Комплексные системы измерения курса

Кроме описанных магнитных и гироскопических датчиков курса, в гражданской авиации используются также астрономические датчики курса - астрокомпасы. Астрокомпас определяет истинный или ортодромический курс. Истинный курс рассчитывается как разность между азимутом Солнца и курсовым углом самолета. Определение азимута Солнца осуществляется с помощью специального фотоэлектрического следящего устройства. Практикуется также измерение курса самолета методом пеленгации двух наземных радиостанций с помощью автоматических радиокомпасов. Таким образом, для определения курса самолета используются разнообразные средства, работающие на различных физических принципах.

Каждый из методов обладает достоинствами и недостатками. Магнитный способ измерения курса позволяет найти на Земле определенное направление - магнитный меридиан, но не может быть использован в высоких широтах из-за малого значения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Он имеет большие погрешности при виражах самолета. Гирополукомпасы не могут отыскивать направления на земной поверхности, но при этом обладают пространственной памятью и удовлетворительно работают во время эволюций самолета, могут быть использованы в любых географических широтах. Астрокомпасы имеют сравнительно высокую точность определения курса, но их работа зависит от метеорологических условий. Радиокомпасы позволяют определять направление полета самолета относительно работающих наземных радиостанций, расположенных на сравнительно небольших расстояниях от самолета. Их использование зависит от наличия таких радиостанций по маршруту полета. Работа радиосистем может быть нарушена естественными или искусственными радиопомехами.

Отсюда следует, что ни один из указанных методов и приборов измерения курса не может обеспечить измерение курса во всех районах Земли, в любое время суток, при различной погоде. Однако в одних и тех же условиях полета недостатки одного метода в какой-то мере могут быть скомпенсированы достоинствами другого. Осуществить такую компенсацию позволяет функциональное соединение нескольких измерителей курса в единую систему.

Основным курсовым прибором курсовой системы (КС) служит гирополукомпас, обеспечивающий измерение и выдачу потребителям ортодромического курса в любых условиях эксплуатации, в любое время суток и во всех широтах земного шара. Поэтому основным режимом работы КС является режим «ГПК».

Индукционный (магнитный) компас и астрокомпас в составе КС выполняют роль корректоров гирополукомпаса. Коррекция периодически осуществляется для исключения накопившихся погрешностей от уходов гироскопа под влиянием различных возмущающих факторов. Для этой цели в общей схеме КС предусмотрены специальные системы коррекции от индукционного (магнитного) и астрономического компасов, переключение на которые определяют остальные два режима работы КС: магнитной коррекции (МК) и астрокоррекции (АК).

Несмотря на различие в комплектациях курсовых систем и на некоторые конструктивные и схемные особенности, их функциональная схема едина.

В настоящее время на самолетах гражданской авиации используются следующие типы курсовых систем: ГИК-1, КС-6 и подобные ей ТКС-П, ТКС-П2, ГМК-1.

Курсовая система типа ТКС-П

Самой совершенной из эксплуатируемых курсовых систем является курсовая система типа ТКС-П. Она предназначена для определения и выдачи потребителям магнитного, ортодромического и истинного курса самолета. Курсовая системе типа ТКС-П представляет собой комплекс из магнитного, гироскопического, радиотехнического и астрономического измерителей курса (астрокомпасами комплектуются не все курсовые системы). В качестве измерителя магнитного курса в курсовой системе типа ТКС-П (рис. 11) используется индукционный датчик (ИД). Он связан с гироагрегатами через коррекционный механизм (КМ), служащий для компенсации погрешностей.

Рис. 11. Функциональная схема точной курсовой системы (ТКС)

Измерителем ортодромического курса являются два одинаковых гироагрегата: основной и контрольный. Гироагрегаты работают как гирополукомпасы, то только в отличие от ГПК-52 они обладают более высокой точностью измерения ортодромического курса. Повышение точности измерения курса в гироагрегатах ТКС-П достигается применением специальных вращающихся подшипников, установленных по внутренней оси карданового подвеса, существенно уменьшающих момент трения по этой оси и вследствие этого собственные уходы гироскопа в азимуте. Кроме того, в гироагрегатах имеется дополнительная рама, с помощью которой по сигналам крена от центральной гировертикали или с авиагоризонта осуществляется стабилизация внешней оси карданового подвеса в вертикальной плоскости по крену и тем самым уничтожается креновая кардановая ошибка. В качестве азимутальной коррекции используется прецизионный интегрирующий привод, разворачивающий статор выходного сельсина гироагрегата со скоростью, причем текущая географическая широта места может вводится как вручную, так и от бортового навигационного вычислителя (НВ). Кроме того, навигационный вычислитель транслирует в систему значение заданного путевого угла (ЗПУ).

Измерение астрономического курса осуществляется дистанционным астрономическим компасом (ДАК), который в зависимости от режима работы может измерять истинный или ортодромический курс. Астрокомпас связан с курсовой системой через блок связи (БС). Курсовую систему ТКС-П обслуживают также доплеровский измеритель путевой скорости и угла сноса, снабжающий систему значением угла сноса (УС), автоматические радиокомпасы (АРК), определяющие курсовые углы радиостанций, и выключатель коррекции (ВК), отключающий индукционный датчик и электролитический маятник гироагрегатов при эволюциях самолета из-за больших ошибок в этот момент.

Курсовая система ТКС-П имеет два основных индикатора курса: указатель штурмана и контрольный указатель штурмана, которые снабжают экипаж информацией об измеряемых курсах и транслируют измеряемые курсы в обслуживаемые системы. Точная курсовая система ТКС-П может работать в четырех режимах: магнитной коррекции, астрокоррекции, гирополукомпаса, задатчика курса.

Режим задатчика курса является вспомогательным режимом работы и используется в основном для начальной ориентации курсовых гироскопов по курсу. Основным является режим гирополукомпаса, поскольку в этом случае полет осуществляется по ортодромии. Точность работы системы в этом режиме составляет 0,8°/ч независимо от географического района полета.