Угол сноса-угол заключенный между продольной осью самолета и линией пути

 

 

Введение

Воздушная навигация — это наука о точном, надежном и безопасном вождении воздушных судов из одной точки земной поверхности в другую.

Под самолетовождением понимается комплекс действий экипажа са­молета и работников службы движения, направленных на обеспечение безопас­ности, наибольшей точности выполнения полетов по установленным трассам (маршрутам) и прибытия в пункт назначения в заданное время.

Основными задачами экипажа самолета гражданской авиации при осуществ­лении самолетовождения являются:

- Точное выполнение полета по установленной трассе (маршруту).

- Определение навигационных элементов, необходимых для выполнения по­лета по установленному маршруту или поставленной специальной задачи.

- Обеспечение прибытия самолета к пункту назначения и выполнение по­садки на аэродроме в заданное время.

- Обеспечение безопасности полета. Для решения указанных задач экипаж использует современные технические средства самолетовождения, которые подразделяются по:

 

а) месту расположения (самолетные и наземные)

б) характеру использования (автоном­ные и неавтономные)

в) принципу действия.

По принципу действия технические средства самолетовождения делятся на четыре группы:

1). Геотехнические средства, основанные на измере­нии различных параметров естественных (геофизических) полей Земли. К этой группе относятся магнитные компасы, барометрические высотомеры, указатели воздушной скорости, термометры наружного воздуха, часы, гирополукомпасы, дистанционные гиромагнитные и гироиндукционные компасы, курсовые системы, авиагоризонты, указатели поворота, оптические визиры, навигационные индика­торы, инерциальные системы и др. Большинство из этих средств устанавливает­ся на всех самолетах и используется в любом полете; они применяются также при пользовании другими техническими средствами самолетовождения.

2). Радиотехнические средства самолетовождения, основанные на из­мерении параметров электромагнитных полей, излучаемых специальными уст­ройствами, находящимися на борту самолета или на земле. То есть са­молетные радиокомпасы и связные радиостанции, радиовысотомеры, самолетные радиолокационные станции, доплеровские измерители угла сноса и путевой ско­рости, наземные радиопеленгаторы, приводные и радиовещательные станции, ра­диомаяки, радиомаркеры и наземные радиолокаторы.

3). Астрономические средства самолетовождения, основанные на ис­пользовании небесных светил. К этой группе средств относятся астрономические компасы, авиационные секстанты и астрономические ориентаторы.

4). Светотехнические средства самолетовождения, основанные на использовании бортовых или наземных источников света. К этой группе средств относятся светомаяки, прожекторы, огни посадочных систем, пиротехнические (дымовые шашки, пирофакелы и др.), ориентирные бомбы и знаки. Они облег­чают ведение ориентировки и посадку самолетов в сложных метеорологических условиях и ночью.

,Современные самолеты оснащены такими техническими средствами самолетовождения, которые обеспечивают выполнение полетов в различное время суток, над любой местностью и в любых метеорологических условиях.

Разнообразные технические средства самолетовождения, имеющиеся в рас­поряжении экипажей самолетов гражданской авиации, при умелом их исполь­зовании позволяют выполнять полеты точно по заданному маршруту и обеспе­чивать прибытие самолета в пункт назначения в заданное время.

Основой успешного самолетовождения является комплексное применение технических средств, которое заключается в том, что самолетовождение осуществ­ляется с помощью не одного какого-либо средства, а нескольких. При этом ре­зультаты навигационных определений, полученные с помощью одних средств, уточняются с помощью других средств. Такое дублирование исключает возмож­ность допущения грубых ошибок, повышает точность и надежность самолетовож­дения. Для правильного решения вопросов комплексного применения технических средств самолетовождения необходимо знание принципов работы тех или иных средств, их возможностей и способов использования для решения различных навигационных задач.

 

Основы воздушной навигации

Формы и размеры Земли

Для воздушной навигации необходима система координат для определения местоположения ВС и положение точек на земной поверхности.Значение

 

координат может быть выражено угловыми и линейными величинами Свойства системы координат зависят от формы поверхности, на которой она задана. Поэтому необходимо выяснить, какую форму имеет Земля как планета.

 Поверхность, ограничивающая Землю как физическое тело, называется физической поверхностью Земли. Поверхность Земли носит сложный нерегулярный характер, обусловленный неровностями рельефа: горами, равнинами, впадинами. На такой поверхности ввести какую-либо приемлемую для практики систему координат невозможно, поэтому необходимо эту поверхность каким-то образом «сгладить». Для этого используется понятие уровенной поверхности                                                                                                                                                                         В качестве сглаженной фигуры Земли разумно выбрать форму уровенной поверхности, совпадающей с физической поверхностью в морях и океанах, где нет неровностей рельефа. Такая фигура получила название геоида.

Геоид(geoid) - это фигура, образованная уровенной поверхностью, совпадающей в морях, и океанах с их средней поверхностью. В районах материков поверхность геоида проходит под уровнем рельефа местности. Эту поверхность и называют средним уровнем моря, от которого отсчитывают высоту рельефа и другие высоты. В России за начало уровня отсчета высот принято нулевое деление футштока (мерной линейки), установленной в Обводном канале г.Кронштадт.

Поверхность геоида хотя и является гладкой по сравнению с физической поверхностью Земли, но все же имеет неправильную форму.Геоид не имеет простого математического описания.Поэтому для упрощения вычислений расстояний и направлений его замняют эллипсоидом вращения.который имеет правильную геомЕтрическую форму и незначительно отличается от геоида.

 

Рис.1. Для удобства навигационных расчетов форму                     Земли представляют виде шара с незначитльным сжатием у полюсов.Этот элипс имеет следующие размеры:экваториальный радиус а=6378 км, полярный радиус в=6357км.

В воздушной навигации в большинстве случаях сжатием Земли пренебрегают и принимают Землю условно за шар с R=6371КМ.при таком допуске максимальная ошибка в определении длин не превышает 0,5%,а в определение направлений 12 минут,чем в практике обычно пренебрегают.

Наиболее точное измерение Земли произведены в 1941г советским ученым Кросовским.                                                                                                                                                                                                                                                       

 

 

Рис. 1.2. Эллипс и его параметры

Каждое государство старается выбрать такие параметры эллипсоида и так его разместить в теле Земли, чтобы его поверхность как можно ближе подходила к поверхности геоида на территории данного государства (при этом в других частях Земли отклонения могут быть большими). Поэтому существует много референц-эллипсоидов, принятых в разных странах и в разные годы..

Если очень высокая точность решения навигационных задач не требуется, то Землю можно рассматривать как сферу. В этом случае используется нормальная сферическая система координат, полюсы которой совпадают с географическими полюсами нашей планеты, т.е. точками, в которых оси вращения Земли пересекает ее поверхность. Система координат на сфере строится с помощью больших кругов.

 ИКАО приняло решение с 1 января 1998 г. публиковать в документах аэронавигационной информации координаты пунктов в единой для всего мира системе координат, называемой WGS-84 (World Geodetic System).

Большим кругом (Great Circle, G/C)) называется окружность, образующаяся в результате сечения сферы плоскостью, проходящей через центр Землин

Экватор (equator)- большой круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения Земли.

Меридиан (meridian) - большой круг, плоскость которого проходит через ось вращения Земли.называют истиным или географическим

Параллель(parallel) — малый круг, плоскость которого перпендикулярна оси вращения (параллельна экватору).

Экватор на Земле один, а меридианов бесчисленное множество - ведь через каждую точку можно провести свой меридиан.

Широта φ (географическая широта) называется угол, заключенный между плоскостью экватора и направлением нормали к земной поверхности в данную точку

.НОРМАЛЬЮ-принято называть перпендикуляр к касательной плоскости в данной точке элипсоида

Широта изменяется от 90° южной широты до 90° северной широты. При расчетах по формулам северную широту можно считать положительной, а южную отрицательной. На экваторе широта равна нулю, а на географических полюсах ±90°.

Долготой λ (географической долготой) называется двугранный угол, заключенный между плоскостями начального меридиана и меридиана данной точки.

Этот угол можно показать как плоский в плоскости экватора (рис.1.3). В качестве начального меридиана используется гринвичский меридиан (Greenwich meridian), который когда-то проходил через расположенную вблизи Лондона Гринвичскую обсерваторию (сейчас обсерватория переехала на другое место, но меридиан сохранился). В XIX веке в разное время в качестве начального использовали и другие меридианы (Парижа, острова Ферро в Атлантическом океане, Пулковской обсерватории под Петербургом).

 

Рис. 1.3. Сферические координаты

 

Долгота изменяется от 180° западной долготы до 180° восточной. При расчетах по формулам им также можно приписывать знаки соответственно минус и плюс (или наоборот, как это принято, например в США).

Единицами измерения широты и долготы являются угловые градусы, минуты и секунды, а иногда и их десятичные доли (десятые, сотые и т.д.). За рубежом используются следующие буквенные обозначения:

N (north) - север, S (south) - юг, Е (east) - восток, W (west) - запад.

Одни и те же значения широты и долготы в документах аэронавигационной информации, при выполнении различных навигационных расчетов могут быть представлены по-разному:

47° 23' 12" с.ш. = N47° 23.2' = +47.38667°.

124° 45' 45" з.д. = W124° 45.75' = -124.7625°.

Длина дуги большого круга (в частности экватора и меридиана) протяженностью в 1° в среднем равна 111,2 км.(Именно в среднем, потому, что на самом деле меридиан является не окружностью, а эллипсом и длина дуги в 1° различна на разных широтах. Соответственно, длина дуги в одну минуту составляет в среднем 1,853 км, а секунды - около 31 м.)

. Длина дуги паралели в 1° составляет 111,2cosφ.

          ЕДИНИЦЫ РАСТОЯНИЯ

Расстояния на земной поверхности измеряются в метрах, километрах, а за рубежам часто и в морских милях (nautical mailes, NM). Величина морской мили соответствует средней длине одной минуты меридиана.Согласно решения Международной Географической конференции в морской и воздушной навигации принято фиксированное значение длины морской мили (м.мили) - 1852 мм.

1км=1852мм

В Англии и США кроме морских миль используют английскую статную милю

1АМ=1.6км

. Высоты измеряются в метрах, за рубежом обычно в футах.

.

1м = 3,2808 фт;    Н фт = 3,2808 Н м.

Перевод одних единиц измерения в другие выполняется с помощью навигационной линейки Нл-10м

Приближенный перевод

1)Sкм=Sмм*2-1/10произведения

Пример:35мм*2-7=63

2)Sмм=Sкм:2+1/10частного (конс стр6)