Завдання і засоби навігації
Навігація - це наука про методи та засоби, що забезпечують водіння рухомих об'єктів з однієї точки простору в іншу по траєкторіях, які обумовлені характером завдання і умови-ми її виконання.
Спочатку під словом "навігація" (латинське "navigatio" від "navigo" - пливу на судні) малися на увазі лише способи водіння морських кораблів. В даний час цей термін поширився і на науку про водіння таких об'єктів, як підводні човни, літаки-ти, вертольоти, космічні кораблі і т. Д.
У зв'язку з особливостями водіння морських, повітряних та космічних об'єктів виділилися напрямки: морська, авіаційна (повітряна) і космічна навігації.
Авіаційна (повітряна) навігація - це розділ навігації, в якому розглядається водіння повітряних суден (ПС) типу літаків і вертольотів з однієї точки земної поверхні в іншу за певними просторово-часовими траєкторіях.
Основне завдання авіаційної навігації полягає в безпечному і в той же час економічному за витратами часу і палива виведення ВС в задану точку в певний момент зі встановленою точністю.
Процес навігації (літаководіння) ВС складається з ряду навігаційних завдань:
Ø точного виконання польоту по встановленій трасі (маршруту) на заданій висоті з витримкою такого режиму польоту, який забезпечує виконання завдання;
Ø визначення навігаційних елементів, необхідних для виконан-ня польоту за встановленим маршрутом або поставленої спе-ціальної завдання (фотографування, скидання вантажу і ін.);
Ø забезпечення прибуття ПС в район, пункт або аеродром призначення в заданий час і виконання безпечної посадки;
Ø забезпечення безпеки польоту.
Рішення основного завдання авіаційної навігації передбачає визначення деяких геометричних величин, що характеризують стан ВС в просторі і напрямок його руху, т. Е. Навігаційних елементів польоту.
Навігаційними елементами польоту називають геометричні і механічні скалярні величини, що характеризують місце розташування ЗС і вектор його швидкості в заданий момент.
Польоти ВС цивільної авіації здійснюються за правилами, встановленими для повітряного простору даної країни. Незважаючи на різноманітність цих правил, їм притаманні загальні риси, обумовлюються лені вимогами безпеки повітряного руху. Спільним є виділення для польотів повітряних коридорів і трас і контроль повітряного руху спеціальними службами управління повітряним рухом (УВС). Рух ВС по повітряним коридорам і трасах має здійснюватися таким чином, щоб ймовірність небезпечного зближення ВС в повітрі була б дуже мала.
Небезпечним зближенням при польотах на повітряних трасах і в зоні підходу до аеродрому вважається сходження ВС на одній висоті на відстань менше 10 км, а в зоні зльоту і посадки - на відстань менше 5 км або сходження ВС у вертикальній площині на інтервал, менший встановленого правилами.
Для запобігання можливих конфліктних ситуацій навколо кожного ВС в повітрі має бути якийсь захисне простір (рис. 1.1), в межах якого об'єднання кількох ВС не допускається. Розміри (табл. 1.1) цього простору визначаються наявністю і ступенем досконалості наземних і бортових засобів контролю і визначення місця розташування ЗС у просторі, а також іншими факторами.
Щоб укластися в зазначені норми, екіпаж ПС або система автоматичного управління (САУ) польотом повинні отримувати інформацію про місцезнаходження ПС із достатньою точністю. Основним джерелом такої інформації є бортові навігаційні технічні засоби, які називають навігаційними пристрої-ми і системами.
Залежно від фізичних принципів дії технічні засоби навігації поділяють на п'ять основних груп.
1. Геотехнічні кошти (навігаційно-пілотажні при-бори), принцип яких заснований на
Мал. 1.1. Захисне простір ВС
використанні різних фі-зичних властивостей Землі і її атмосфери. До цієї групи належать магнітні компаси, барометричні висотоміри, покажчики повітряної швидкості, термометри, гіромагнітні і гіроіндукціонние компаси, курсо-ші системи і ін.
50. 100 50. 100 100. 200
Таблиця 1.1. Параметри, що характеризують навігаційну обстановку
2. Светотехнические кошти, принцип роботи яких заснований на використанні бортових і наземних джерел світла. До них відносять-ся светомаяки, прожектори, ліхтарі посадочних систем, піротехнічес-кі кошти (димові шашки, ракети) і ін.
3. Астрономічні кошти, засновані на використанні закономірного взаімоположенія Землі і небесних світил. До цієї групи належать астрономічні компаси, авіаційні секстанти і астрономічні орієнтири.
4. Інерціальні кошти, засновані на вимірі прискорень ВС, викликаних силами тяги двигунів, підйомної силою, силами опору і вітру.
5. Радіотехнічні засоби, принцип роботи яких заснований на використанні основних властивостей електромагнітних коливань (радіохвиль): сталість швидкості поширення (с »3-10 8 м / с) і поширення по найкоротшій відстані між точками випромінювання і прийому коливань.
Радіонавігаційними засобами забезпечення польоту називають сукупність наземних і бортових пристроїв, які забезпечують вирішення основного завдання навігації і заснованих на радіотехнічних принципах.
Радіонавігацією називають розділ повітряної навігації, в якому розглядають питання теорії і практичного використання радіотехнічних засобів з метою водіння ВС за заданими траєкторіями в призначені терміни.
Радіонавігаційні засоби складаються з радіонавігаційних пристроїв і систем.
Радіонавігаційним пристроєм (РНУ) називають наземну та бортову (або тільки бортову) апаратуру, призначену для визначення одного навігаційного параметра (наприклад, радіовисотомір, радіокомпас і т. Д.).
Навігаційним параметром називають геометричну величину або її похідну, яка збігається з навігаційним елементом (наприклад, при вимірюванні відстані) або пов'язана з ним досить простими співвідношеннями (наприклад, при вимірюванні різниці відстаней до двох опорних пунктів).
Радіонавігаційної системою (РНС) називають сукупність РНУ та інших приладів, функціонально пов'язаних між собою і предназ-чення для вирішення приватних навігаційних завдань (визначення місця розташування ЗС, посадка і т. Д.). До них відносяться радіотехнічні системи ближньої навігації, системи посадки і навігації та ін.