку так, чтобы она совпадала с указателем курса 40 градусов, стрелка АРК будет указывать на 300 градусов.
Рис. 4. Устанавливая подвижную картушку АРК на курс воздушного судна, можно считывать значения пеленга на выбранную ОПРС или АМ-станцию непосредственно с АРК без выполнения каких-либо арифметических действий. |
При взгляде на обратный конец стрелки ясно, что МАГНИТНЫЙ ПЕЛЕНГ ОТ станции составляет 120 градусов. Можно начертить на карте магнитную линию в 120 градусов от ОПРС, и там, где она пересечет луч ВОР-маяка, будет ваше приблизительное местоположение.
Входящий и исходящий пеленг
Представим себе гипотетическую ситуацию, в которой у вашего и еще у одного самолета вышли из строя ответчики. Маловероятно, но это только гипотеза.
Итак, служба управления воздушным движением пытается определить, кто есть кто, и авиадиспетчер спрашивает: "Кто из вас пересекает исходящий пеленг 25 ОПРС Mugwump?"
 Рис. 5. АРК "А" показывает пеленг на станцию в 25 градусов. АРК "В" показывает пеленг 25 градусов от станции. |
Ваш АРК выглядит как АРК "А" на рис. 5, и вы направляетесь на восток. АРК другого самолета выглядит как АРК "В" на рис. 5, и этот самолет также летит на восток. Кто из вас находится на исходящем пеленге 25 ОПРС Mugwump? Если бы вы могли видеть АРК другого самолета, вы бы знали, что тупой конец его стрелки показывает 25 градусов, таким образом, он пересекает исходящий пеленг 25. Вы пересекаете входящий пеленг ОПРС Mugwump.
Следование по курсу пеленга
С помощью АРК можно даже лететь по выбранному пеленгу к станции, но при этом необходимо учитывать боковой ветер. Нужно немного забирать против ветра, как если бы вы следовали по линии, начерченной на карте для счисления пути.
Например, если вы следуете по курсу магнитного пеленга 330 градусов с боковым ветром справа, стрелка будет показывать 330 градусов, и можно считать, что она показывает курс. Нос самолета на лимбе будет заметно отклоняться от курса вправо, против бокового ветра.
Следует однако помнить, что напрямую пользоваться цифрами на подвижной картушке можно только в том случае, если положение картушки точно совпадает с указателем курса. В противном случае эти цифры смысла не имеют.
В среднем считается большим успехом, если пилоту удается выдержать курс в пределах плюс-минус 2,5 градусов. Для этого необходима напряженная работа с подвижной картушкой и внимательное чтение показаний приборов.
"Почему бы не поместить стрелку АРК на лимб, перемещающийся подобно указателю курса?" - спросите вы. На самом деле такой прибор есть. Он называется радиомагнитным индикатором, (РМИ) и считается самой удачной модернизацией АРК.
Однако использование РМИ на небольших ЛА дорого и экономически не оправдано.
Вот и все: мы рассмотрели АРК, со всеми его недостатками, справились с большинством трудностей, которые могут встретиться при работе с ним, и узнали некоторые приемы, упрощающие его использование.