Навигационный треугольник скоростей и его элементы

ШТУРМАНСКАЯ ТЕТРАДЬ

КУРСАНТ ВАСИЛЬЕВ А.Н.

                                                                  

                                       

                                                  

                                            

                                     

 

КУРСЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Магнитный меридиан (С_м ) – линия, вдоль которой устанавливается магнитная стрелка компаса под действием вектора напряженности магнитного поля Земли (рис. 1, а).

Магнитное склонение (Δ_м) – угол, заключенный между северными направлениями истинного (географического) и магнитного меридианов в данной точке (рис. 1, б). Оно измеряется от 0 до 180° и отсчитывается от истинного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус».

а)                                         б)

 

Рис. 1. Магнитное склонение:

а) истинные и магнитные меридианы; б) магнитное склонение

 

Компасный меридиан (С_к ) – линия, вдоль которой устанавливается магнитная стрелка компаса, находящегося на ВС. Компасный и магнитный меридианы не совпадают.

Девиация компаса (Δ_к) – угол, заключенный между северными направлениями магнитного и компасного меридианов (рис. 2, а). Она отсчитывается от магнитного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус».

 

 

Рис. 2. Девиация компаса и вариация: а) девиация; б) вариация

Вариация (Δ) – угол, заключенный между северными направлениями истинного и компасного меридианов (рис. 2, б). Она отсчитывается от истинного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус». Вариация равна алгебраической сумме магнитного склонения и девиации компаса Δ = (±Δ_м) + (±Δ_к).

       Курс воздушного судна – угол, в горизонтальной плоскости между направлением, принятым за начало отсчета, и проекцией на эту плоскость его продольной оси. Курс отсчитывается от направления, принятого за начало отсчета, до продольной оси ВС по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

Истинный курс (ИК) – угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

Магнитный курс (МК) – угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

Компасный курс (КК) – угол, заключенный между северным направлением компасного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

 

                                             

 

Рис. 3. Курсы воздушного судна

 

МК = КК + (±Δ_к);                            КК = МК – (±Δ_к);

ИК = МК + (±Δ_м);                           МК = ИК – (±Δ_м);

ИК = КК + (±Δ_к) + (±Δ_м);                КК = ИК – (±Δ_м) – (±Δ_к);

ИК = КК + (±Δ);                              КК = ИК – (±Δ).

БЕЗОПАСНЫЕ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА

 

 

Рис. 7. Уровни начала отсчета высоты полета

Расчет безопасной высоты полета ниже нижнего (безопасного) эшелона:

где:  – установленное значение истинной высоты полета над наивысшим препятствием (запас высоты над препятствием) при полетах ниже нижнего эшелона по ПВП, ППП (100 м, 200 м, 300 м, 600 м);

 – значение абсолютной высоты наивысшей точки рельефа местности на участке маршрута (МВЛ) в пределах их ширины при полетах по ПВП, а при полетах по ППП – в полосе шириной 50 км (по 25 км в обе стороны от оси маршрута или МВЛ);

 – максимальное значение превышения препятствий (естественные и искусственные) над наивысшей точкой рельефа местности на участке маршрута (МВЛ) в пределах полосы учета ;

 – значение методической температурной поправки высотомера, которое учитывается при расчете на навигационной линейке или определяется по формуле согласно пункту 1 настоящей Методики, при условии, что  – температура воздуха у земли в точке минимального давления, а . .

Расчет нижнего (безопасного) эшелона полета:

,

где:  – установленное значение истинной высоты полета над наивысшим препятствием (запас высоты над препятствием) (600 м);

 – значение абсолютной высоты наивысшей точки рельефа местности над уровнем моря в пределах:

ширины маршрута (участка маршрута), ВТ при полете по ПВП;

полосы шириной 50 км (по 25 км от оси маршрута, ВТ) при полете по ППП;

 – максимальное значение превышения препятствий (естественные и искусственные) над наивысшей точкой рельефа местности в пределах полосы учета ;

 – значение минимального атмосферного давления по маршруту (участку маршрута), ВТ за пределами района аэродрома (аэроузла), приведенное к уровню моря и времени полета с учетом барометрической тенденции;

 – значение методической температурной поправки высотомера, которое учитывается при расчете на навигационной линейке или определяется по формуле согласно пункту 1 настоящей Методики, при условии, что  – температура воздуха у земли в наивысшей точке рельефа местности, а

. ,

ВИЗУАЛЬНАЯ ОРИЕНТИРОВКА

При ведении визуальной ориентировки пилот должен соблюдать следующие правила:

1. Вести счисление и прокладку пути, чтобы иметь возможность сличать карту с местностью в районе предполагаемого места ВС.

2. Перед сличением карты с местностью необходимо ориентировать ее по странам света, чтобы расположение ориентиров на карте было подобным расположению их на местности. Соблюдение этого правила способствует быстрейшему опознаванию ориентиров.

3. Ожидать появление ориентиров в пределах видимости, т.е. заранее знать, какой ориентир и с какого направления должен появиться. Соблюдая это правило, пилот будет иметь больше времени для опознавания появившегося в поле зрения ориентира.

4. Вначале следует опознавать крупные, наиболее характерные ориентиры, наблюдаемые в поле видимости, а затем переходить к опознаванию более мелких ориентиров вблизи ВС или под ним.

5. Опознавать ориентиры нужно не по одному, а по нескольким признакам, чтобы не перепутать ориентиры, похожие друг на друга.

При ведении визуальной ориентировки пилот должен соблюдать следующий порядок:

1. Определить на карте район вероятного местонахождения ВС прокладкой пути или с помощью технических средств навигации.

2. В пределах найденного района выбирают характерные ориентиры, которые могут быть легко опознаны при данных условиях полета.

3. Ориентировать карту по странам света.

4. Сличить карту с пролетаемой местностью в районе, полученном прокладкой пути или с помощью технических средств навигации.

Штилевая прокладка пути. Этот способ применяется при восстановлении ориентировки и обходе зон грозовой деятельности. Штилевую прокладку пути производят по истинным курсам, воздушной скорости и времени полета на каждом изломе курса с последующим учетом ветра. Для прокладки пути данным способом необходимо:

- определить истинные курсы для каждого излома пути: ИК = КК + (±Δ_к) + (±Δ_м);

- рассчитать по воздушной скорости и времени полета штилевые расстояния для каждого курса

S₁ = V _и t₁; S₂ = V _и t₂ и т. д.;

- отложить на карте от последней отметки места ВС линию первого ИК и на этой линии – штилевое расстояние, пройденное с данным курсом;

- от полученной точки отложить линию второго ИК и штилевое расстояние, пройденное на втором курсе;

- таким же образом проложить штилевой путь ВС на последующих изломах курса. Полученная конечная точка будет местом ВС без учета ветра (в штиль);

- для учета влияния ветра необходимо от полученной штилевой точки отложить истинное направление навигационного ветра и величину линейного относа ВС ветром за время полета от последней отметки места ВС до конца прокладки (рис. 8). Расстояние относа определяют по формуле S = Ut _общ.  Конец отложенного отрезка дает на карте место ВС с учетом ветра.

 

 

                                                          Рис. 8. Штилевая прокладка пути

Штурманский контроль

Готовности по упражнению

DXC 01, 02, 03 SXC 01

Ф.И.О. Роспись Оценка Дата Старчиков С.А.      

 

Штурманский контроль

Готовности по упражнению

SXC 02, DXC 04

Ф.И.О. Роспись Оценка Дата Старчиков С.А.      

SXC. 02. Самостоятельный полет по маршруту с комплексным использованием технических средств самолетовождения. (спки).

Цель и условия выполнения. Выработать у курсанта практические навыки в выполнении самостоятельных полетов по маршруту с комплексным использо­ванием технических средств самолетовождения.

 

Должность	Ф.И.О.	Роспись	Оценка	Дата
Пилот инструктор
Зам.ком.. АЭ
РП

Штурманский контроль

Готовности по упражнению

DXC 05, SXC 03, ХТК 02

Ф.И.О. Роспись Оценка Дата Старчиков С.А.      

ШТУРМАНСКАЯ ТЕТРАДЬ

КУРСАНТ ВАСИЛЬЕВ А.Н.

                                                                  

                                       

                                                  

                                            

                                     

 

КУРСЫ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Магнитный меридиан (С_м ) – линия, вдоль которой устанавливается магнитная стрелка компаса под действием вектора напряженности магнитного поля Земли (рис. 1, а).

Магнитное склонение (Δ_м) – угол, заключенный между северными направлениями истинного (географического) и магнитного меридианов в данной точке (рис. 1, б). Оно измеряется от 0 до 180° и отсчитывается от истинного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус».

а)                                         б)

 

Рис. 1. Магнитное склонение:

а) истинные и магнитные меридианы; б) магнитное склонение

 

Компасный меридиан (С_к ) – линия, вдоль которой устанавливается магнитная стрелка компаса, находящегося на ВС. Компасный и магнитный меридианы не совпадают.

Девиация компаса (Δ_к) – угол, заключенный между северными направлениями магнитного и компасного меридианов (рис. 2, а). Она отсчитывается от магнитного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус».

 

 

Рис. 2. Девиация компаса и вариация: а) девиация; б) вариация

Вариация (Δ) – угол, заключенный между северными направлениями истинного и компасного меридианов (рис. 2, б). Она отсчитывается от истинного меридиана к востоку (вправо) со знаком «плюс», а к западу (влево) – со знаком «минус». Вариация равна алгебраической сумме магнитного склонения и девиации компаса Δ = (±Δ_м) + (±Δ_к).

       Курс воздушного судна – угол, в горизонтальной плоскости между направлением, принятым за начало отсчета, и проекцией на эту плоскость его продольной оси. Курс отсчитывается от направления, принятого за начало отсчета, до продольной оси ВС по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

Истинный курс (ИК) – угол, заключенный между северным направлением истинного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

Магнитный курс (МК) – угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

Компасный курс (КК) – угол, заключенный между северным направлением компасного меридиана, проходящего через ВС, и продольной осью ВС.

 

                                             

 

Рис. 3. Курсы воздушного судна

 

МК = КК + (±Δ_к);                            КК = МК – (±Δ_к);

ИК = МК + (±Δ_м);                           МК = ИК – (±Δ_м);

ИК = КК + (±Δ_к) + (±Δ_м);                КК = ИК – (±Δ_м) – (±Δ_к);

ИК = КК + (±Δ);                              КК = ИК – (±Δ).

НАВИГАЦИОННЫЙ ТРЕУГОЛЬНИК СКОРОСТЕЙ И ЕГО ЭЛЕМЕНТЫ

ВС движется относительно воздушной массы с истинной воздушной скоростью (V), воздушная масса относительно земли - со скоростью ветра (U), а скорость перемещения ВС относительно земной поверхности (W) - является векторной суммой этих скоростей.

Навигационный треугольник скоростей (НТС) – векторный треугольник, образованный векторами истинной воздушной, путевой скоростей и вектором ветра (рис. 4). Конфигурация навигационного треугольника скоростей может быть различной. Ведь векторы V и U могут быть направлены в любую сторону. Навигационный треугольник скоростей отражает то, что вектора V и U складываются, образуя путевую скорость W как их сумму.

На рис. 4 направление векторов в НТС дано относительно магнитного меридиана, так как он в настоящее время имеет наибольшую значимость при выполнении полетов.

В НТС вектор  определяется курсом и истинной воздушной скоростью, вектор ветра – навигационным направлением и скоростью ветра, вектор – путевым углом и путевой скоростью.

 

 

Рис. 4. Навигационный треугольник скоростей и его элементы

 

Элементами НТС являются его стороны, углы между ними, а также углы, которые характеризуют направление сторон треугольника (векторов скоростей) относительно меридиана.

Магнитный курс (МК) – угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана и продольной осью ВС (вектором V).

Фактический магнитный путевой угол (ФМПУ) – угол, заключенный между северным направлением магнитного меридиана и линией фактического пути (вектором W). Его принято отсчитывать от северного направления магнитного меридиана до ЛФП по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

Угол ветра (УВ) – угол, заключенный между линией пути (вектором W) и направлением навигационного ветра (вектором ветра U). Его отсчитывают от линии пути до направления ветра по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

Курсовой угол ветра (КУВ) – угол, заключенный между продольной осью ВС (вектором V) и направлением навигационного ветра (вектором ветра U). Отсчитывают его от продольной оси ВС до направления навигационного ветра по ходу часовой стрелки от 0 до 360°.

Угол сноса (УС) – угол, заключенный между продольной осью ВС (вектором V) и линией пути (вектором W). Отсчитывают его от продольной оси ВС до линии пути вправо со знаком «плюс» и влево со знаком «минус». Угол сноса может быть расчетным и фактическим. Расчетный угол сноса (УС_р) отсчитывается до ЛЗП, а фактический угол сноса (УС_ф) до ЛФП.

Поскольку скорость ветра обычно меньше (а часто - в несколько раз меньше), чем скорость самолета, то абсолютная величина УС как правило невелика – единицы градусов. Лишь для тихоходных ВС или при очень сильном ветре УС может достигать 10-20°.

Элементы НТС находятся в определенной зависимости между собой:

  МК = ЗМПУ – (±УС);        УВ = δ ± 180° – ЗМПУ;

ФМПУ = МК + (±УС);          КУВ = УВ + (±УС);

  УС = ФМПУ – МК;               δ = ФМПУ + УВ ± 180°;

W = ОС + СВ = V cos УС + U cos УВ.

Углы сноса обычно небольшие, а косинусы малых углов близки к единице. Поэтому, приняв соsУС = 1, получим W ≈ V + U cosУВ.

Указанные выше зависимости используются для выполнения навигационных расчетов при подготовке к полету и при выполнении полетов.

НТС представляет собой обычный косоугольный треугольник (рис. 5) и может быть решен по теореме синусов:

sin УС/ U = sin УВ/ V = sin (180 – (УВ + УС))/ W.

По формуле приведения синусов получим sin(180 – (УВ + УС)) = sin(УВ + УС).

Следовательно, приведенные выше отношения можно записать в виде:

sin УС/ U = sin УВ/ V = sin (УВ + УС)/ W.

 

Рис. 5. Косоугольный треугольник скоростей

Эти отношения решаются с помощью НЛ. При этом необходимо помнить следующие правила:

- при УВ от 0 до 180° углы сноса положительные;

- при УВ от 180 до 360° углы сноса отрицательные;

- при УВ больше 180° на НЛ устанавливают значение, которым его дополняют до 360°, т.е. разность 360° – УВ;

- при УВ = 0°   W = V + U, а при УВ = 180°    W = V – U. Для других значений УВ путевую скорость отсчитывают на НЛ против суммы УВ + УС, при нахождении которой к УВ прибавляют абсолютное значение УС;

- при УВ 5 – 175° используют шкалу синусов, а при УВ 0.5 – 5° и 175 – 179.5° используют шкалу тангенсов.

 

 

Угол сноса для определения курса следования отсчитывают с точностью до 1°, а для точного определения W при УВ, близких к 0 и 180°, – с точностью до десятых долей градуса. В некоторых случаях для выполнения расчетов в уме можно использовать зависимость УС и W от УВ.

При этом для удобства УВ берут через каждые 30°:

УВ, ° …..   0;180    30(330); 150(210)           60(300); 120(240)        90;270

УС, ° …..      0              ±0.5 УС _max                      ±0.9 УС _max             УС _max

W, км/ч.. V _и ± U           V _и ± 0.9 U                        V _и ± 0.5 U                  V _и

Знание этих данных на память позволяет быстро и правильно определять в уме УС и W.

       Кроме этих параметров, необходимо знать еще угол α – угол, под которым ветер дует относительно ЛФП. Рассмотрим, как определяется угол α. Из рис. 6 видно, что tg α = АВ/ВС. В треугольнике ОАВ сторона АВ = VsinУС. Теперь определим, чему равен отрезок ВС = W – ОВ = W – VcosУС. Так как cosУС ≈ 1, то ВС = W – V = ΔU. Следовательно, tg α = (VsinУС)/ΔU.

 

 

Рис. 6. Угол α, используемый при определении направления ветра

Для решения этой формулы на НЛ приведем ее к виду

sinУС/ΔU = tg α/V.

Решая на НЛ это равенство, находим угол α, который принято измерять от 0 до ±90°. Угол α имеет тот же знак, что и УС.

 

Определив угол α, определяем на НЛ скорость ветра.

 

Направление ветра рассчитывают по формулам:

δ = ФМПУ – (±α);   δ = ФМПУ ± 180° + (±α).

Первой формулой пользуются, когда W < V, т.е. при встречно-боковом ветре, а второй формулой, когда W > V, т.е. при попутно-боковом ветре. Для правильного определения метеорологического направления ветра и его скорости следует помнить следующие правила:

- при попутном ветре (УС = 0, α =0); δ = ФМПУ ± 180°; U = W – V_и;

- при встречном ветре (УС = 0, α =0); δ = ФМПУ; U = V_и – W;

- при боковом ветре (W = V_и, α = ± 90°); δ = ФМПУ – (±90°);

- при встречно-боковом ветре (W<V_и); δ = ФМПУ – (±α);

- при попутно-боковом ветре (W>V_и); δ = ФМПУ± 180° + (±α).

        Максимальный угол сноса (УСmax) можно рассчитать с помощью НЛ.

 

БЕЗОПАСНЫЕ ВЫСОТЫ ПОЛЕТА

 

 

Рис. 7. Уровни начала отсчета высоты полета

Расчет безопасной высоты полета ниже нижнего (безопасного) эшелона:

где:  – установленное значение истинной высоты полета над наивысшим препятствием (запас высоты над препятствием) при полетах ниже нижнего эшелона по ПВП, ППП (100 м, 200 м, 300 м, 600 м);

 – значение абсолютной высоты наивысшей точки рельефа местности на участке маршрута (МВЛ) в пределах их ширины при полетах по ПВП, а при полетах по ППП – в полосе шириной 50 км (по 25 км в обе стороны от оси маршрута или МВЛ);

 – максимальное значение превышения препятствий (естественные и искусственные) над наивысшей точкой рельефа местности на участке маршрута (МВЛ) в пределах полосы учета ;

 – значение методической температурной поправки высотомера, которое учитывается при расчете на навигационной линейке или определяется по формуле согласно пункту 1 настоящей Методики, при условии, что  – температура воздуха у земли в точке минимального давления, а . .

Расчет нижнего (безопасного) эшелона полета:

,

где:  – установленное значение истинной высоты полета над наивысшим препятствием (запас высоты над препятствием) (600 м);

 – значение абсолютной высоты наивысшей точки рельефа местности над уровнем моря в пределах:

ширины маршрута (участка маршрута), ВТ при полете по ПВП;

полосы шириной 50 км (по 25 км от оси маршрута, ВТ) при полете по ППП;

 – максимальное значение превышения препятствий (естественные и искусственные) над наивысшей точкой рельефа местности в пределах полосы учета ;

 – значение минимального атмосферного давления по маршруту (участку маршрута), ВТ за пределами района аэродрома (аэроузла), приведенное к уровню моря и времени полета с учетом барометрической тенденции;

 – значение методической температурной поправки высотомера, которое учитывается при расчете на навигационной линейке или определяется по формуле согласно пункту 1 настоящей Методики, при условии, что  – температура воздуха у земли в наивысшей точке рельефа местности, а

. ,

ВИЗУАЛЬНАЯ ОРИЕНТИРОВКА

При ведении визуальной ориентировки пилот должен соблюдать следующие правила:

1. Вести счисление и прокладку пути, чтобы иметь возможность сличать карту с местностью в районе предполагаемого места ВС.

2. Перед сличением карты с местностью необходимо ориентировать ее по странам света, чтобы расположение ориентиров на карте было подобным расположению их на местности. Соблюдение этого правила способствует быстрейшему опознаванию ориентиров.

3. Ожидать появление ориентиров в пределах видимости, т.е. заранее знать, какой ориентир и с какого направления должен появиться. Соблюдая это правило, пилот будет иметь больше времени для опознавания появившегося в поле зрения ориентира.

4. Вначале следует опознавать крупные, наиболее характерные ориентиры, наблюдаемые в поле видимости, а затем переходить к опознаванию более мелких ориентиров вблизи ВС или под ним.

5. Опознавать ориентиры нужно не по одному, а по нескольким признакам, чтобы не перепутать ориентиры, похожие друг на друга.

При ведении визуальной ориентировки пилот должен соблюдать следующий порядок:

1. Определить на карте район вероятного местонахождения ВС прокладкой пути или с помощью технических средств навигации.

2. В пределах найденного района выбирают характерные ориентиры, которые могут быть легко опознаны при данных условиях полета.

3. Ориентировать карту по странам света.

4. Сличить карту с пролетаемой местностью в районе, полученном прокладкой пути или с помощью технических средств навигации.

Штилевая прокладка пути. Этот способ применяется при восстановлении ориентировки и обходе зон грозовой деятельности. Штилевую прокладку пути производят по истинным курсам, воздушной скорости и времени полета на каждом изломе курса с последующим учетом ветра. Для прокладки пути данным способом необходимо:

- определить истинные курсы для каждого излома пути: ИК = КК + (±Δ_к) + (±Δ_м);

- рассчитать по воздушной скорости и времени полета штилевые расстояния для каждого курса

S₁ = V _и t₁; S₂ = V _и t₂ и т. д.;

- отложить на карте от последней отметки места ВС линию первого ИК и на этой линии – штилевое расстояние, пройденное с данным курсом;

- от полученной точки отложить линию второго ИК и штилевое расстояние, пройденное на втором курсе;

- таким же образом проложить штилевой путь ВС на последующих изломах курса. Полученная конечная точка будет местом ВС без учета ветра (в штиль);

- для учета влияния ветра необходимо от полученной штилевой точки отложить истинное направление навигационного ветра и величину линейного относа ВС ветром за время полета от последней отметки места ВС до конца прокладки (рис. 8). Расстояние относа определяют по формуле S = Ut _общ.  Конец отложенного отрезка дает на карте место ВС с учетом ветра.

 

 

                                                          Рис. 8. Штилевая прокладка пути