Книга предназначена для курсантов-пилотов учебных авиационных организаций ДОСААФ, впервые пришедших в авиацию. Автор поставил себе целью просто и доходчиво изложить основные сведения из теории и практики самолетовождения с тем, чтобы дать будущим летчикам знания, необходимые для грамотного выполнения маршрутных полетов днем, в простых метеорологических условиях.
Основное внимание уделено рассмотрению основ теории и средств самолетовождения и практики самолетовождения.
В первом разделе книги изложены средства и способы, с помощью которых осуществляются маршрутные полеты и перелеты.
Во втором разделе рассмотрен порядок и комплекс действий летчика на земле в период подготовки к полету и применение средств и способов в воздухе для достижения целей маршрутного полета.
Содержание обоих разделов охватывает лишь общие средства самолетовождения, т. е. самолетовождение по компасу и земным ориентирам с одновременным использованием полетной карты.
Значительное место уделено навигационно-пилотажному оборудованию и безопасности полета, как важным вопросам, от которых зависит успех и безопасность маршрутных полетов и перелетов.
Радиотехнические средства самолетовождения освещены в ограниченном объеме. Кратко рассказано об использовании радиополукомпаса (РПК-10) для целей полета на приводную радиостанцию или ШPBC.
Учитывая подготовку читателей (9—10 классов), автор элементарно изложил только самые основные положения, имеющие практическое значение в самолетовождении.
Введение
Современный уровень развития самолетовождения позволяет уверенно выполнять полеты в любых по сложности метеорологических условиях, в различное время суток и над любой местностью.
Различные технические средства самолетовождения, имеющиеся в распоряжении летчика (экипажа), обеспечивают точное выполнение полета по заданным маршрутам, выход на цель в строго заданное время, преодоление неожиданных усложнений обстановки полета и безопасную посадку при плохой визуальной видимости.
К техническим средствам самолетовождения относятся как наземные радиотехнические и другие установки, так и самолетная аппаратура. Современные технические средства самолетовождения по принципу действия, характеру использования и условиям применения подразделяются на три основные группы.
Первая группа — общие средства самолетовождения. К ним относятся магнитные компасы, указатели скоростей, высотомеры, часы и другие приборы, устанавливаемые на каждом самолете и применяемые во всех условиях и на всех этапах любого полета. Эти приборы не требуют для своей работы ни средств земного обеспечения самолетовождения, ни видимости небесных светил.
Вторая группа — радиотехнические средства и системы самолетовождения, включающие как самолетные, так и наземные установки, совместное использование которых позволяет решить многие задачи самолетовождения в сложных условиях полета.
Третья группа — астрономические приборы: авиационные секстанты, астрокомпасы, хронометры и другие, при помощи которых на любых географических широтах можно с высокой точностью определить место самолета и направление полета по наблюдениям небесных светил без помощи каких-либо наземных средств.
Для того чтобы выполнять различные навигационные расчеты и измерения на картах, летчик (экипаж) самолета имеет в своем распоряжении штурманские счетно-измерительные инструменты: ветрочет, навигационную счетную и масштабную линейки, транспортир, а также расчетные пособия (графики, таблицы). Кроме того, для самолетовождения могут применяться различные светотехнические средства и ориентирные знаки — светомаяки, прожекторы, а также сигнальные (пиротехнические) средства — дымовые шашки, пирофакелы и другие.
Условия самолетовождения в настоящее время характеризуются большими скоростями и высотами полета, значительным радиусом действия самолетов, а также неизбежными изменениями метеорологических условий в воздухе, усложняющими работу экипажа в полете.
В условиях боевой деятельности авиации обстановка полетов часто меняется и требует быстрого принятия решения в полете об изменении маршрута, высоты, скорости и других элементов полета.
Поэтому для безопасного и успешного самолетовождения летчик должен изучить не только основы теории и средства самолетовождения, но и обладать необходимыми знаниями в области таких дисциплин, как авиационная метеорология, военная география, тактика, и особенно обладать практическими навыками в самолетовождении.
Раздел I
ОСНОВЫ ТЕОРИИ И СРЕДСТВА САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ
Глава 1
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ КАРТОГРАФИИ
Краткие сведения о форме и размерах Земли необходимы летчику для грамотной прокладки различных линий на полетных картах и для решения других задач, связанных с вождением самолетов.
Земля — одно из небесных тел, входящих в солнечную систему. Она представляет собой огромный шар, приплюснутый у полюсов. Самая северная точка земного шара называется северным полюсом и обозначается буквой
Земля вращается вокруг воображаемой земной оси, проходящей через ее центр, северный и южный полюсы (рис. 1).
Рис. 1.
За 24 часа, или за одни сутки, Земля поворачивается к солнцу то одной половиной, то другой, то восточным, то западным полушарием, отчего наступает смена времени суток — утро, день, вечер, ночь и опять утро.
Земля не только вращается вокруг своей оси, но и движется в то же время вокруг солнца со скоростью примерно 30 км/сек.
Движение Земли вокруг солнца осуществляется по эллиптической орбите (рис. 2).
Рис. 2.
Двигаясь по этому пути, Земля занимает относительно солнца различные места.
Так как Земля постоянно меняет свое место, то и солнечные лучи падают на различные части Земли не одинаково: одну часть года более прямо, другую часть более косо. В связи с этим в каждом году бывают холодные и теплые времена года, постепенно приходящие на смену одно другому. Это явление природы называют сменой времен года. Причина этих изменений заключается в том, что ось Земли наклонена к плоскости земной орбиты, но не меняет своего направления при обращении Земли около Солнца. На рис. 2 положение
Равным образом в течение многих суток, т. е. в течение многих оборотов Земли вокруг оси, южные полярные области остаются без освещения солнцем. В средних северных широтах при суточном вращении Земли каждая точка ее поверхности описывает большой путь под лучами солнца, т. е. день длиннее ночи. В южном же полушарии Земли солнечные лучи падают косо, с большим наклоном: дни короткие, ночи длинные (зима).
По принятому у нас исчислению год имеет 365 дней. На самом же деле этого времени недостаточно для того, чтобы Земля сделала полный оборот вокруг солнца: ей нужно для этого не 365 дней, а 365 дней 5 час. 48 мин. 46 сек., т. е. почти на 6 часов, или четвертую часть суток, больше. Таким образом, за четыре года набегает 24 часа, т. е. одни сутки, которые и составляют лишний 366-й день високосного года. Этот лишний день прибавляют к февралю один раз в четыре года.
Производя геодезические измерения в разных местах Земли, ученые убедились в том, что кривизна Земли у экватора больше, чем у полюсов. Это означает, что Земля не шар, она немного сжата у полюсов (рис. 3).
Рис. 3.
Сжатие Земли есть результат действия центробежной силы, развивающейся при вращении Земли вокруг своей оси. Таким образом, Земля по своей форме подходит к эллипсоиду, форма и величина которого определяется размерами ее полуосей
Для целей самолетовождения Земля принимается за шар. Длина окружности по меридиану земного шара определяется астрономическим путем, например по разности высоты Полярной звезды в двух пунктах, измеренных в один и тот же момент времени. Зная длину земного меридиана (40 008 км), делением ее на 2
Земной шар условно разделен экватором на северное и южное полушария. Большой круг, плоскость которого проходит через центр земного шара перпендикулярно к земной оси, называется
Рис. 4.
Параллельные земному экватору плоскости условно образуют на земном шаре малые круги, которые называются
Большой круг на земной поверхности, условно проходящий через точку севера (
Половина меридиана, проходящая непосредственно через какую-либо точку, называется меридианом данной точки.
Счет меридианов на земной поверхности ведется от условно принятого начального (нулевого) меридиана. Ранее в качестве начальных меридианов в различных странах были приняты Пулковский, Парижский и другие меридианы. В настоящее время на географических картах за начальный меридиан принят тот, который проходит через астрономическую обсерваторию в Гринвиче (Англия, близ Лондона) и называется Гринвичским меридианом (рис. 5).
Рис. 5.
Экватор и начальный меридиан служат основанием для отсчета географических координат —
Рис. 6.
Долгота отсчитывается от нулевого меридиана к востоку и к западу от 0° до 180°. Восточной долготе (
Рис. 7.
Долготу выражают также в единицах времени. Такое выражение основано на суточном вращении Земли. Полный оборот Земли на 360° происходит за сутки, т. е. через 24 часа каждый меридиан приходит в свое начальное положение. Таким образом, долгота во времени — это время поворота Земли вокруг оси на определенный угол. 24 часа соответствуют повороту Земли на 360°, 1 час — на 15°, 1 минута — на 15' и 1 сек. — на 15", или поворот на 1° происходит за 4 мин., а на 1" — за 4 сек. Например, долгота 30°0′ может быть выражена в единицах как 2 часа 2 мин. Поскольку Землю приняли за шар, объем которого равен объему земного эллипсоида, то длина дуги 1° меридиана может быть получена из соотношения
2π/360 = 2π·6371/360 = 111,18 км
Длина 1' дуги меридиана (морская миля) равна 1,852 км.
Длина 1' дуги действительного земного меридиана, эллиптического, есть величина переменная.
Длина 1' дуги экватора также равна одной миле. Длина же 1' дуги параллели равна 1 миле, умноженной на косинус широты места. Так, например, на широте 56° длина 1' параллели равна 0,55 мили (cos 56° = 0,55).
Направление на земной поверхности принято определять углом, составленным какой-либо линией с земным меридианом.
Измерение направления на видимый предмет с помощью оптических или визирных приборов называется
Рис. 8.
Линия
Угол, заключенный между северным направлением меридиана и линией, проведенной от места наблюдения на наблюдаемый предмет, называется
С помощью компаса можно определить азимут в следующем порядке:
— повернуть компас так, чтобы стрелка его устанавливалась на делениях шкалы 0—180. В этом положении стрелка компаса будет совпадать с географическим меридианом;
— визируя через центр вращения стрелки на ориентир, произвести отсчет азимута на шкале циферблата против воображаемой линии, соединяющей центр вращения стрелки с ориентиром (рис. 9).
Рис. 9.
Азимут (пеленг) определяют на карте или глобусе в следующем порядке:
— намечают точку
— намечают вторую точку
точки
— центр транспортира накладывают на точку
— по шкале транспортира отсчитывают пеленг (азимут) против линии, соединяющей точки
Рис. 10.
Если измеренный пеленг (азимут) с точки
Определение путевого угла с помощью транспортира производится в том же порядке, как и определение пеленга на карте или глобусе (рис. 11).
Рис. 11.
Так как меридианы между собой не параллельны, то путевой угол в разных точках линии будет неодинаков. Изменение путевого угла (ПУ) с изменением расстояния от точки его измерения в практике полетов учитывается, чем и обеспечивается движение самолета по линии заданного пути.
Глава 2
ПОЛЕТНЫЕ КАРТЫ
Полетные карты составлены на основании топографических знаков и измерений.
Топография — прикладная наука, подробно изучающая поверхность Земли (в геометрическом отношении), за исключением морей и океанов. Она исследует и применяет различные способы изображения земной поверхности на плоскости. Правильное изображение поверхности Земли можно получить только на глобусе. Однако мелкий масштаб, в котором обычно изготовляются глобусы, позволяет изобразить поверхность Земли лишь в общих чертах. Поэтому подробное изображение земной поверхности делается на плоскости — обычно на листах бумаги в виде плана или карты. Масштаб карты указывает величину (степень) уменьшения линейных размеров предметов земной поверхности при изображении их на карте.
Карты составляются в определенных проекциях.
В авиации, помимо обыкновенных карт, применяются специальные авиационные карты: маршрутно-полетные и бортовые карты — используются для полетов в желаемых направлениях и по определенным воздушным трассам; «магнитные карты» — дают представление о распределении на поверхности Земли элементов земного магнетизма.
Полетные карты дают возможность экипажу правильно осуществить полет, т. е. правильно выбирать и прокладывать маршрут полета, изучать его особенности и рельеф местности вдоль линии пути. Карта позволяет вести ориентировку в полете и исправлять направление полета в случае уклонения самолета от намеченного (заданного) пути.
По масштабам карты разделяются на крупномасштабные — масштаба от 1:200 000 (в 1 см — 2 км) и крупнее, среднемасштабные — масштаба от 1:200 000 до 1:1 000 000 (в 1 см — 10 км) и мелкомасштабные — масштаба мельче 1:1 000 000.
В различных родах авиации при выполнении задач в разнообразных условиях применяются карты следующих масштабов:
— для отыскания целей (объектов):
1:25 000 (250 м в 1 см)
1:50 000 (500» в 1»)
1:100 000 (1 км в 1»)
1:200 000 (2» в 1»)
— в качестве полетных карт:
1:200 000 (2 км в 1 см)
1:500 000 (5» в 1»)
1:1 000 000 (10» в 1»)
— в качестве бортовых карт и карт при использовании радиотехнических средств:
1:1 000 000 (10 км в 1 см)
1:2 000 000 (20» в 1»)
1:2 500 000 (25» в 1»)
Для удобства пользования картой топографические элементы местности изображают условными знаками и для наглядности их печатают разными красками. Например, карта масштаба 1: 1 000 000 печатается в четыре краски: железные дороги, контуры населенных пунктов, грунтовые дороги, границы областей — черной краской, вода — синей, горизонтали — коричневой, леса — зеленой.
Условные знаки подразделяются на контурные и масштабные. Контурные знаки применяются для обозначения предметов, выраженных в масштабе карты, например леса, болота, города, большие населенные пункты и т. д. Масштабные знаки применяются для изображения предметов, которые не могут быть выражены в масштабе карты, например ширина дороги, отдельно стоящий дом и т. д.
Карта масштаба 1:200 000 (в 1 см — 2 км). Размеры рамок: 40' по широте и 1° по долготе. Некоторые листы издаются сдвоенными, а в европейской части СССР — учетверенными, т. е. в одном листе четыре листа. На карте нанесены все населенные пункты и дороги, за исключением некоторых проселочных дорог. Рельеф дан в горизонталях сечением через 20 м.
Карта печатается в пять красок: контуры железных дорог — черной краской; прочие дороги, мосты, телеграфные и телефонные линии — красной; вода — синей; леса — зеленой; горизонтали — коричневой. На карте нанесены изогоны — линии равного магнитного склонения. Применяется в качестве карты цели и в некоторых случаях в качестве полетной карты, например для легкомоторной авиации и во время учебных полетов с курсантами.
Карта масштаба 1:500 000 (в 1 см — 5 км). Размер листов: 2° по широте и 3° по долготе.
Имеются сдвоенные листы (полетные карты), охватывающие район радиусом 200–250 км. Рельеф выражен горизонталями с сечением через 50 м, а в горных — через 100 м.
Карта печатается в одиннадцать красок. Черной краской изображаются пути сообщения — контуры железных дорог, улучшенные грунтовые дороги, грунтовые дороги, тропы и перелесья, пароходные рейсы, порты, пристани, маяки. Реки, каналы, озера и пересохшие реки изображаются синей краской. Болота с камышами изображаются синей краской, солончаки — красной, леса — зеленой, пески — коричневой. Города и населенные пункты изображаются черной краской.
Государственная граница, границы союзных республик, АССР, краевых областей изображаются черной краской. Границы заповедников, изогоны (линии магнитного склонения) изображаются красным цветом.
По содержанию карта довольно подробная и служит полетной картой для многих видов авиации.
Карта масштаба 1:1 000 000 (в 1 см — 10 км). Размер листов карты: 4° по широте и 6° по долготе. Сетка меридианов и параллелей дана через 1° (рис. 12).
Рис. 12.
На карте нанесены только наиболее важные населенные пункты и главные дороги. С некоторым обобщением даны лесные пространства и болота. Водные пространства отображены полно и подробно.
Рельеф дан в горизонталях. В равнинных местах горизонтали проведены через 50 м, а в гористых — через 100, 200 и 400 м, в зависимости от характера и крутизны скатов. На карте нанесены изогоны фиолетовым цветом.
Карта масштаба 1:1000 000 применяется в качестве полетной карты. В этом же масштабе издаются маршрутные карты главнейших авиатрасс СССР.
Карта масштаба 1:2 000 000 (в 1 см — 20 км). Сетка меридианов и параллелей на карте дана через 1°. Карта хорошо иллюминована. Изгоны на ней нанесены розовым цветом. Применяется в самолетовождении на дальние расстояния и для определения места самолета (МС) с помощью прокладки радиотехнических и астрономических линий положения. Кроме того, карты масштаба 1: 2 000 000 используются в качестве бортовых карт для транспортной авиации, которые хранятся на борту самолетов в специальных пакетах-сумках (рис. 13).
Рис. 13.
В практике самолетовождения бывают случаи, когда экипаж (или летчик) из-за сложных метеорологических условий в районе полета вынужден произвести посадку в другом районе за пределами полетной карты, находящейся у летчика. В этих случаях используется бортовая карта, с помощью которой осуществляется вывод самолета в указанный с земли по радио (или летчик принял решение самостоятельно) район для посадки, а также для восстановления потерянной ориентировки.
Кроме местных предметов, на карте изображаются неровности местности, называемые рельефом. Рельеф на полетных картах показывается горизонталями, которые печатаются обычно коричневой краской, а также штрихами, гипсометрией или отмывкой.
Рис. 14.
Способ штриховки заключается в изображении рельефа короткими черточками различной толщины, проводимыми по направлению наибольшей крутизны скатов. Чем больше крутизна ската, тем штрихи толще и меньше промежутки между ними; горизонтальные площадки не заштриховываются. Вершины гор указываются цифрами в метрах над уровнем моря.
Изображение рельефа гипсометрией состоит в том, что различные высоты покрывают красками различного тона в сочетании с горизонталями. Для определения высоты по тонам каждая краска, которой рельеф изображен гипсометрией, имеет специальную шкалу высот по тонам.
Способ отмывки заключается в том, что изображенный на карте рельеф покрывают тенью, которую сгущают в тех местах, где скаты круче, и дают светлый тон там, где скаты пологие.
Масштабом карты называется отношение длины линии, взятой на карте, к действительной длине той же линии на местности. Другими словами, масштаб карты есть степень уменьшения линий местности при изображении их на карте (рис. 15).
Рис. 15.
а — вид местности; б — изображение местности на карте масштаба 1:500 000
На картах масштаб дается в двух видах: численный и линейный.
Полезно запомнить следующее правило: если в знаменателе численного масштаба зачеркнуть два последних нуля, то оставшееся число покажет, сколько метров содержится в 1 см карты.
Рис. 16.
Для того чтобы определить на карте расстояние между какими-либо точками местности, пользуются численным масштабом. Надо измерить на карте расстояние в сантиметрах между двумя точками и помножить это расстояние на численный знаменатель масштаба.
На полетных картах измерение расстояния производится специальной масштабной навигационной линейкой, которая разградуирована для наиболее часто применяемых масштабов полетных карт (рис. 17).
Рис. 17.
Одна сторона масштабной линейки разградуирована для карт, имеющих масштабы 1:200 000, 1:500 000, 1:1 000 000. Другая (обратная) сторона масштабной линейки имеет градуировку для карт масштаба 1:2500 000 и десятиверстки. Длина прямой линии на картах (конической или поликонической проекции) получается при непосредственном приложении к этой линии масштабной линейки (рис. 18).
Рис. 18.
Длина ломаной линии получается суммированием длин прямолинейных участков.
Измерение расстояния на картах в цилиндрической проекции производят в минутах дуги с последующим переводом их в морские мили, а затем в километры.
Градусы дуги определяют по делениям градусной сетки, которые имеются на боковых рамках карты.
Для этого избранный отрезок на карте делят пополам и полученную точку проектируют на боковую рамку (рамку широты). Измеряют циркулем отрезок от центра до точки
Рис. 19.
Наибольшая точность измерения расстояний ломаных линий на карте достигается с помощью специального прибора —
Рис. 20.
Колесо курвиметра прокатывают вдоль измеряемых линий, искомую длину читают на соответствующей шкале прибора против стрелки.
Для того чтобы выполнить полет в заданном направлении, необходимо это направление определить путевым углом (ПУ). Путевым углом принято считать угол, заключенный между северной частью меридиана — пункта вылета (
Рис. 21.
Направление на карте измеряется при помощи транспортира. На снабжении авиации принят навигационный треугольник из прозрачного целлулоида — транспортир.
Для измерения азимута (ПУ) центр транспортира накладывают на точку, с которой измеряется направление, причем диаметр транспортира 0—180° располагают параллельно меридиану карты. Дуга транспортира должна быть обращена в сторону измеряемого направления. Искомый ПУ (азимут) отсчитывается по оцифровке транспортира от 0—180° по внешней шкале и от 180–360° по внутренней шкале. Найденный таким образом путевой угол называется заданным путевым углом (ЗПУ) (рис. 22).
Рис. 22.
Для измерения заданного путевого угла (ЗПУ) на карте проводят прямую, соединяющую заданные точки маршрута, затем накладывают транспортир на точку пересечения проведенной линии со средним меридианом (рис. 23). Искомый путевой угол (ЗПУ) отсчитывают по оцифровке транспортира.
При измерении путевого угла на карте цилиндрической проекции или при полете на короткие расстояния транспортир можно прикладывать к любому меридиану карты.
Рис. 23.
Место любой точки на земной поверхности может быть определено широтой и долготой — координатами. Например, требуется определить координаты на земной поверхности точки
Рис. 24.
Долгота точки
С помощью географических карт можно определить широту и долготу любой точки, находящейся на поверхности земного шара. Точность определения координат (широты и долготы) заданной точки будет зависеть от масштаба карт. Чем крупнее масштаб, тем точнее можно определить широту и долготу данной точки.
Определение широты и долготы на карте производится следующим образом. На рамке у каждого меридиана и параллели указаны их широты и долготы и имеются дополнительные деления в частях градуса. На картах в масштабе 1:1 000 000 и 1:500 000 эти деления даны через 5', а на карте в масштабе 1:20 000 000 — через 10'.
На карте находят точку
Рис. 25.
Расстояние
Рис. 26.
В нашем примере широта точки
Для определения долготы нужно измерить расстояние по параллели точки
Рис. 27.
Ввиду того что меридианы между собой не параллельны, с помощью линейки надо отложить от ближайшего меридиана по параллели точки
Рис. 28.
Нанесение на карту точек по заданным географическим координатам производится в обратном порядке. Приложив линейку к делению широты заданной точки, проводят карандашом линию, параллельную ближайшей параллели, затем прикладывают линейку к отсчету долготы заданной точки и проводят линию, параллельную ближайшему меридиану. Пересечение двух проложенных линий и определит заданную точку.
Отсчитанные широты и долготы обозначаются своими наименованиями, например северная широта — СШ или
Читать полетную карту — значит уметь охарактеризовать по условно-топографическим элементам, нанесенным на полетной карте, земную поверхность со всеми ее естественными и искусственными объектами.
Безошибочное чтение полетной карты и правильное использование ее в полете достигается:
— знанием на память всех условно-топографических знаков, нанесенных на полетной карте;
— умением находить объекты (ориентиры) на поверхности земли по изображению топографических обозначений на полетной карте или, наоборот, умением находить условно-топографические изображения на карте по обнаруженным объектам (ориентирам) над пролетаемой местностью;
— умением ориентировать объекты на местности и на карте относительно друг друга и по странам света.
При чтении полетной карты обращают внимание на следующие весьма важные вопросы, обеспечивающие надежность визуальной ориентировки и безопасность полета по маршруту;
— расположение (относительно заданного направления полета и стран света) линейных ориентиров: рек, железных и шоссейных дорог, береговой черты моря и т. д.;
— расположение и конфигурацию площадных ориентиров, городов, населенных пунктов, озер, отдельных лесных или кустарниковых массивов;
— расположение естественных и искусственных превышений местности относительно уровня аэродрома взлета и возможное изменение магнитного склонения на пути следования по маршруту.
Такое изучение (чтение) полетной карты дает возможность летчику пред ставить и запомнить систему ориентиров на местности, по которым можно успешно вести визуальную ориентиров ку и обеспечить безопасность в предстоящем полете по маршруту или перелете.
Приведем пример сокращенного чтения полетной карты масштаба 1:1 000 000 в полосе заданного маршрута Никольское-Татарбаево (рис. 29).
Рис. 29.
На карте превышение аэродрома взлета относительно уровня моря составляет 200 м. Село Никольское находится на правой стороне р. Чермасан. Следуя по заданному маршруту в 18 км от Никольского под углом 45°, пересекаем железную дорогу, затем отдельные и характерные по своим конфигурациям лесные массивы. Справа от заданной линии пути через населенные пункты Языкево, ст. Тукмаклы до районного центра Кушнаренково проходит улучшенная дорога, слева в 10–15 км — река Чермасан, впадающая в реку Белую.
После прохода характерного пункта — районного центра Кушнаренково — с правой и левой сторон наблюдаются характерные изгибы реки Белой с мелкими озерами. На расстоянии 20, потом 30, а затем 40 км от Кушнаренково идут три улучшенные шоссейные дороги, берущие свое начало от районного центра Бирск и идущие на юг от него. На участке Кушнаренково-Татарбаево поверхность земли изрезана сопками и оврагами, покрытыми отдельными площадями леса. После того как будет пройдена река Бир, в 28 км от нее расположен населенный пункт Татарбаево, который можно опознать по шоссейной дороге, проходящей через поселок Мишкино на Татарбаево.
Наибольшее превышение местности относительно уровня моря в районе Языково составляет 263 м. По мере приближения к Татарбаево магнитное склонение возрастает, но не превышает 1°.
Ортодромией называется кратчайшее расстояние (путь) на земной поверхности между двумя какими-нибудь пунктами
Рис. 30.
Она представляет собой кривую линию (дугу) и пересекает меридианы под разными углами.
Ортодромия изображается на картах выпуклостью к полюсам Земли (рис. 31).
Рис. 31.
Длина пути по ортодромии вычисляется по формуле
cos
где cos
Ортодромия на картах масштаба 1:1 000 000 и 1:500 000 на расстояниях до 1000 км практически изображается в виде прямой линии (рис. 32).
Рис. 32.
На картах полярной проекции ортодромия, независимо от расстояния между пунктами, изображается всегда прямой линией (рис. 33).
Рис. 33.
Прокладку ортодромии на карте и полет по ней, как правило, производят на расстояния больше чем 1500 км.
— намечают исходный пункт маршрута — точку
Рис. 34.
— определяют на карте долготу
— намечают долготу
— вычисляют по соответствующим формулам координаты (
На основании намеченных на карте долгот для определения промежуточных точек и вычисленных по формуле широт промежуточных точек наносят на карте полученные координаты промежуточных точек
Исходную точку
Локсодромией называется кривая линия между двумя какими-нибудь точками (пунктами
Своей выпуклостью локсодромия всегда обращена к экватору (рис. 35). Длина пути по локсодромии всегда больше, чем по ортодромии.
Рис. 35.
Когда полет происходит по меридиану или по экватору, то локсодромия совпадает с ортодромией.
На расстояниях между пунктами около 200–300 км локсодромия располагается на карте прямой линией (рис. 36).
Рис. 36.
При расстоянии между пунктами больше 300 км локсодромия на карте конической и поликонической проекций изображается кривой, обращенной выпуклостью к экватору (рис. 37).
Рис. 37.
Прокладка локсодромии на карте производится в следующем порядке:
— начальный
— измеряют по среднему меридиану заданный путевой угол (ЗПУ) или измеряют ПУ в начале и в конце маршрута и берут среднее арифметическое из них;
— прикладывают транспортир к меридиану начального пункта
Рис. 38.
— проставляют точку на карте против деления транспортира, которое соответствует измеренному заданному путевому углу (ЗПУ);
— соединяют прямой линией начальный пункт и отмеченную точку до пересечения с ближайшим меридианом;
— прикладывают центр транспортира к точке пересечения новой линии с меридианом, снова ставят точку на карте против деления заданного путевого угла и соединяют прямой со следующим меридианом.
Так же поступают в точках пересечения других новых линий с ближайшим меридианом.
При аккуратной работе получится кривая линия, соединяющая начальный и конечный пункты (самое большое уклонение получается в середине).
Затем линейкой измеряют длину пути по локсодромии (рис. 39).
Рис. 39.
Для этого измеряют длину отрезка локсодромии от исходного пункта
S = S1 + S2 + S3 и т. д.
В полетах на большие расстояния путь по ортодромии иногда сокращает расстояние на сотни километров.
Так, например, расстояние по ортодромии от Москвы до Нью-Йорка составляет 7492 км, а по локсодромии расстояние от Москвы до Нью-Йорка будет 8325 км, т. е. путь по локсодромии больше на 833 км (рис. 40).
Рис. 40.
Система деления картографического изображения территории на отдельные листы называется
Существует два типа разграфки: международная и прямоугольная. Каждому из этих типов разграфки соответствует своя номенклатура. Основными параметрами для международной разграфки служат листы карт масштаба 1:1 000 000. Краями изображения этого листа являются меридианы и параллели.
Размеры листа карты — 4° по широте и 6° по долготе. Для получения такого листа весь земной шар разбивают на пояса, имеющие буквенное наименование, и колонны, имеющие цифровое обозначение (рис. 41).
Рис. 41.
Для удобства пользования сборной картой международной разграфки карту делят на листы, охватывающие территорию нескольких стран или одной страны, в которых соблюдаются ряды и колонны в том виде, как они есть на карте разграфки всего земного шара.
Пояса на карте обозначаются буквами латинского алфавита от
Рис. 42.
Колонны нумеруются числовыми обозначениями от 1 до 60; начало счета колонн-меридианов — 180°. Лист карты имеет номенклатуру (например, для Москвы
Чтобы отыскать листы полетной карты масштаба 1:1 000 000, надо взять сборную карту международной разграфки. Например, для выполнения полета требуются карты района Ташкента. По сборной карте надо найти Ташкент, который находится в поясе, обозначенном буквой
Рис. 43.
Затем нужно отыскать лист карты, на котором в верхней части справа указана номенклатура листа
Подобным образом можно подобрать несколько карт для нужного маршрута (рис. 44).
Рис. 44.
Например, требуется подобрать листы полетных карт по маршруту Киев — Архангельск. Пользуясь рядами полос параллелей и колоннами меридианов в сборной карте международной разграфки территории Советского Союза, определяют номенклатуру каждого листа для указанного маршрута. По номенклатурным обозначениям не трудно выбрать нужные листы полетных карт в складе, где они хранятся.
Для полета по маршруту Киев — Архангельск потребуются следующие листы:
Рис. 45.
Карты более крупного масштаба получаются в результате деления листа карты масштаба 1:1 000 000 на части.
Каждый лист карты масштаба 1:500 000 представляет собой четвертую часть листа карты масштаба 1:1000 000. Каждая часть листа обозначается русскими буквами
Рис. 46.
Рис. 47.
Листы карт в масштабе 1:200 000 представляют одну тридцатьшестую часть листа карты 1:1 000000 (рис. 48),
Рис. 48.
Каждый лист этой карты обозначается латинской буквой и двумя цифрами — арабской и римской, например
Рис. 49.
Для европейской территории СССР такие листы делаются учетверенными.
При прямоугольной разграфке применяется простая номенклатура, при которой каждый лист карты обозначается либо цифрой, либо каким-нибудь другим образом. Например, такую разграфку и номенклатуру имеет бортовая карта масштаба 1:2 000 000 (в 1 см — 20 км).
В сложной и быстро меняющейся обстановке полета летчик, если с ним нет штурмана, не имеет времени и возможности произвести то или иное измерение на карте при помощи транспортира и масштабной линейки. В таких случаях особое значение для летчика имеют штурманский глазомер и приближенный расчет в уме.
Для овладения хорошим штурманским глазомером необходима систематическая тренировка самого летчика в определении направления и расстояния на карте. При совершенном штурманском глазомере определение направлений на карте может быть достигнуто с точностью до 3–5°, а расстояний на карте — с точностью до 5–8 % от измеренного расстояния.
Определение направлений на карте. Тренировку в измерении направления целесообразно проводить в следующем порядке. На чистом листе бумаги чертят линию меридиана, прочерчивают линию, перпендикулярную линии
Рис. 50
Затем откладывают на глаз направления в 45°, 135°, 225°, 315°. Для этого прямые углы (0—90°, 90—180°, 180–270° и 270–360°) надо разделить пополам и отметить точками, соединив их пунктирной линией с центром пересечения линий 0—180°, 90—270° (рис. 51).
Рис. 51.
С помощью транспортира проверяют правильность измеренного направления на глаз. Тренироваться надо до тех пор, пока не будет достигнута точность измерения в пределах 3–5°.
После того как будут приобретены навыки в точном определении восьми направлений (0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и 315°), следует перейти к определению более мелких промежуточных углов. Путем деления углов 0—45°, 45–90°, 90—135°, 135–180°, 180–225°, 225–270°, 270–315° и 315–360° надо научиться определять углы в 15°, 10°, 5° и меньшие углы.
Возьмем такой пример. Точка
Рис. 52.
В таких случаях следует разделить угол 135–180° пополам и затем определить направление на точку
Когда точность определения направления на листе бумаги будет доведена до 3–5°, следует перейти к тренировке в откладывании заданного направления на полетной карте.
Глазомерное определение направления на карте ничем не отличается от измерения путевого угла на листе бумаги в том случае, если точка, от которой определяется направление, совпадает с меридианом карты.
Несколько труднее определять направление на карте с точки, которая не совпадает с меридианом карты. В этом случае тренировку в определении заданного направления следует проводить примерно в таком порядке. Мысленно передвинуть ближайший меридиан на точку, с которой предлагается глазомерно измерить направление, например на пункт Новотулка. Перпендикулярно меридиану через этот пункт провести линию запад — восток. Затем способом деления углов пополам определить направление на требуемый пункт (Ивантеевка).
Из рис. 53 видно, что вначале угол 90—180° надо разделить пополам, в результате чего получается направление с пункта Новотулка, равное 135°, и воображаемая линия будет направлена в точку
Рис. 53.
Из рис. 53 видно, что Ивантеевка, на которую следует определить направление с пункта Новотулка, не совпадает ни с направлением 135°, ни с направлением 157°. Тогда надо разделить этот угол пополам и примерно определить глазомерно направление с пункта Новотулка на Ивантеевку, равное 150°.
В таком порядке следует проводить тренировку в глазомерном измерении на карте, после чего достигнутую точность следует проверять с помощью транспортира.
Определение расстояний на карте необходимо начинать с откладывания отрезков на чистом листе бумаги в масштабе в 1 см — 5 км и 10 км. Откладываемые отрезки на глаз в соответствии с избранным масштабом необходимо практиковать длиной в 5, 10, 20, 50 и 100 км (рис. 54). Отрезки нужной длины желательно откладывать как в горизонтальном, так и в вертикальном положении и под различными углами.
Рис. 54.
Точность глазомерного определения расстояний необходимо проверять масштабной линейкой. После того как точность измерения расстояния глазомерной прокладкой будет достигнута 5–8 % от измеряемого расстояния, следует продолжать тренировку в глазомерном измерении расстояний на карте.
Вначале на карте надо произвести несколько глазомерных откладываний отрезков длиной в 5, 10, 20, 50 и 100 км в различных направлениях. После этого приступить к тренировке в измерении расстояний на глаз между отдельными пунктами на карте, начиная с небольших расстояний и кончая расстояниями в 300–400 км.
Глава 3
КУРС САМОЛЕТА И КОМПАС
Многочисленными исследованиями установлено, что земной шар представляет собой огромных размеров магнит, имеющий, как и всякий магнит, два полюса: северный магнитный полюс и южный магнитный полюс. Магнитные силовые линии земного шара, выходя из северного магнитного полюса, входят в южный, образуя вокруг Земли магнитное поле.
Действия магнитного поля земного шара легко определяются с помощью свободно подвешенной магнитной стрелки. Если такую стрелку подвесить на нити, то она одним своим концом будет показывать всегда на север, а противоположным — на юг. Тот конец магнитной стрелки, который располагается в направлении на север, принято называть северным, а противоположный — южным (рис. 55).
Рис. 55.
Северный магнитный полюс Земли обладает южным магнетизмом, а южный магнитный полюс обладает северным магнетизмом, поэтому магнитная стрелка поворачивается в сторону северного магнитного полюса северным магнитным концом. Северный магнитный полюс находится в точке, широта которой 70°5′30″ и долгота 9б°45'3" (п-ов Бутия, Канада).
Южный магнитный полюс Земли расположен под 76°6′ южной широты и 154°8′ восточной долготы, в Антарктиде, южнее Австралии (рис. 56).
Рис. 56.
Направление, в котором всегда устанавливается продольная ось свободно подвешенной магнитной стрелки, находящейся под действием силы земного магнетизма, называется
Сила магнитного поля в различных точках земного шара характеризуется определенной интенсивностью. На экваторе оно имеет минимальную величину, а на полюсах достигает максимума.
Из сказанного видно, что магнитные полюсы не совпадают с географическими, а следовательно, и географические меридианы не совпадают с магнитными меридианами (рис. 57).
Рис. 57.
Направление свободно подвешенной магнитной стрелки показывает направление магнитного меридиана данного места. Угол, составленный магнитным меридианом и географическим меридианом, называется
Склонение может быть восточным и западным, в зависимости от того, куда отклоняется северный полюс магнитной стрелки — к востоку или к западу от географического меридиана. Восточное склонение условились считать положительным (знак +), а западное — отрицательным (знак —) (рис. 58).
Рис. 58.
Магнитное склонение может достигнуть большой величины, поэтому при пользовании магнитным компасом во время определения курса самолета его необходимо учитывать. Магнитное склонение в различных точках поверхности земного шара по величине и знаку различно вследствие того, что магнитные полюсы не совпадают с географическими полюсами.
Магнитные полюсы находятся не на поверхности земли, а на некоторой глубине земного шара, поэтому имеется наличие так называемого магнитного наклонения, обозначаемого
Доказательством того, что наклонение действует в вертикальной плоскости на магнитную стрелку, является следующее. Если взять магнитную стрелку с горизонтальной осью вращения и перемещать ее к северному полюсу, то магнитная стрелка не будет оставаться горизонтальной: ее северный конец будет наклоняться вниз, южный подниматься вверх. Это свидетельствует о том, что напряжение магнитного поля земли направлено не по горизонту, а под некоторым углом к нему. Тот угол, который образует магнитная стрелка с горизонтальной плоскостью, называется
Рис. 59.
Угол магнитного наклонения увеличивается по мере приближения к полюсам, на которых он равен 90°. В средних широтах СССР угол магнитного наклонения приблизительно равен 70°. Для уничтожения этого наклона южный конец стрелки в компасах делают более тяжелым.
Магнитное склонение определяют по специальной карте магнитного склонения — «карты изогон» (рис. 60).
Рис. 60.
На карте магнитного склонения проведены линии, которые соединяют точки на земной поверхности, имеющие одинаковое магнитное склонение. Линии магнитного склонения называются
Кроме годового изменения магнитного склонения, наблюдается еще суточное изменение магнитного склонения и резкие часовые изменения, которые называются
На магнитных картах, кроме изогон, указываются магнитные аномалии, т. е. районы с резкими и значительными изменениями магнитного склонения, например так называемая курская аномалия.
Пользуясь картой магнитного склонения, можно определить величину магнитного склонения в интересующих нас районах полета. Так, при выполнении маршрутного полета Свердловск — Владивосток летчику придется учитывать в районе Свердловска склонение, равное +15°, по мере приближения к району Новосибирска магнитное склонение убывает, и, не долетая до Новосибирска, летчик пересечет изогону с магнитным склонением, равным +10°. В районе озера Байкал самолет пересечет изогону с магнитным склонением 0°, а по мере приближения к району Владивостока магнитное склонение будет возрастать, но уже с отрицательным знаком. Во Владивостоке магнитное склонение будет равно примерно —10°.
Для удобства пользования и учета магнитного склонения в полете, как правило, на полетных картах наносятся магнитные изогоны через 1° (на карте масштаба 1:1 000 000).
Рис. 61.
Курс отсчитывается в градусах от северного направления меридиана по часовой стрелке до продольной оси самолета от 0 до 360°. В зависимости от того, от какого меридиана происходит отсчет, курс может быть истинным или магнитным.
Рис. 62.
Истинный курс отличается от магнитного на величину магнитного склонения Δ
Рис. 63.
Для перехода от истинного курса к магнитному необходимо из истинного курса алгебраически вычесть величину магнитного склонения:
МК = ИК — (±ΔМ).
Например, если
Для перехода от магнитного курса к истинному необходимо к магнитному курсу алгебраически прибавить магнитное склонение:
ИК = МК + (±ΔМ).
Так, если
Магнитный курс, как видно из приведенных формул, можно рассчитать при условии двух известных величин: истинного курса (
Истинный курс определяется на полетной карте путем измерения угла между северной частью географического меридиана и заданной линией пути.
Измерение
Рис. 64.
Величина магнитного склонения определяется на полетной карте по изогонам в районе выполняемого полета или же предварительно по карте магнитного склонения. По мере движения самолета в районы с другим магнитным склонением производится перерасчет МК с учетом изменившегося магнитного склонения. На схеме рис. 65 показано движение самолета в сторону увеличивающегося магнитного склонения.
Рис. 65.
Если вблизи компаса нет никаких ферромагнитных масс: железа, стали и сплавов, способных намагничиваться, то направление магнитной стрелки компаса будет совпадать с направлением магнитного меридиана, т. е. магнитная стрелка компаса не будет отклоняться от магнитного меридиана (рис. 66).
Рис. 66.
Если же поблизости магнитного компаса находятся ферромагнитные массы, то магнитное поле земли искажается и приводит к отклонению стрелки компаса на некоторый угол от магнитного меридиана. Угол этот называется
Если поставить компас на самолет, то на магнитную стрелку компаса, кроме земного магнетизма, будут влиять магнитное и электрическое поля самолета, вследствие чего она отклоняется от направления магнитного меридиана к востоку или к западу. Если северный конец стрелки компаса отклонен к востоку от магнитного меридиана, девиация имеет знак плюс (+), если к западу, то знак минус (—) (рис. 67).
Рис. 67.
Насколько серьезно влияет девиация на точность показаний компаса, видно из того, что на современных самолетах девиация компасов может достигать, если ее не уменьшать, 50°. Девиация на различных курсах самолета может быть не одинакова по величине и по знаку и зависит от расположения и свойств металлических частей самолета.
Девиация компаса на самолете определяется сравнением показания компаса с магнитным курсом самолета. Магнитный курс самолета на земле определяется с помощью
Рис. 68.
Девиация определяется по правилу ДК = МК — КК.
Пример 1.
Пример 2.
Во избежание больших величин девиации, которые могут быть на некоторых курсах, девиация уменьшается с помощью специальных магнитов, установленных на компасе. Уменьшение девиации магнитами производится на четырех основных курсах: 0°, 180°, 90°, 270°. После этого определяются величина и знак девиации на восьми магнитных курсах: 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° и 315°.
Для учета девиации компаса в полете составляется график девиации, который должен быть в кабине самолета для каждого компаса (рис. 69).
Рис. 69.
При наличии графика девиации и магнитного склонения можно произвести определения компасного курса (
Рис. 70.
Компасный курс самолета рассчитывается по формуле
КК = МК — (±ΔК).
Магнитный курс самолета рассчитывается по формуле
МК = КК + (±ΔК).
Истинный курс самолета рассчитывается по формуле
ИК = КК + (±ΔК) + (±ΔМ)
Перевод курсов, т. е. учет магнитного склонения и девиации, производится по общему правилу, которое применимо для учета всех поправок.
При расчете истинной величины (идешь от прибора)
МК = КК + (±ΔК) + (±ΔМ) знак поправки не меняется (алгебраическое сложение).
При расчете приборной величины (идешь к прибору)
КК = ИК — (±ΔК) — (±ΔМ) знак поправки надо изменять на обратный (алгебраическое вычитание).
Пример 1.
Пример 2.
Пример 3.
Пример 4.
При полете необходимы измерения различных величин, без знания которых полет на самолете невозможен. К таким величинам относятся: направление полета, высота, скорость, время, а также величины, характеризующие работу двигателя, и др. Все эти величины измеряются с помощью специальных самолетных приборов, называемых навигационно-пилотажными. К ним относятся:
1. Компасы, указывающие курс самолета, т. е. направление полета относительно стран света.
2. Высотомеры, показывающие высоту полета.
3. Указатели воздушной скорости (УВС), показывающие скорость полета относительно воздушной среды.
4. Вариометр — указатель скорости подъема и спуска самолета.
5. Самолетные часы, служащие для контроля времени полета и определения момента пролета над контрольными ориентирами.
6. Термометр, определяющий температуру воздуха, окружающего самолет, знание которой необходимо при внесении поправок в показания приборов и для характеристики окружающей атмосферы (определение возможности обледенения) и т. п.
7. Прибор гироскопической группы: указатель поворота и скольжения, который облегчает работу летчика в воздухе и позволяет совершать полет вне видимости земли.
Ниже дается описание, принцип работы, устройство и пользование основными пилотажно-навигационными приборами.
Одной из основных задач самолетовождения является выдерживание заданного направления полета и вывод самолета в заданные пункты маршрута.
Для этого на самолете имеется прибор, указывающий направление полета самолета. Таким прибором является магнитный компас, который предназначен для определения и сохранения курса самолета.
Принцип действия магнитного компаса основан на свойстве свободной магнитной стрелки, удаленной от металлических предметов, устанавливаться всегда в плоскости магнитного меридиана.
Компас КИ-11 является путевым компасом и предназначен для установки на приборной доске в кабине летчика (рис. 71).
Рис. 71.
Компас КИ-11 состоит из корпуса, разделенного на две части (уводящей камеры и котелка); картушки компаса поплавкового типа, к которой прикреплена латунная шкала с делениями; двух регулировочных винтов девиационного прибора и гнезда, закрытого пробкой, в котором помещается лампочка для освещения шкалы компаса.
Основной частью КИ-11 является картушка, имеющая два цилиндрических магнита и шкалу компаса. При помощи держателей магниты припаяны к поплавку. Магниты параллельны между собой и симметричны по отношению к шпильке, проходящей через центр поплавка (рис. 72).
Рис. 72.
Шпилька является центром вращения картушки. В поплавке впаяна втулка, в которую запрессована шпилька. Шпилька опирается на топку, изготовленную из твердого камня — агата. Топка в верхней своей части проточена по радиусу, поэтому картушка может свободно поворачиваться вокруг своей оси при крене компаса до 17°.
Вес картушки в жидкости передается на пружину и уравновешивается упругостью последней.
Шкала (лимб) картушки прикреплена к поплавку и отградуирована через каждые 5°. Оцифровка сделана через каждые 30°.
Главные курсы обозначены буквами
С передней стороны картушки на внутренней стенке котелка укреплена курсовая черта
Рис. 73.
1 — котелок; 2 — пробка заливного отверстия; 3 — корпус девиационного прибора; 4 — уводящая камера; 5 — поплавок; 6 — шпильки; 7 — топка; 8 — лимб; 9 — курсовая черта; 10 — стекло; 11 — электролампочка; 12 — кольцо крепления стекла; 13 — декоративное кольцо; 14 — амортизационная пружина; 15 — штепсель; 16 — прокладка
С передней стороны прибор закрыт стеклом
В верхней части котелка имеется компенсационная (уводящая) камера
Рис. 74.
Выше стекла прибора имеется отверстие с резьбой для патрона лампочки. Лампочка
Магниты картушки компаса, так же как и свободно подвешенная магнитная стрелка, стремятся стать своими продольными осями вдоль магнитного меридиана, причем северный конец магнитов направляется в сторону северного магнитного полюса.
Картушка компаса, будучи отклонена какими-либо внешними силами от направления магнитного меридиана, по прекращении действия этих сил будет стремиться под влиянием магнитных сил снова возвратиться к прежнему направлению.
Если картушка была отклонена от меридиана на значительный угол, то, возвращаясь к меридиану, она пройдет через свое первоначальное положение и отклонится в противоположную сторону от меридиана. В течение некоторого времени, называемого периодом успокоения, картушка будет колебаться около своего первоначального положения, из которого она была выведена. При этом на картушку будут действовать следующие моменты сил:
— вращающий момент магнитных сил;
— момент силы инерции картушки;
— момент силы сопротивления жидкости;
— момент силы трения шпильки о топку.
Под действием момента сопротивления жидкости отклонение картушки от плоскости магнитного меридиана уменьшается. В то же время при повороте компаса жидкость (лигроин) увлекается вместе с ним и увлекает за собой картушку компаса. Это явление нежелательно, так как при поворотах самолета на новый курс пользование компасом становится затруднительным и даже по окончании поворота картушка сразу не устанавливается на действительный курс, колеблясь в течение некоторого времени.
Физическое явление увлечения картушки компаса состоит в том, что котелок компаса жестко связан с самолетом и при поворотах самолета вращается со скоростью его поворота. Частицы компасной жидкости увлекаются стенками котелка. Движущиеся частицы компасной жидкости, непосредственно соприкасающиеся с поверхностью картушки, увлекают ее в сторону вращения самолета, что и приводит к отклонению картушки от плоскости магнитного меридиана.
Из сказанного видно, что увлечение картушки КИ-11 зависит от скорости поворота самолета относительно вертикальной оси. При плавных поворотах самолета картушка компаса более устойчива, поэтому значительно легче производить отсчеты показания компаса после разворота и установки самолета на заданный курс. При высокой окружающей температуре жидкость в котелке расширяется и избыток ее поглощается компенсационной камерой.
В процессе работы характеристики магнитного компаса могут изменяться. Причинами их изменения являются:
— ослабление магнитных свойств картушки и девиационного прибора;
— притупление шпильки;
— изменение свойства заливаемой в котелок жидкости.
Следовательно, точность показания компаса с течением времени уменьшается и прибор становится непригодным к эксплуатации. Для определения пригодности компасов их периодически проверяют на застой, на время успокоения и на максимальный эффект девиационного прибора.
При проверке необходимо руководствоваться следующими техническими допусками. Застой картушки при отклонении ее магнитом от меридиана на 5° не должен превышать 1° от показания курса, который был до отклонения картушки компаса магнитом (рис. 75).
Время отхода картушки (полного успокоения), отклоненной на 90° от меридиана, возвращение к исходному положению не должно превышать 4 сек. При температуре —60 °C в компасе не должно быть видимого пузыря жидкости при крене.
Рис. 75.
При установке компаса на самолете необходимо учитывать следующие требования:
— установка компаса должна быть достаточно жесткой и не допускать вибрации его;
— компас нужно устанавливать дальше от постоянных и особенно от переменных магнитных полей;
— установка компаса должна обеспечивать легкий доступ к девиационному прибору;
— курсовая черта компаса должна находиться в плоскости симметрии самолета или быть ей параллельной;
— компас должен устанавливаться перед глазами летчика для удобства отсчета показаний компаса;
— крепится компас медными болтами или шурупами.
Предполетный осмотр компаса имеет целью внешне определить пригодность компаса к эксплуатации. При осмотре компаса следует обратить внимание на:
— прочность крепления к приборной доске компаса;
— прозрачность и чистоту лигроина и отсутствие течи котелка;
— отсутствие пузырьков в жидкости;
— чистоту компаса, стекла;
— исправность электроосвещения компаса;
— исправность (отсутствие большого наклонения) картушки компаса.
Регулировочные винты девиационного прибора должны быть запломбированы (заклеены белой бумагой с подписью отвечающего за исправность компаса) (рис. 76).
Рис. 76.
Во избежание ошибок отсчета показания компаса после разворота самолета отсчет следует производить, когда прекратится движение жидкости в котелке, а картушка вернется в нормальное положение.
Один отсчет, произведенный по компасу, не дает возможности определить точного курса самолета. Поэтому при маршрутных полетах следует определять среднее значение курса самолета. Средний курс определяют отсчетами показаний компаса через определенный промежуток времени. Отсчет показаний компаса производится против курсовой черты.
Отклонение головы летчика от плоскости курсовой черты приведет к погрешностям в отсчете показания компаса. При отсчете курса направление глаза должно совпадать с мысленной линией, проходящей через пробку лампочки освещения компаса и курсовую черту прибора (рис. 77).
Рис. 77.
Определение показания (отсчета) компаса следует начинать с цифровых обозначений, т. е. определить, между какими оцифровками проходит курсовая черта; затем надо определить десятки градусов и единиц градусов. Оцифровку и деление лимба надо запомнить (рис. 78, 79).
Рис. 78.
Рис. 79.
а — курсовая черта находится между 30 и 60° и покалывает больше 50°; отсчет курса — 55°; б — курсовая черта находится между 120 и 150° и показывает больше 140°; отсчет курса — 147°
Перед тем как установить самолет на заданный курс, надо приближенно определить направление разворота и примерный угол, на который следует развернуть самолет относительно выдерживаемого курса следования. Только после этого приступить к выполнению заданного разворота на новый курс следования, наблюдая за показанием компаса.
Следует учитывать и то обстоятельство, что при разворотах самолета на курсах, близких к северному и южному курсам, возникающие при этом центробежные силы действуют на картушку компаса и уводят ее от нормального положения, т. е. от направления магнитного (компасного) меридиана.
Для того чтобы взять желаемый курс (на курсах, близких к северному, без последующих доворотов), самолет следует не доворачивать на угол крена до заданного курса и на южном курсе выводить самолет из разворота, когда показание компаса перейдет через заданный курс на величину крена самолета (рис. 80).
Рис. 80.
При прямолинейном горизонтальном полете пользование магнитным компасом сопряжено с рядом трудностей, так как самолет совершает непрерывные колебания вокруг своих осей. Колебания самолета вызывают дополнительные погрешности компаса, которые выражаются в незатухающих колебаниях, а иногда и уводе магнитной системы в сторону от компасного меридиана. При неблагоприятных атмосферных условиях — болтанке — колебания самолета могут достигнуть 10–15° и более, что затрудняет его пилотирование. В таких случаях избирают какой-либо отдельный ориентир и ведут самолет на этот ориентир. Изредка смотрят на компас и проверяют правильность курса.
Выдерживание летчиком курса, направленного на удаленный ориентир, удерживает самолет на среднем курсе, равном заданному курсу следования на маршруте. В случае невозможности вести самолет на маршруте по удаленным ориентирам из-за ограниченной видимости его ведут по компасу в сочетании с показаниями указателя поворота и скольжения. Этот способ выдерживания курса также обеспечивает точность, и она тем выше, чем лучше летчик освоил практические навыки пилотирования самолета по приборам.
Глава 4
ВЫСОТА ПОЛЕТА И ВЫСОТОМЕР
Атмосферный воздух всем своим весом оказывает давление на землю. Атмосферное давление можно измерять простейшим прибором — стеклянной трубкой, наполненной ртутью. Эта трубка представляет собой V-образную форму с запаянным сверху длинным коленом и открытым коротким коленом (рис. 81). Внутри запаянного колена нет воздуха (Торичеллиева пустота).
Рис. 81.
На рис. 81 показано, что тяжелая ртуть не выливается из трубки. Какая-то сила давит на ртуть в открытом колене трубки и удерживает высокий столб ртути. Эта сила называется
За меру атмосферного давления принимают высоту столба ртути в миллиметрах. Нормальным атмосферным давлением условно принято считать давление в 760 мм рт. ст. Давление воздуха, уравновешиваемое столбом ртути в 760 мм при температуре +15 °C и плотности воздуха, равной 1,225 кг/м3, будет составлять 1033 г/см2. Это давление называется еще давлением в 1 физическую атмосферу нормального дня (стандартной атмосферой).
По мере увеличения высоты давление и плотность атмосферы уменьшаются. Давление с высотой понижается неравномерно. На высотах до 4000 м подъем на каждые 100 м высоты соответствует уменьшению давления на 7–9 мм рт. ст. В практике принято считать, что при изменении высоты на каждые 100 м давление изменяется на 10 мм рт. ст. У земли давление атмосферы приблизительно равно 760 мм рт. ст., на высоте 11 км, у нижней границы стратосферы, оно будет около 170 мм рт. ст. На высоте 3000 м давление атмосферы равно 526 мм рт. ст. (рис. 82). Давление атмосферы зависит не только от высоты, но и от температуры воздуха. В холодном воздухе убывание давления с высотой будет проходить быстрее, чем в теплом.
Рис. 82.
Температура является очень важной характеристикой атмосферы. От температуры в значительной степени зависит плотность воздуха. По давлению и температуре воздуха в данном месте можно всегда определить и плотность.
С увеличением температуры воздух расширяется, становится более легким и поднимается вверх, плотность его уменьшается; при понижении температуры плотность воздуха увеличивается. Температура в атмосфере распределяется неравномерно из-за того, что земля неравномерно нагревается солнцем. Воздух, находящийся над более нагретыми участками земли, окажется более нагретым и более легким.
Температура в атмосфере не одинакова, претерпевает часто быстрые изменения, поэтому атмосфера находится всегда в движении.
Существует определенная закономерность понижения температуры воздуха с высотой. В теплое время года летом в насыщенном воздухе содержится больше пара, чем зимой. При охлаждении пара происходит более обильная конденсация и выделяется большое количество тепла. В результате поднимающийся воздух охлаждается не так сильно, как зимой. По этой причине в теплое время года вертикальный температурный градиент равен 0,6° на 100 м, а в холодное время — около 0,4° на 100 м. Эти цифры обычно и берутся для приближенных расчетов при определении температуры на высотах. На высоте около 11 км падение температуры прекращается и она (зимой и летом) равна 55–60 °C ниже нуля.
Плотность атмосферы является очень важным фактором для полета самолета. От нее зависят скорость самолета и мощность двигателя.
Плотность атмосферы зависит от давления и от температуры. При сохранении давления постоянным плотность атмосферы все же будет изменяться, если изменяется температура атмосферы.
При полетах на большие расстояния определяют режим полета по плотности атмосферы, а также наивыгоднейшую высоту полета по специальным графикам.
Для правильного пилотирования и для решения ряда задач самолетовождения необходимо знать высоту полета самолета. Так, например, чтобы избежать при полете возможного столкновения с различными естественными и искусственными препятствиями на земной поверхности или правильно произвести посадку самолета на аэродром, нужно в каждый данный момент знать высоту полета и высоту препятствий в районе полета.
Из сказанного следует, что самолет должен быть оборудован прибором, с помощью которого можно в любое время определить расстояние между самолетом и земной поверхностью по вертикали, т. е. высоту полета.
В зависимости от точки, относительно которой производится измерение, различают:
— абсолютную высоту — высоту относительно уровня моря; эта высота не зависит от рельефа местности, над которой пролетает самолет;
— относительную высоту — высоту относительно аэродрома взлета;
— истинную высоту — высоту над пролетаемой местностью; эта высота зависит от рельефа местности, над которой совершают полет (рис. 83).
Основным средством определения высоты полета является барометрический высотомер, основанный на измерении атмосферного давления, которое, как известно, не остается постоянным, а убывает по определенному закону.
Рис. 83.
Барометрические высотомеры построены на принципе измерения статического давления (давление воздуха, окружающего самолет). Метод барометрического измерения высоты основан на законе падения давления воздуха с увеличением высоты.
Чувствительным упругим элементом высотомера, реагирующим на изменения статического давления воздуха, являются металлические мембраны — анероидные коробки (рис. 84). Они представляют собой герметичное соединение обычно двух мембран в коробке.
Рис. 84.
Для уменьшения влияния изменения температуры на точность работы упругого элемента из внутренней полости коробки воздух откачан.
Остаточное давление воздуха в коробках обычно доводится до 0,1–0,3 мм рт. ст., что вполне обеспечивает необходимую точность работы высотомера.
Чувствительным упругим элементом высотомера, реагирующим на изменения статического давления воздуха, является батарея из двух анероидных коробок, соединенных последователь- но (рис. 85).
Рис. 85.
На анероидную коробку действуют две силы: сила атмосферного давления, стремящаяся сжать коробку, и сила упругости мембраны коробки, препятствующая этому сжатию (рис. 86).
Рис. 86.
На поверхности земли, где атмосферное давление имеет наибольшую величину, анероидная коробка сжата, или, иными словами, имеет максимальный прогиб. При поднятии такой коробки над поверхностью земли по мере уменьшения атмосферного давления под действием упругих сил мембран коробка будет расширяться. Расширение коробки будет пропорционально уменьшению давления: чем меньше давление, тем больше будет расширяться коробка и тем меньше будет прогиб мембран.
Расширение коробки прекратится тогда, когда прекратится изменение давления. Обычно прогиб мембран бывает невелик (2–3 мм).
С помощью специального передающего механизма фиксируется малейшее изменение прогиба мембран. Кроме того, поступательное движение центра коробки превращается во вращательное движение, которое передается на стрелку, указывающую высоту полета по циферблату.
Простейшая принципиальная схема барометрического высотомера состоит из четырех основных узлов: чувствительного элемента, передающего механизма, фиксирующего механизма и корпуса прибора (рис. 87). Из этой схемы видно, что при поступательном движении жесткого центра коробки
Рис. 87.
1 — анероидная коробка; 2 — тяга; 3 — стрелка; 4 — шкала; 5 — корпус; 6 — штуцер
Двустрелочный высотомер представляет собой прибор, состоящий из корпуса и шкалы высот. Шкала высот рассчитана на 10 000 м. Цена деления шкалы высот для большой стрелки — 10 м, а для малой — 100 ж (рис. 88).
Рис. 88.
На шкале имеются две подвижные стрелки — большая и малая: первая делает один оборот за 1000 м высоты, вторая — один оборот за 10 000 м. В нижней части шкалы имеется вырез, через который читают давление атмосферы. В нижней части корпуса имеется кремальера, с помощью которой устанавливается давление атмосферы на аэродроме взлета или аэродроме посадки. С помощью кремальеры можно также переводить стрелку высотомера, не передвигая шкалы давления атмосферы.
В качестве чувствительного элемента поставлена двойная анероидная коробка.
Механизм прибора (рис. 89) состоит из шарнирной передачи, сектора с трибкой, пары цилиндрических шестерен и перебора из четырех цилиндрических шестерен.
Рис. 89.
1 — анероидные коробки; 2 — вилка с биметаллической пластинкой; 3 — тяга; 4 — биметаллическая пластинка; 5 — валик; 6 — сектор; 7 — трибка; 8 — большая шестерня; 9 — малая шестерня; 10 — ось; 11 — пружинный противовес; 12 — кремальера; 13 — основание; 14 — шкала барометрического давления
При уменьшении внешнего давления (с подъемом на высоту) анероидная коробка
Для устранения ошибок, связанных с влиянием наклонов и вибраций, служит пружинный противовес
Для перевода стрелок служит кремальера
На шкале барометрического давления нанесены деления в диапазоне от 630 до 790 мм рт. ст.; цена деления равна 1 мм рт. ст.
Корпус высотомера делается герметичным, т. е. непроницаемым для воздуха. В задней части корпуса имеется штуцер, который при помощи трубопровода соединяется со статической камерой приемника воздушных давлений. Этим обеспечивается давление в корпусе, соответствующее атмосферному давлению на высоте полета.
Отсчет показаний высотомера. Точность отсчета показаний высотомера зависит от натренированности летчика в отсчетах высоты по прибору. Следует помнить, что отсчет производится вначале по большой стрелке в том случае, если малая стрелка не дошла по шкале от 0 до 1 (рис. 90). Отсчет показания по большой стрелке надо начинать с сотен метров и переходить на десятки метров. Одно большое деление при отсчете по большой стрелке равно 100 м, а малое деление 10 м.
Рис. 90.
Рис. 91.
Для того чтобы обеспечить безопасный выход на аэродром посадки и выполнение посадки, необходимо на высотомере устанавливать давление, равное давлению на аэродроме взлета (посадки).
Во время предполетного осмотра пилотажно-навигационного оборудования летчик обязан поставить обе стрелки высотомера (длинную и короткую) на «0» шкалы высотомера; при этом давление высотомера должно быть равно давлению атмосферы аэродрома взлета.
Установка стрелок высотомера в нулевое положение достигается поворотом кремальеры в соответствующую сторону до совпадения стрелок с «0» шкалы (рис. 92).
Рис. 92.
После того как стрелки высотомера будут установлены на «0» шкалы, давление на шкале высотомера не должно расходиться с давлением аэродрома больше чем на 3 мм рт. ст.
Если давление высотомера больше или меньше на 3 мм давления аэродрома, то следует повернуть стопорную гайку кремальеры на несколько оборотов влево и освободить ее от стопорения продольного перемещения кремальеры (рис. 93).
Рис. 93.
При оттягивании кремальеры на себя шестерни кремальеры расцепляются с промежуточной шестерней, что дает возможность вращаться одной шкале давления. Давление устанавливается против индекса на шкале, равное давлению аэродрома взлета.
После этого завертывают вправо до упора стопорную гайку кремальеры.
Методических ошибок у барометрических высотомеров насчитывается три:
— ошибка от изменения атмосферного давления;
— температурная методическая ошибка высотомера;
— ошибка, возникающая вследствие изменения рельефа местности.
Ошибка, возникающая вследствие изменения атмосферного давления, заключается в том, что чувствительный элемент высотомера реагирует на изменение атмосферного давления. Атмосферное давление у поверхности земли не всегда одинаково и меняется в среднем в пределах 730–790 мм рт. ст. В один и тот же момент времени в различных точках земного шара наблюдается различное атмосферное давление. Это обстоятельство имеет серьезное значение при полетах на большие расстояния.
Предположим, что перед летчиком поставлена задача совершить перелет из точки
Рис. 94.
Перед вылетом стрелку высотомера летчик установил на нуль, затем взлетел и набрал высоту 1000 м; атмосферное давление на этой высоте над аэродромом (точка
Таким образом, при полете от высокого атмосферного давления на поверхности земли к низкому высотомер будет показывать высоту с завышенным показанием на величину барометрической поправки (
Величина ошибки
Во избежание ошибок летчик должен знать атмосферное давление над пролетаемой местностью и устанавливать его на высотомере. Это давление определяется по синоптическим картам или же запрашивается летчиком в полете по радио. Без учета возможных ошибок высотомера от понижения давления атмосферы в условиях плохой видимости может произойти столкновение самолета с землей.
Температурная методическая ошибка высотомера заключается в том, что температура по земной поверхности распространяется не равномерно: в один и тот же момент времени в различных точках на земле температура различна. Предположим, что летчику предстоит выполнить перелет из точки
На рис. 95 видно, что температура над пролетаемой местностью не одинакова: в районе аэродрома взлета температура в точке
Рис. 95.
Допустим, что в этих точках давление равно 760 мм рт. ст. Если самолет из точки
Таким образом, если по маршруту полета температура воздуха у земли будет повышаться, самолет будет перемещаться по наклонной линии, все время набирая высоту. Если же по маршруту полета температура воздуха у земли будет понижаться, самолет будет перемещаться по наклонной линии, все время приближаясь к земле. Учет температурной методической ошибки производится с помощью навигационной линейки.
Ошибка, возникающая вследствие изменения рельефа местности. При полете над земной поверхностью, как известно, барометрический высотомер не учитывает рельефа местности. Высотомер всегда будет показывать одну и ту же высоту независимо от того, летит ли самолет над ровной местностью или над гористой.
Например, летчик, выполняя полет по маршруту из точки
Рис. 96.
Отсюда становится очевидным, что для избежания столкновения самолета с землей при полете над гористой местностью необходимо учитывать высоту гор. Эта высота определяется по топографическим картам маршрута. Определенная по карте высота местности (
Если самолет пролетает над местностью, расположенной ниже точки взлета, то для определения истинной высоты величину впадин
Инструментальные ошибки барометрических высотомеров. Кроме методических ошибок, высотомер имеет инструментальные, которые вызываются недостатками конструкции измерительного прибора и неточностью его изготовления из-за несовершенства технологического процесса. Инструментальные ошибки для соответствующих показаний высотомера определяются и заносятся в график поправок показаний высотомера.
Для определения величины инструментальных ошибок прибор периодически (через три месяца) проверяют на специальных установках. Величину инструментальных ошибок записывают, заносят в специальные графики и укрепляют их в кабине самолета.
Проверка высотомеров может быть лабораторная, когда высотомер снимают с самолета и проверяют на специальном приспособлении, или самолетной переносной установкой.
При помощи самолетного приспособления создается равное давление в герметическом корпусе проверяемого и эталонного высотомеров. Разность отсчетов показаний самолетного высотомера с эталонным позволяет определить инструментальную поправку проверяемого высотомера (рис. 97). Эти поправки и заносятся в график, который крепится на борту самолета.
Рис. 97.
1 — проверяемый высотомер; 2 — эталонный высотомер; 3 — форвакуумный баллон; 4 — ручной насос; 5 — клапаны; 6 — тройники; 7 — резиновые шланги; 8, 9 — зажимы
Пользование графиком поправок высотомера в полете. Если высотомер показывает высоту полета без учета инструментальной ошибки, то такую высоту принято называть
Например, высотомер показывает 1500 м, инструментальную ошибку находим в графике против высоты 1500 м, которая отсчитывается по внешней вертикальной колонке (вверх — с плюсом, вниз — с минусом). Ошибка прибора летчика для этой высоты равна плюс 90 м. Следовательно, исправленная высота на инструментальную поправку равна 1500 + 90 = 1590 м.
Рис. 98.
Навигационная счетная линейка НЛ-8 представляет собой логарифмическую линейку, на которой нанесены шкалы для решения основных штурманских задач (рис. 99).
Рис. 99.
А — лицевая сторона; Б — обратная сторона; 1, 2, 3 и т. д. — шкалы линейки
Линейка обеспечивает решение следующих задач:
— расчет путевой скорости по пройденному расстоянию и времени полета;
— расчет пройденного расстояния по путевой скорости и времени полета;
— расчет времени полета по расстоянию и путевой скорости;
— расчет поправки в курс по пройденному и оставшемуся расстоянию и боковому уклонению;
— расчет исправленной высоты полета по показанию высотомера;
— расчет исправленной воздушной скорости по показанию указателя воздушной скорости;
— расчет угла сноса и путевой скорости по воздушной скорости, скорости ветра и углу ветра;
— умножение и деление чисел на синус и тангенс;
— определение значений синуса и тангенса заданного угла;
— умножение и деление чисел;
— период скоростей, выраженных в
Для определения истинной высоты полета прежде всего надо исправить показание высотомера на инструментальную поправку прибора (
Hбар = Нпр + (±ΔHпр)
По температуре воздуха на высоте полета определить на линейке относительную (исправленную) высоту полета по ключу (рис. 100). Затем прибавить поправку на топографический рельеф, если пролетаемая местность ниже аэродрома взлета, или вычесть, если местность выше.
Рис. 100.
Пример 1. Показание высотомера 1000 м, инструментальная поправка высотомера
2. На шкале линейки «Для
Против исправленной на инструментальную поправку высоты
3. Полученную высоту исправляем на топографический рельеф, получаем истинную высоту полета.
Пример 2.
Местность выше аэродрома на 450 м. Определить истинную высоту полета.
2. На НЛ-8 определяем относительную (исправленную) высоту, читаем на шкале:
3. Полученную высоту исправляем на топографический рельеф, получаем истинную высоту полета:
Определение показания высотомера для полета на заданной (истинной) высоте полета производится в следующем порядке.
Прибавить поправку на топографический рельеф к заданной (истинной) высоте, если местность выше аэродрома, или вычесть поправку, если местность ниже аэродрома. Определить температуру воздуха на высоте полета, если она неизвестна, по вертикальному температурному градиенту (для лета 6°, а для зимы 4° на 1000 м высоты).
Определить высоту по прибору счетной линейкой. Учесть инструментальную поправку с обратным знаком.
Пример 1. Заданная истинная высота полета
Инструментальная поправка высотомерa +80 м.
Определить показание высотомера для полета на заданной (истинной) высоте по НЛ-8 (рис. 101).
Рис. 101.
2. На шкале линейки «Температура на высоте для
3. На шкале «Исправленная высота и скорость» находим деление 130, соответствующее высоте 1300 м, и против него на шкале «Высота и скорость по прибору» получаем высоту 1395 м.
4. Прибавляем инструментальную поправку высотомера с обратным знаком, получаем высоту по прибору.
Пример 2.
Определить показание высотомера для полета на заданной высоте.
2. По НЛ-8 определяем высоту против
3. Прибавляем
Например, при полете по маршруту из пункта А (аэродром взлета) требуется определить безопасную высоту при соответствующих условиях полета (рис. 102).
Рис. 102.
Безопасная высота полета рассчитывается по формуле
Hбез = Hист. без + ΔHр + ΔHпреп + ΔHбар.
где
Если давление ниже, чем на аэродроме вылета, поправка имеет знак +, если выше — знак —;
Пример. Местность по маршруту выше аэродрома взлета
Барометрическое давление относительно аэродрома взлета
2. Определяем показание высотомера на навигационной линейке, получаем 670 м.
3. Прибавляем инструментальную поправку с обратным знаком, получаем безопасную высоту показания высотомера:
Округляем в большую сторону. Таким образом, безопасную высоту полета по прибору летчик обязан держать не меньше 800 м.
Перед полетом высотомер осматривается с целью определения годности и безотказности его эксплуатации в полете. В результате осмотра высотомера летчик должен убедиться в надежности крепления прибора к приборной доске, во внешней исправности высотомера, целости стекла, наличии стрелок и безотказности работы механизма кремальеры. Для этого следует поворотом кремальеры установить стрелки высотомера на нуль шкалы прибора, а если она стоит на нуле, то, вращая в любую сторону кремальеру, проследить за вращением стрелок и шкалы барометрического давления.
Шкала барометрического давления должна быть установлена на давление, равное давлению атмосферы аэродрома; при этом стрелки высотомера должны находиться в нулевом положении шкалы. Если стрелки не совпадут с нулем шкалы, то следует поступать, как было сказано выше.
Бортовой термометр наружного воздуха позволяет измерять температуру для целей расчета истинной воздушной скорости и высоты полета и контроля режима работы винтомоторной группы.
Принцип действия прибора основан на закручивании или раскручивании биметаллической ленты при изменении температуры воздуха (рис. 103).
Рис. 103.
1 — биметаллическая цилиндрическая спираль; 2 — ось указательной стрелки; 3 — стрелка; 4 — неподвижная втулка, к которой приварен неподвижный конец биметаллической спирали; 5 — корпус теплочувствительного элемента; 6 — втулка, предохраняющая ось
Угол поворота биметаллической ленты передается стрелке прибора, которая указывает температуру в градусах Цельсия. Шкала прибора оцифрована от +50° до —60 °C. При скорости самолета свыше 300 км/'час требуется вводить поправку (вычитать) к показанию термометра, так как приемник воздушного термометра помещен в воздушном потоке, вследствие чего происходят сжатие воздуха перед приемником и повышение температуры за счет сжатия.
Нагреванию приемника способствует также трение воздуха о поверхность приемника. Практически при скоростях 300–500 км/час поправка равна —4°.
Показание температуры наружного воздуха на высоте полета летчику важно знать для того, чтобы предотвратить обледенение самолета, которое бывает наиболее опасным при температуре воздуха от 0 до —6°.
Глава 5
ВОЗДУШНАЯ СКОРОСТЬ И УКАЗАТЕЛЬ ВОЗДУШНОЙ СКОРОСТИ
Величина воздушной скорости зависит от режима работы двигателя, аэродинамических качеств самолета и плотности воздуха. Вектор воздушной скорости приблизительно совпадаете продольной осью самолета.
В практике самолетовождения воздушная скорость самолета измеряется в километрах в час (
В целях самолетовождения воздушная скорость самолета измеряется в горизонтально-установившемся полете.
Различают следующие режимы воздушных скоростей самолета, относящиеся к горизонтальному полету:
Воздушная скорость самолета определяется прибором, который называется указателем воздушной скорости.
Указатель воздушной скорости предназначен для измерения воздушной скорости самолета в полете.
Указатель воздушной скорости является одним из важнейших приборов и должен быть постоянно в исправном состоянии, так как от качества его работы зависит не только качество выполнения различных задач полета, но и вообще возможность самого полета.
Существующий метод измерения воздушной скорости основан на использовании зависимости между скоростью движения самолета и давлением со стороны встречного потока воздуха. Это давление слагается из двух величин: статического давления
Рполн =Рст + Рдин
Указанные давления воспринимаются с помощью приемника воздушного давления (ПВД), который представляет собой две трубки, помещенные в общем цилиндрическом корпусе.
Трубка представляет собой камеру ПВД, воспринимающую при полете самолета полное давление. Отверстие в корпусе приемника и трубки предназначены для принятия статического давления воздуха, окружающего самолет. Статическое давление зависит от высоты полета.
Таким образом, в основу измерения воздушной скорости положено измерение скоростного напора, или аэродинамического давления, производимого набегающим воздушным потоком на поверхность, поставленную перпендикулярно к этому потоку. Простейшая схема измерения воздушной скорости показана на рис. 104.
Рис. 104.
1 — приемник воздушных давлений; 2 — водяной манометр; 3 — трубопроводы
Водяной манометр соединен с приемником воздушных давлений. Правое колено манометра через открытый конец приемника, направленный навстречу набегающему потоку воздуха, воспринимает статическое давление
В левое колено поступает только воздух со статическим давлением
Принципиальная схема устройства современных указателей воздушной скорости показана на рис. 105; она основана на использовании манометрической коробки. Внутренняя полость манометрической коробки соединена с трубкой полного напора (трубка динамического давления).
Рис. 105.
А — корпус приемника воздушного давления; Б — герметический корпус указателя скорости; 1 — трубопровод статического давления; 2 — трубопровод динамического давления; 3 — электрообогреватель приемника воздушного давления; 4 — манометрическая коробка; 5 — механизм, преобразующий поступательное движение манометрической коробки во вращательное; 6 — стрелка прибора
Манометрическая коробка помещена в герметический корпус прибора
Чувствительным элементом прибора типа УВС-350 является манометрическая коробка
Он служит для крепления коробки к основанию механизма и для присоединения трубопровода
Рис. 106.
Рис. 107.
1 — манометрическая коробка; 2 — жесткий центр; 3 — трубопровод; 4 — штуцер; 5 — стойка; 6 — тяга; 7 — рычаг; 8 — валик сектора; 9 — противовес; 10 — сектор; 11 — трибка; 12 — спиральная пружина; 13 — противовес сектора; 14 — шкала
Второй конец трубопровода
Второй конец тяги шарнирно соединен с рычагом
Корпус прибора герметический, изготовлен из алюминиевого сплава или из пластмассы.
На задней стенке корпуса имеется статический штуцер. Этот штуцер обозначается буквами
Приемник состоит из двух трубок. Одна из них имеет открытый конец 2 и воспринимает динамическое давление. Другая трубка 5 воспринимает статическое давление через ряд боковых отверстий. Обе трубки заключены в общий корпус.
В каждом приемнике имеется электрообогреватель 10 для предохранения приемника от обледенения (рис. 108).
Рис. 108.
а — общий вид; б — вид в разрезе; 1 — динамическая камера; 2 — динамическая трубка; 3 — донышко; 4 — динамический штуцер; 5 — статическая камера; 6 — статический штуцер; 7 — кожух; 8 — втулка; 9 — наконечник; 10 — элемент обогрева; 11—12 — контактные кольца; 13 — изоляционная втулка; 14 — электропровода; 15 — латунная трубка; 16 — отверстие
Приемник устанавливается в таком месте самолета, где воздушный поток менее всего возмущен при движении самолета. Обыкновенно приемник устанавливается на крыле или под фюзеляжем так, чтобы конец приемника, воспринимающий поток воздуха, был направлен вперед и параллельно продольной оси симметрии самолета.
На самолете Як-18 ПВД установлен на левой плоскости (рис. 109). Каждая трубка приемника посредством проводки из алюминиевых трубок соединяется с указателем скорости, помещенным в кабине самолета.
Рис. 109.
Указатель воздушной скорости, подобно другим приборам, имеет погрешности, которые необходимо учитывать. Ошибки УВС-350 разделяются на две основные группы: инструментальные, обусловленные несовершенством конструкции прибора, и методические, возникающие из-за несовершенства самого метода измерения скорости полета самолета посредством измерения аэродинамического давления манометрической коробкой.
Инструментальные ошибки происходят главным образом из-за несовершенства механизма прибора: люфтов, затираний, неправильной регулировки, изменения упругих свойств манометрической коробки и влияния изменения температуры воздуха, окружающего прибор, а также от неправильной установки приемника на самолете.
Методические ошибки состоят в том, что указателем скорости измеряется не скорость, а скоростной напор. Скоростной напор зависит не только от скорости воздушного потока, но и от плотности воздуха; поэтому показания скорости верны лишь при той плотности, для которой рассчитана шкала.
На высоте полета вследствие уменьшения атмосферного давления и понижения температуры плотность воздуха бывает обычно меньше, чем у земли. Воздушная скорость самолета на высоте будет больше воздушной скорости у земли при одном и том же показании указателя воздушной скорости. Эти ошибки учитываются расчетом исправленной воздушной скорости по навигационной линейке HЛ-8.
Инструментальные ошибки и аэродинамические поправки могут быть заранее определены и учитываются в полете по графику поправок указателя воздушной скорости.
Поправки указателя скорости необходимо определять не реже одного раза в три месяца и тогда, когда они вызывают сомнение.
Как показывает опыт, нельзя установить ПВД в таком месте самолета, где он находился бы в неискаженном потоке воздуха. Поэтому почти на всех типах самолетов приемники воздушных давлений воспринимают скоростной напор, искаженный влиянием самолета. Вследствие этого прибор допускает ошибки в своих показаниях. Аэродинамическая поправка обозначается буквами
Проверка ПВД. Приемник воздушных давлений подвергают проверке на герметичность и работоспособность обогревательного элемента. Проверка на герметичность ПВД производится при помощи водяного (спиртового) манометра.
Приемник считается герметичным, если показания манометра в течение 3 мин. уменьшаются не более чем на 5 мм вод. ст.
Электрический обогрев приемника проверяют на величину потребляемого тока и на исправность по изоляции.
Величину потребляемого тока проверяют от бортовой сети 26,5 в. К положительной проводке присоединяют амперметр, с помощью которого определяют величину потребляемого тока ПВД; она должна быть 1,6 а.
Исправность изоляции проверяют с помощью микроамперметра. Показания микроамперметра при проверке не должны превышать 13,25 мка.
Проверка указателя воздушной скорости. Указатель воздушной скорости проверяют для определения состояния герметичности корпуса и величины инструментальных ошибок.
Герметичность корпуса должна быть такой, чтобы созданное внутри него разрежение (специальным приспособлением), соответствующее максимальному показанию прибора, за одну минуту спадало не более чем на 15 км/час для прибора УВС-350. Определяют инструментальные ошибки указателя скорости с помощью специальных приспособлений. Результаты проверки записывают в поверочный лист, обрабатывают, а затем заносят поправки указателя скорости в график инструментальных поправок (рис. 110), который крепится на борту самолета.
Рис. 110.
Истинную воздушную скорость определяют в следующем порядке:
1. Показание указателя скорости исправляют на инструментальную поправку (
V' = Vпр + (±ΔVпр)
2. Определяют температуру воздуха на высоте по термометру или по вертикальному температурному градиенту.
3. На шкале линейки «Температура на высоте для
Рис. 111.
4. На шкале «Высота и скорость по прибору» находят деление, соответствующее скорости, и против него на шкале «Исправленная высота и скорость» читают искомую скорость.
Пример 1. Показание указателя скорости 160 км/час. Высота полета 1000 м. Температура воздуха на высоте полета +10°. Инструментальная поправка указателя скорости +8 км/час.
Определить истинную воздушную скорость
2. По НЛ-8 находим истинную воздушную скорость: 177 км/час.
Пример 2.
Инструментальную поправку находим по графику, она равна +9 км/час.
2. По НЛ-8
Воздушная скорость по прибору (показание указателя скорости) для полета с заданной истинной скоростью определяется на навигационной линейке НЛ-8 в таком же порядке, как и истинная воздушная скорость, с той лишь разницей, что при расчете на НЛ-8 по
Рис. 112.
Vпр = V' — (±ΔVпр).
Пример 1. Заданная истинная воздушная скорость 200 км/час. Высота полета 2000 м. Показание термометра на высоте полета —20°. Инструментальная поправка указателя скорости км/час. Определить показание прибора по НЛ-8.
Пример 2. Заданная
Получим
Приближенные определения воздушной скорости в уме можно производить по приведенным таблицам.
Рассчитанная поправка по таблице прибавляется к скорости по прибору, исправленной на инструментальную поправку (
Пример. Воздушная скорость по прибору 160 км/час. Высота полета 2000 м. По графику находим
Следовательно, истинная воздушная скорость будет равна:
В результате осмотра указателя воздушной скорости перед вылетом летчик должен убедиться во внешней исправности прибора: в целости стекла и стрелок прибора, в надежности его крепления к приборной доске самолета, в наличии на борту самолета графика инструментальных поправок, в чистоте стекла и самого указателя скорости. Перед тем как войти в самолет, летчик обязан проверить, снят ли предохранительный чехол, который надевается на время стоянки самолета на трубку ПВД, нет ли на ПВД грязи, песка, снега или льда.
Часы на самолете необходимы летчику (экипажу) для учета времени в полете. В кабине летчика устанавливаются бортовые часы АВР-М (авиационные рантовые модернизированные). Они предназначены для установки в кабине летчика и других членов экипажа.
На циферблате этих часов три стрелки: часовая, минутная и секундная. Двигателем часов является спиральная заводная пружина. Пружина заводится при помощи обода, называемого рантом, и кольцевой рейкой. Заводят пружины вращением обода в левую сторону против хода часовой стрелки до упора и холостым вращением в правую сторону (рис. 113).
Рис. 113.
1 — секундная стрелка; 2 — минутная стрелка; 3 — часовая стрелка; 4 — обод (рант); 5 — индекс ранта
В часовом механизме предусмотрено приспособление для устранения температурной ошибки часов посредством температурных маятников. Обод такого маятника изготовляется из двух спаянных между собой металлов с различным температурным коэффициентом расширения. Перевод стрелок часов осуществляется вращением обода по ходу часовой стрелки. Перед этим обод оттягивают на себя до отказа и в таком положении придерживают его во время перевода стрелок. На задней крышке часов укреплен электрообогреватель.
Механизм часов изготовлен на 15 камнях, вес часов 300 г. Суточный ход (изменение хода часов за сутки) 1 мин.; полный завод пружины обеспечивает работу механизма в течение 5 суток.
В кабине летчика могут стоять штурманские самолетные часы АЧХО (авиационные часы — хронометр с электрообогревателем). На циферблате этих часов имеется шесть стрелок: стрелки основного механизма часов, минутная и секундная стрелки секундомера, часовая и минутная стрелки времени полета (рис. 114).
Рис. 114.
В нижней части часов имеется две головки. Левая головка служит для завода часового механизма, перевода стрелок, а также для пуска в ход и остановки счетчика времени полета. Часы заводят, вращая левую головку против часовой стрелки. Для перевода стрелок нужно вытянуть головку до упора и вращать ее по движению стрелок. Для приведения в действие счетчика времени следует нажать на головку, тогда в сигнальном отверстии появится красный цвет и стрелки начнут вращаться. Нажав вторично головку, останавливают движение стрелок; при этом в сигнальном отверстии появится красный и белый цвет. Вели нажать на головку третий раз, то стрелки счетчика времени пройдут к нулевому положению, а в сигнальном отверстии появится белый цвет. Правая головка служит для пуска в ход и остановки секундомера.
Глава 6
ВАРИОМЕТР, УКАЗАТЕЛЬ ПОВОРОТА И СКОЛЬЖЕНИЯ
Назначение и принцип действия вариометра. Во время полета самолет может перемещаться не только горизонтально, но и в вертикальной плоскости. Скорость увеличения или уменьшения высоты полета, или, иначе говоря, скорость подъема или снижения, называется
Шкала этого прибора обычно градуируется в
Действие вариометра основано на принципе измерения разности между статическим давлением атмосферы, окружающей самолет, и давлением внутри сосуда, сообщающегося с атмосферой через капиллярную трубку.
В основе устройства вариометра (рис. 115) используется манометрическая коробка
Рис. 115.
1 — манометрическая коробка; 2 — тяга; 3 — сектор; 4 — трибка; 5 — стрелка; 6 — шкала, 7 — капилляр; 8 — приемный штуцер
Движение верхнего жесткого центра манометрической коробки передается с помощью тяги
Предположим, что самолет, летящий строго горизонтально на некоторой высоте
При снижении самолета разность давлений направлена противоположно, манометрическая коробка будет расширяться и стрелка прибора укажет скорость снижения самолета также в м/сек.
Чувствительным элементом вариометра ВР-10 является двухмембранная манометрическая коробка 2 (рис. 116 и 117).
Рис. 116.
Рис. 117.
1 — капилляр; 2 — манометрическая коробка; 3 — тяга; 4 — стойка; 5 — плоская пружина; 6 — трубопровод; 7 — шкала; 8 — стрелка; 9 — кольцо с поводком; 10 — валик сектора; 11 — спиральная пружина; 12 — сектор; 13 — эксцентрик; 14 — пластинка упора; 15 — рычаг; 16 — валик; 17 — балансир; 18 — валик кремальеры; 19 — шестерня кремальеры; 20 — головка кремальеры; 21 — шестерня эксцентрика; 22 — штифт; 23 — штуцер; 24 — трибка
Внутренняя полость манометрической коробки при помощи трубопровода
Манометрическая коробка имеет два жестких центра: неподвижный и подвижной.
Неподвижный центр коробки укреплен на плоской пружине
Подвижной центр коробки имеет стойку
Кремальерное устройство вариометра предназначено для установки стрелки на нуль в том случае, когда в результате длительной работы прибора упругие свойства манометрической коробки изменяются и стрелка отходит от нулевого деления шкалы.
Оттягивая на себя головку кремальеры, приводят в зацепление шестерни
После установки стрелки на нуль кремальеру нужно выдвинуть обратно и завернуть головку
Рис. 118.
В горизонтальном полете стрелка вариометра удерживается в нулевом положении шкалы.
Проверка вариометра
При проверке вариометра руководствуются техническими допусками:
— ошибки на всех точках шкалы не должны превышать 1 м/сек;
— смещение стрелки прибора с нулевого деления не должно превышать 0,3 м/сек.
— ограничитель должен вступить в работу в пределах 12–20 м/сек.
Для проверки герметичности корпуса вариометра используется водяной манометр. Проверяют вариометр на точность показаний с помощью барокамеры и вакуумного насоса, затем вариометр регулируют.
Назначение и принцип действия указателя поворота. Отклонение самолета в горизонтальной плоскости от направления полета определяется с помощью гироскопического прибора, называемого указателем поворота. Прибор указывает летчику наличие вращения самолета вокруг вертикальной оси и наличие поперечного скольжения.
Действия указателя поворота основаны на использовании свойств гироскопа с двумя степенями свободы. Гироскоп устанавливается на самолете в таком положении, чтобы его оси были горизонтальны, причем главная ось гироскопа должна совпадать по направлению с поперечной осью самолета
Рис. 119.
Поворот самолета вокруг оси
Демпфер в указателе поворота предназначен для успокоения колебаний стрелки. Если бы не было демпфера, то в случае малейшего рыскания самолета на курсе колебания стрелки были бы настолько велики, что невозможно было бы пилотировать самолет по указателю поворота.
Принцип демпфирования заключается в том, что рамка гироскопа передвигает поршень в цилиндре с капиллярным отверстием. При резких поворотах рамки воздух не успевает проходить через капиллярное отверстие демпфера, вследствие чего возникает тормозящая сила, ограничивающая колебания рамки гироскопа и связанной с ней стрелки.
В зависимости от способа приведения ротора во вращение различают два вида указателей поворота: пневматический и электрический. В пневматическом указателе поворота ротор гироскопа вращается под действием струи воздуха, в электрическом — ротор вращается с помощью электродвигателя.
Указатель поворота типа УП-10 представляет собой комбинацию в одном корпусе двух приборов: непосредственно указателя поворота и указателя скольжения (рис. 120).
Рис. 120.
Указатель поворота состоит из следующих основных частей; гироскопического узла передающего механизма, фиксирующей части, демпфирующего механизма и корпуса прибора (рис. 121).
Рис. 121.
1 — ротор; 2 — рамка; 3 — пружина; 4 — демпфер; 5 — корпус; 6 — пластинка; 7 — сопло; 8 — ось стрелки; 9 — стопорный винт; 10 — стрелка
Гироскопический узел. Чувствительным элементом указателя поворота является гироскоп с двумя степенями свободы. Гироскоп состоит из ротора и рамки. Скорость вращения ротора составляет 6000–8000 об/мин.
Передающий механизм служит для передачи движения от рамки на стрелку.
Фиксирующая часть служит для непосредственного определения вращения самолета вокруг его вертикальной оси. Механизм состоит из стрелки и шкалы.
Демпфирующий механизм служит для успокоения колебаний стрелки.
Питание указателя поворота осуществляется через отверстие — сопло
Рис. 122.
Указатель скольжения укреплен на шкале указателя поворота и служит для определения скольжения самолета.
Рис. 123.
В указателе скольжения в качестве грузика применяется тяжелый шарик из черного стекла, который может перемешаться под действием силы тяжести внутри стеклянной трубки, изогнутой под определенным радиусом. Стеклянный шарик имеет одинаковый с трубкой коэффициент теплового расширения. Трубка заполняется жидкостью — толуолом, который сглаживает резкие колебания шарика. В верхней части трубки имеется небольшой отросток, который называется уводящей камерой. В эту камеру уходят пузырьки воздуха и избыточный объем толуола при его нагреве.
Центральное положение шарика в трубке фиксируется двумя вертикальными линиями. Сзади трубки установлен экран, покрытый светящейся массой, чтобы можно было пользоваться прибором ночью.
Шарик при различных положениях самолета перемещается внутри трубки по дуге определенного радиуса точно так же, как если бы он был подвешен на нитке и раскачивался на ней.
В полете необходимо пользоваться одновременно показаниями указателя поворота и указателя скольжения. Приведем наиболее характерные случаи полета самолета, при которых необходимо пользоваться совместными показаниями обоих приборов.
Прямолинейный полет без крена. Стрелка указателя поворота стоит против среднего индекса шкалы. Шарик указателя скольжения находится в центре трубки. В этом случае на шарик действует только сила тяжести, которая и удерживает его в самом нижнем положении, т. е. в центре трубки (рис. 124).
Рис. 124.
Прямолинейный полет с правым креном. Стрелка указателя поворота остается против среднего индекса, так как самолет не поворачивается вокруг своей вертикальной оси.
Шарик указателя скольжения под действием силы тяжести скатывается вправо от центра трубки (рис. 125). При полете самолета с левым креном шарик скатывается влево от центра трубки.
Рис. 125.
Левый вираж без скольжения. Вираж без скольжения называется правильным виражом. При левом вираже стрелка указателя поворота отклоняется влево от среднего индекса шкалы в результате прецессии гироскопа. Шарик указателя скольжения остается в центре трубки, так как на шарик действует не только сила тяжести, но и центробежная сила, возникающая при развороте самолета. Шарик устанавливается по равнодействующей этих двух сил, которая проходит через центр трубки (рис. 126).
Рис. 126.
Левый вираж с внешним скольжением. Внешнее скольжение самолета возникает в том случае, когда вираж производится с большой угловой скоростью. На самолет действует большая центробежная сила, которая и вызывает внешнее скольжение. При левом вираже стрелка указателя поворота отклоняется влево от среднего положения. Под действием увеличивающейся центробежной силы шарик отклоняется вправо от центра трубки (рис. 127).
Рис. 127.
Левый вираж с внутренним скольжением. Внутреннее скольжение самолета возникает в том случае, когда вираж производится с малой угловой скоростью. Величина центробежной силы, действующей на шарик указателя скольжения, будет небольшой, и шарик отклонится от центра трубки влево. Стрелка указателя поворота отклонится от среднего индекса шкалы также влево (рис. 128).
Рис. 128.
Проверка указателя поворота. При эксплуатации пневматического указателя поворота его осматривают и проверяют герметичность корпуса, чувствительность, затухание колебаний стрелки, угол застоя стрелки и время вращения ротора по инерции.
Расположение пилотажно-навигационных приборов в кабине самолета Як-18 показано на рис. 129.
Рис. 129.
1 — КИП; 2 — авиагоризонт; 3 — указатель РПК; 4 — ВР-10; 5 — указатель скорости; 6 — высотомер
Глава 7
ВЛИЯНИЕ ВЕТРА НА ПОЛЕТ САМОЛЕТА
В неподвижном воздухе, т. е. при безветрии, направление движения самолета относительно земной поверхности совпадает с направлением его продольной оси, а скорость передвижения равна воздушной скорости. Чтобы совершить полет из пункта
Рис. 130.
В безветрие навигационным элементом полета является вектор воздушной скорости самолета
t = S·60/V
где
Пример. Воздушная скорость самолета = 160 км/час. Расстояние между пунктами
Определить путевое время
t = 50·60/160 = 19 мин
Эту же задачу можно решить с помощью НЛ-8 по ключу (рис. 131).
Рис. 131.
На шкале линейки «Путевая скорость» находим деление 160 и против него устанавливаем треугольный индекс. На шкале «Пройденное расстояние» находим деление 50 и против него на шкале «Время» читаем искомое время — 19 мин.
В практике самолетовождения почти никогда не бывает полета в полном безветрии, так как атмосфера никогда не находится в состоянии полного покоя. Воздушные массы постоянно передвигаются в горизонтальном и вертикальном направлениях. Горизонтальное передвижение воздушных масс называется
Ветер как по величине, так и по направлению не является постоянным и меняется с изменением расстояния, высоты полета и времени. Скорость ветра
При навигационных расчетах принято брать направление ветра «Куда дует», т. е. направление (точка на горизонте), в которую дует ветер, в отличие от метеорологического «Откуда дует».
Направление навигационного ветра отличается от направления метеорологического на величину 180°.
Для того чтобы перевести метеорологическое направление ветра в навигационное или обратно, необходимо к известному направлению ветра прибавить или вычесть из него 180° по формуле
δнав= δмет ± 180 — (±ΔМ),
где
Все, что находится в среде воздушной массы, передвигается вместе с ней. Так, например, аэростат, находясь, в воздухе, переносится воздушной массой в направлении ее движения со скоростью, равной скорости ветра, т е. перемещается относительно поверхности земли со скоростью ветра. Воздушная же скорость аэростата равна нулю. Навигационными элементами полета аэростата будут являться скорость и направление ветра (рис. 132).
Рис. 132.
Движение самолета с попутным ветром несколько напоминает нам картину движения аэростата в воздушной массе, но с той разницей, что самолет под действием воздушной скорости перемещается в направлении своей продольной оси. в то же время скорость воздушного течения увлекает самолет в направлении движения ветра. В результате этого получается сложение векторов: вектора воздушной скорости самолета и вектора ветра (рис. 133).
Рис. 133.
Сложение этих векторов дает нам новое значение скорости, т. е. путевую скорость самолета
Путевая скорость при движении самолета с попутным ветром определяется формулой
W = V + U.
Путевая скорость является геометрической суммой воздушной скорости, скорости ветра и зависит от их величины и направления. Не трудно понять, что при движении самолета в условиях попутного ветра имеется три навигационных вектора, направленных по одной линии: вектор воздушной скорости самолета, вектор ветра, направленный по линии продольной оси самолета, образующий суммарный вектор, и вектор путевой скорости самолета (результирующий).
Путевая скорость самолета является одним из важных навигационных элементов полета, без знания которого нельзя точно вести контроль пути по дальности.
Путевая скорость при попутном ветре может быть определена двумя способами:
— по воздушной скорости и скорости ветра;
— по времени полета и расстоянию.
Пример. Воздушная скорость 160 км/час. Ветер попутный, 30 км/час.
Определить путевую скорость самолета по формуле
По известным времени полета и расстоянию путевая скорость рассчитывается по формуле
W = S·60/t
где
Пример. Расстояние
Определить путевую скорость самолета.
Путевую скорость по известным
Рис. 134.
а — ключ для решения; б — решение
Направление движения самолета относительно земной поверхности в условиях попутного ветра совпадает с направлением его продольной оси. Чтобы совершить полет из пункта
Движение самолета в условиях встречного ветра обусловлено непрерывным воздействием вектора ветра, направленного навстречу движению самолета. Равнодействующая двух скоростей — воздушной скорости самолета и скорости ветра, действующих по одной прямой и направленных в противоположные стороны, равна их разности и направлена в сторону воздушной скорости. Эта равнодействующая и является путевой скоростью самолета (рис. 135).
Рис. 135.
При встречном ветре путевая скорость самолета определяется по формуле
W = V — U.
Пример. Воздушная скорость самолета 160 км/час. Скорость встречного ветра 30 км/час.
Определить путевую скорость самолета.
Пример. Расстояние между пунктами
Определить путевую скорость по формуле и на НЛ-8.
На навигационной линейке НЛ-8 путевую скорость самолета определяют по времени пролета расстояния (рис. 136).
Рис. 136.
Встречный ветер, так же как и попутный, изменяет только величину путевой скорости, но не оказывает никакого влияния на боковое смещение самолета. Движение самолета относительно земной поверхности совпадает с направлением продольной оси самолета. Движение самолета в условиях встречного ветра обусловлено тремя навигационными векторами: вектором воздушной скорости самолета, вектором ветра и вектором путевой скорости, который всегда меньше вектора воздушной скорости на величину вектора ветра.
При полете без ветра, строго по ветру или против ветра земные предметы перемещаются обратно направлению полета и вдоль продольной оси самолета. При боковом ветре или при попутно-боковом, встречно-боковом ветре земные предметы уходят от направления продольной оси самолета назад и в сторону: влево — при ветре, дующем в левый борт самолета, вправо — при ветре, дующем в правый борт. Что же произойдет, если не учитывать в полете боковой ветер? На рис. 137 показано движение самолета в условиях бокового ветра, когда летчик, не зная скорости и направления ветра, направил продольную ось самолета из точки
Рис. 137.
Если бы не было бокового ветра, самолет оказался бы через определенный промежуток времени над точкой
Итак, действительное перемещение самолета, участвующего одновременно в двух движениях — вектора воздушной скорости и вектора ветра, направленные под углом друг к другу, происходит по диагонали параллелограмма, построенного на векторах этих движений. Получается навигационный треугольник скоростей (рис. 138).
Рис. 138.
Сторонами этого треугольника являются векторы воздушной скорости, ветра и путевой скорости.
Угол, составленный вектором воздушной скорости и вектором путевой скорости, называется
Если через основание навигационного треугольника провести меридианы, получим ряд дополнительных навигационных элементов, показанных на рис. 139.
Рис. 139.
Элементы в навигационном треугольнике скоростей следующие:
Элементы навигационного треугольника находятся в определенной зависимости между собой.
Изменение одних элементов вызывает изменение других. Величина угла сноса зависит от воздушной скорости самолета, скорости ветра и угла ветра. Например, у скоростных самолетов величина угла сноса меньше, чем у самолетов, имеющих малую воздушную скорость при одном и том же ветре. Чем больше скорость бокового ветра, тем больше угол сноса.
Величина путевой скорости зависит от величины воздушной скорости, скорости ветра и угла ветра. Максимальная путевая скорость будет при угле ветра, равном нулю; минимальная путевая скорость будет при угле ветра, равном 180°. Путевая скорость равна воздушной скорости, когда угол ветра приближенно равен 90°.
Изменение навигационных элементов полета от изменения скорости и угла ветра (УВ). На приведенных трех рисунках навигационного треугольника скоростей видна зависимость навигационных элементов полета от изменения скорости и угла ветра.
На рис. 140,
В практике самолетовождения летчик может встретиться с случаями в полете, когда расчетные данные полета по известной скорости и направлению ветра не соответствуют фактическим данным. Такое несоответствие обнаруживается тогда, когда самолет уклоняется от заданной линии пути, в то время как расчетные навигационные элементы полета — курс, воздушная скорость — выдерживаются.
На рис. 140,
Рис. 140.
а — расчетные элементы навигационного треугольника скоростей; б — фактическая скорость ветра оказалась больше расчетной на величину
В третьем примере (рис. 140,
Изменение навигационных элементов треугольника от изменения воздушной скорости самолета. На изменение элементов навигационного треугольника может в значительной степени влиять изменение воздушной скорости полета вследствие невыдерживания летчиком скорости по прибору (рис. 141).
Рис. 141.
а — навигационный треугольник скоростей при заданной
На рис. 141,
Таким образом, чтобы пролететь в заданном направлении
Рис. 142.
Курс самолета, взятый с учетом угла сноса, называется
Пример. Какой необходимо взять МК из точки
Определение курса следования, угла сноса и путевой скорости можно произвести графически на листке бумаги в следующем порядке:
1. Провести прямую (меридиан), концы ее обозначить буквами
2. Из точки вылета при помощи транспортира отложить заданный магнитный путевой угол и провести линию пути произвольной длины (рис. 143).
Рис. 143.
3. Из точки вылета отложить в каком-либо масштабе вектор скорости ветра в направлении «Куда дует» ветер (рис. 144).
Рис. 144.
4. С конца вектора скорости ветра в том же масштабе, в котором откладывался вектор скорости ветра, радиусом, равным истинной воздушной скорости, при помощи масштабной линейки сделать засечку на линии пути (рис. 145).
Рис. 145.
5. Сделанную засечку на линии пути соединить прямой с концом вектора скорости ветра, продолжив ее до пересечения с меридианом (рис. 146).
Рис. 146.
6. Транспортиром измерить угол между меридианом и линией воздушной скорости. Этот угол и есть магнитный курс следования. Затем определить угол сноса по правилу: угол сноса равен путевому углу минус курс: УС = ПУ — МК, или измерить его транспортиром.
7. Пользуясь линейкой, тем же масштабом, в котором откладывали скорость ветра и воздушную скорость, измерить отрезок линии пути от точки вылета до засечки на линии пути; получится величина путевой скорости.
Рассчитанный таким способом курс следования (
Пример. Заданный магнитный путевой угол = 90°. Истинная воздушная скорость 170 км/час. Ветер на высоте полета по шаропилотным наблюдениям: направление
Определить графически магнитный курс следования, угол сноса и путевую скорость.
2. На листе бумаги произвести графическое построение и определить неизвестные величины. Масштаб — 15 км в 1 см (рис. 147).
Рис. 147.
Ветрочет предназначен для графического решения задач по определению элементов навигационного треугольника скоростей. Ветрочет состоит из сектора, азимутального круга и линейки (рис. 148).
Рис. 148.
По дуге сектора в обе стороны от осевой линии, отмеченной цифрой 0, называемой курсовой чертой, нанесена шкала сноса с ценой деления 1°. На осевой линии имеется прорезь для закрепления на ней азимутального круга, который имеет шкалу, разделенную на 360°. На поверхности круга имеется ряд концентрических окружностей, обозначающих скорость ветра в десятках километров в час. Азимутальный круг имеет свободное вращение вокруг своей оси.
Линейка вращается около вершины угла сектора и перемещается другим концом по дуге шкалы сносов. На линейке нанесена шкала скоростей в километрах в час.
Определение курса следования, угла сноса и путевой скорости ветрочетом производится в следующем порядке:
1. Найти на линейке скоростей ветрочета деление, соответствующее заданной истинной воздушной скорости, и против него установить центр азимутального круга ветрочета (рис. 149).
Рис. 149.
2. На азимутальном круге найти деление, соответствующее навигационному направлению ветра на высоте полета («Куда дует»), вращением круга установить его против курсовой черты. Пользуясь концентрическими окружностями на азимутальном круге и делениями линейки скоростей, отложить от центра вектор скорости ветра, обозначив конец вектора линией со стрелкой (рис. 150).
Рис. 150.
3. На азимутальном круге найти деление, соответствующее заданному магнитному путевому углу (ЗМПУ), и, вращая круг, установить его против курсовой черты ветрочета. Линейку скоростей установить на 0 шкалы сносов, прочертить простым карандашом диаметр, отметить направление полета самолета стрелкой.
4. Линейку скоростей правой ее стороной (рабочей) установить на точку ветра и вращением азимутального круга добиться параллельности с прочерченным диаметром, причем стрелка его должна быть направлена вверх.
5. Отсчитать против курсовой черты на азимутальном круге магнитный курс следования: по первой стороне линейки (на шкале сносов) — угол сноса; против точки ветра (на линейке скоростей) — путевую скорость (рис. 151).
Рис. 151.
Пример. Заданный магнитный путевой угол
Ветер на высоте полета по шаропилотным наблюдениям: направление
Определить магнитный курс следования, угол сноса и путевую скорость.
На азимутальном круге наносим вектор ветра (скорость и направление ветра). Добиваемся параллельности с диаметром на азимутальном круге. Затем против курсовой черты отсчитываем магнитный курс следования 197°. На шкале сносов, по правой стороне линейки, читаем угол сноса — 7°, а против точки ветра на линейке скоростей — путевую скорость — 183 км/час.
Расчет угла сноса и путевой скорости может быть выполнен при помощи навигационной линейки НЛ-8.
Для расчета нужно знать:
— истинную воздушную скорость (
— заданный магнитный путевой угол (ЗМПУ);
— угол ветра и скорость ветра (УВ и
Углом ветра (УВ) называется угол между вектором путевой скорости и вектором скорости ветра. Угол ветра отсчитывается от вектора путевой скорости по ходу часовой стрелки от 0° до 360° (рис. 152).
Рис. 152.
Угол ветра равен направлению ветра минус путевой угол, т. е. УВ = δ — ПУ.
При расчете угла сноса и путевой скорости нужно пользоваться нижней шкалой «Синусы». Для этого необходимо запомнить следующие правила:
а) угол ветра считать меньше 180°:
— если угол ветра получается в пределах от 90° до 180°, его нужно вычесть из 180°;
— если угол ветра получается в пределах от 180° до 270°, его нужно вычесть из 270°;
— если угол ветра получается в пределах от 270° до 360°, его нужно вычесть из 360°.
б) При определении знака угла сноса:
— если угол ветра получается в пределах от 0° до 180°, угол сноса имеет знак плюс (+);
— если угол ветра получается в пределах от 180° до 360°, угол сноса имеет знак минус (—).
в) При определении путевой скорости:
— если угол ветра получается в пределах от 0° до 90° и от 270° до 360°, то полученный угол сноса нужно прибавлять к величине угла ветра;
— если угол ветра получается в пределах от 90° до 180° и от 180° до 270°, то полученный угол сноса нужно вычесть из величины угла ветра;
— если угол ветра получается 90° или 270°, то путевая скорость равна воздушной (
— если угол ветра получается то путевая скорость равна сумме воздушной скорости и скорости ветра (W = V + U); — если угол ветра получается 180°, то путевая скорость равна разности воздушной скорости и скорости ветра (W = V — U).
Пример. Истинная воздушная скорость 200 км/час. Угол ветра 60°. Скорость ветра 40 км!час. Заданный магнитный путевой угол 100°.
Определить угол сноса, путевую скорость и магнитный курс следования.
1.
Рис. 153.
2.
Визир устанавливаем на шкале «Синусы» на полученную сумму 70° и на шкале «Расстояния» против визира читаем искомую путевую скорость, равную 223 км/час (рис. 154).
Рис. 154.
3.
Пример.
Определить
Затем производим решение по НЛ-8, получаем
Так как
Определяем
Полученный угол сноса (
Производим решение по НЛ-8, получим
Определяем
Расчет путевой скорости и курса следования приближенно в уме. Для этого необходимо прежде всего запомнить следующие правила:
1. При отсутствии ветра, когда
2. При попутном ветре (
W = Vист + U.
3. При встречном ветре (
W = Vист — U.
4. При других направлениях ветра, начиная с 10°
УСмакс = U·60/V
Для расчета путевой скорости курса следования приближенно в уме можно пользоваться
При пользовании таблицей необходимо определить угол ветра по формуле
УВ = δ — МПУ.
Знак угла сноса определяется в зависимости от того, с какой стороны относительно направления движения самолета дует ветер. Если ветер дует справа — снос отрицательный, если слева — снос положительный.
Пример. Истинная воздушная скорость 210 км/час, скорость ветра 36 км/час, направление ветра 140°. Заданный магнитно-путевой угол 80°. Девиация компаса +5°. Определить путевую скорость.
УВ = δ — ЗМПУ = 140°— 80° = 60°.
2. Определяем
УСмакс= U·60/V = 39·60/210 ~= 10°
3. Определяем
УС = (3/4)·УСмакс = (3/4)·10°= +7° (ветер слева).
4. Определяем
МК = ЗМПУ — (±УС) = 80° — (+7°) = 73°.
КК = МК — (±ΔК) = 73°— (+5) = 68°.
Определение путевой скорости по пройденному расстоянию и времени полета подсчетом в уме. Порядок расчета следующий:
1. Измерить на карте пройденное расстояние за время полета от последней отметки
2. Разделить пройденное расстояние на время, получить количество километров, пройденных за 1 мин.
3. Полученное число умножить на 60 мин., получим путевую скорость в км!час.
Пример. Самолет пролетел расстояние S = 24 км за 8 мин.
Определить путевую скорость.
Определение расчетного путевого времени подсчетом в уме можно производить двумя способами:
1) путем определения числа километров, проходимых самолетом в одну минуту;
2) определением части от целого, т. е. вычислением части пути, пройденного самолетом, относительно всей длины пути.
Пример 1. Самолет прошел расстояние 40 км за 13 мин.
Определить расчетное путевое время в уме для расстояния 80 км, 100 км и 160 км.
Расчетное путевое время для 80 км будет: 80:3 = 26,8 мин ~= 27 мин., 100:3 = 33 мин., 160:3 = 53 мин.
Определить расчетное путевое время для расстояния 90 км.
Определение в уме пройденного расстояния по скорости и времени полета. Этот способ расчета наиболее простой. От значения путевой (воздушной) скорости следует отбросить третью цифру; тогда получится расстояние, проходимое самолетом за 6 мин. Зная путь, проходимый самолетом за 6 мин., можно легко определить расстояние за любой промежуток времени.
Пример. Путевая скорость самолета
Определить пройденное расстояние
Для облегчения решения задачи определения расстояния по известной скорости самолета и времени полета можно пользоваться
Пример.
Получим: 3·9 = 27, 0,2·9 = 1,8 = 2 км,
Расчет обратного магнитного курса следования. Иногда летчик вынужден прекратить выполнение задания и вернуться обратно на исходный пункт маршрута. В этом случае, зная угол сноса, который был на курсе следования, обратный курс рассчитывается по формуле.
МКобр = МКслед + 180 + (±2УС).
Пример. Магнитный курс следования к цели полета 290°, угол сноса —10°. Определить обратный магнитный курс.
Глава 8
ВИЗУАЛЬНАЯ ОРИЕНТИРОВКА
Визуальной ориентировкой называется определение места самолета опознаванием ориентиров путем сличения карты с пролетаемой местностью. В самолетовождении она применяется в тех случаях, когда на местности имеются ориентиры, указанные на полетной карте и позволяющие опознавать их с данной высоты полета. С помощью визуальной ориентировки, в тесном сочетании с другими средствами самолетовождения, в маршрутном полете производится контроль пути и вывод самолета в назначенное место.
Основным условием применения визуальной ориентировки является наличие видимости земной поверхности. Поэтому при полете в облаках, за облаками и в тумане визуальную ориентировку применять невозможно. Ночью и при плохой видимости земли визуальная ориентировка затрудняется.
Непрерывное ведение и знание ориентировки может вестись и сохраняться с помощью карт крупного и среднего масштабов.
Основными картами, применяемыми для визуальной ориентировки, являются карты масштаба 1:500 000, 1:1 000 000, а для ориентировки в районе цели при необходимости опознания мелких ориентиров — карты масштаба 1:200 000 и крупнее.
Все объекты, находящиеся на земной поверхности, или отдельные характерные участки, резко отличающиеся от окружающей местности, видимые с самолета, изображенные на карте и могущие служить для определения местонахождения самолета, называются
Летчики для ведения визуальной ориентировки используют главным образом естественные ориентиры: населенные пункты, реки, горы, дороги и др. Вместе с тем в различных условиях полета приходится пользоваться и искусственными ориентирами — специально сооруженными знаками, например цветными дымами, прожекторами, светомаяками и т. п.
Естественные ориентиры подразделяются на линейные и площадные.
Линейными ориентирами являются реки, дороги, берега морей и т. д.
Площадные ориентиры — это местные предметы, которые занимают относительно большую или значительную площадь и выделяются на фоне местности своими контурами, например крупные озера, большие населенные пункты, отдельные участки леса.
Точечными ориентирами являются перекрестки дорог, мосты, мелкие населенные пункты, железнодорожные станции, разъезды, отдельные строения, резкие излучины рек и т. д.
Основным признаком, по которому судят о качестве ориентиров при самолетовождении, являются дальность их видимости с самолета и степень опознаваемости с высоты полета.
Дальность видимости ориентиров и степень их опознаваемости зависят от различных условий: времени года и суток, высоты и скорости полета, прозрачности воздуха, естественной освещенности, характера местности, контуров, характера самого ориентира, типа самолета и т. д. Например, в зимнее время замерзшие и занесенные снегом реки и озера очень трудно различаются на общем снежном фоне, в то время, как летом они являются хорошими ориентирами.
При большом насыщении местности однородными ориентирами, например железными дорогами, они также теряют значение характерных ориентиров, так как с трудом отличаются один от другого. Если со средних высот полета шоссейные дороги хорошо видны и являются хорошими ориентирами, то с увеличением высоты полета они становятся малоразличимыми.
В пустынной местности даже тропы и колодцы имеют значение характерных ориентиров.
Для бесснежного покрова местности днем характерными ориентирами являются железные и шоссейные дороги, озера и реки, крупные и средние населенные пункты, железнодорожные станции, берега морей, отдельные высокие горы и хребты, отдельные участки леса в безлесном районе и т. п.
Каждый ориентир имеет основные и дополнительные признаки, отличающие данный ориентир от ему подобных. Основными признаками ориентиров являются их размеры, конфигурация и окраска.
Дополнительными признаками являются такие, по которым отличают один ориентир от ему подобного, например один населенный пункт от другого населенного пункта или одну реку от другой. Дополнительными признаками могут быть количество и направление дорог, подходящих к населенному пункту, наличие и взаимное местоположение других ориентиров вблизи населенного пункта — рек, озер и других населенных пунктов.
Приведем примеры такого сочетания (рис. 155).
Рис. 155.
К двум населенным пунктам — Иваново и Лужки — подходит одинаковое количество дорог, близ каждого из них протекает река. Но у населенного пункта Лужки река протекает с северо-восточной стороны, а у населенного пункта Иваново — по направлению север — юг. Кроме того, юго-восточней Лужки имеются кустарниковые заросли, а юго-западнее Иваново — озеро. Все эти дополнительные ориентиры дают возможность отличать один ориентир от другого.
Два населенных пункта —
Рис. 156.
Дополнительными признаками для опознавания железнодорожных станций могут служить: характер и расположение различных служебных построек, например депо, водокачка, поворотный круг; количество и направление относительно стран света, железнодорожных путей; с какой стороны относительно путей находится станция.
При распознавании рек обращают внимание на их размеры, направления относительно стран света, характер береговых изгибов и наличие растительности, наличие, характер и место расположения мостов, подходов к бродам, населенных пунктов, притоков и т. д.
В подавляющем большинстве случаев использование дополнительных признаков позволяет безошибочно распознавать ориентиры с различных высот полета.
Дальность видимости и опознаваемость ориентиров характеризуют их степень значимости для целей самолетовождения.
Крупные населенные пункты заметны с больших расстояний в виде темного бесформенного пятна, выделяющегося на общем фоне местности. Промышленные пункты можно обнаружить с больших расстояний по густой дымке над ними.
Средние населенные пункты бывают хорошо заметны по пестрой окраске стен домов и крыш.
Мелкие населенные пункты различаются между собой общей конфигурацией, направлением главных улиц, часто являющихся продолжением шоссейных или других дорог. Отдельные мелкие населенные пункты опознаются по расположению их относительно других ориентиров.
Большие реки являются лучшими ориентирами в летний период. Они представляются в виде широкой, темной, извилистой полосы. Хорошо видны все изгибы и повороты. Берега рек четко выделяются на общем фоне местности светлым тоном берегового песка или благодаря густой растительности по берегам.
В зимнее время замерзшие реки видны очень плохо, даже с небольших расстояний.
Малые реки летом хорошо видны при наблюдении по вертикали под самолетом и хуже — в стороне. Они выделяются на общем фоне местности в виде темной, узкой, извилистой полоски. Заметны мелкие частые изгибы.
Озера видны с больших расстояний. Они отличаются от окружающей местности темной, широкой, ровной поверхностью и резко выделяющимися берегами.
Озера являются отличными ориентирами (за исключением тех районов, где озер очень много, например в Карело-Финской АССР). В зимнее время озера различаются только по теням высоких берегов и по сплошной белой площади.
Железные дороги выделяются на местности прямыми линиями темного цвета. С небольшой высоты различаются рельсы и шпалы. При изменении направления железные дороги имеют всегда плавное закругление.
Шоссейные дороги подразделяются на улучшенные (большаки, почтовые дороги) и проселочные. Большаки и почтовые дороги соединяют средние и крупные населенные пункты и тянутся на довольно значительные расстояния. Проселочные дороги пролегают между малыми населенными пунктами. В зависимости от времени года они меняют свои очертания и направления, поэтому ориентировка по проселочным дорогам затруднительна.
Лес хорошо различается с больших расстояний. Хвойные леса отличаются от общего фона местности темно-зеленой окраской. Отдельные леса в безлесном районе можно с успехом использовать в качестве ориентиров.
Дальность видимости ориентиров существенно сказывается на высоте полета. Чем больше высота полета, тем больше дальность видимости различных ориентиров на земной поверхности. Ниже приводится таблица, показывающая дальность видимости в километрах ориентиров в зависимости от высоты полета днем в ясную погоду.
Визуальная ориентировка применяется при наличии и видимости земных ориентиров. В районах, имеющих крупные характерные ориентиры (морское побережье, большие реки, крупные озера), ведение ориентировки не встречает затруднений и ориентироваться легко. Ориентировка по линейным и точечным ориентирам (дороги, реки, небольшие озера, населенные пункты) не вызывает затруднений.
В районах с большим количеством однородных ориентиров (густая сеть пересекающихся железных дорог, многочисленные мелкие озера, речки, населенные пункты) ориентировка более трудная.
Над горами с резко выраженным рельефом (высокие вершины и хребты) ориентировку вести легче, над горами со сглаженным рельефом — труднее.
В районах однородной местности с большими лесными или водными пространствами (пустыни, тундры, тайга) визуальная ориентировка почти исключается.
Неблагоприятные атмосферные условия в полете (туман, дымка, облачность) уменьшают прозрачность атмосферы и затрудняют визуальную ориентировку.
В сумерки, ночью, весной и осенью условия визуальной ориентировки ухудшаются, так как изменяется окраска и форма ориентиров.
Высота полета в значительной мере влияет на видимость ориентиров. Наилучшая высота для опознавания ориентиров с самолета является 1000–2000 м.
Скорость полета ограничивает время на распознавание ориентиров, что создает затруднение для летчика в ведении визуальной ориентировки.
Видимая с самолета местность может быть подразделена на зоны, отличающиеся между собой различными условиями видимости ориентиров. Местные предметы, находящиеся в зоне, радиус которой равен удвоенной высоте, хорошо различаются во всех деталях. В зоне, имеющей радиус, равный семикратной высоте полета, можно различать только контуры ориентиров. За пределами этой зоны видны только пятна с неопределенными очертаниями (рис. 157). Ухудшение метеорологических условий в той или иной степени сокращает радиус видимости.
Рис. 157.
В светлые лунные ночи визуальная ориентировка выполняется так же, как и днем при неблагоприятной видимости. В темные ночи, особенно с больших высот, земная поверхность почти неразличима, что чрезвычайно затрудняет выполнение визуальной ориентировки.
При наличии крупных световых ориентиров, хорошо известных летчику, визуальная ориентировка благодаря большой дальности видимости не представляет затруднений. Дальность обнаружения световых ориентиров зависит от светосилы источника света, степени темноты ночи, прозрачности атмосферы и высоты полета.
Дальность видимости световых ориентиров и огней в темную ночь при наблюдении с высоты 2000 м приведена в
В течение ночи степень освещенности световых ориентиров, особенно населенных пунктов, резко изменяется. К полуночи световые ориентиры значительно сокращаются или почти отсутствуют.
Визуальная ориентировка складывается из следующих пяти последовательно выполняемых элементов:
1. Определение по карте характерных ориентиров, которые требуется найти на местности. Пользуясь картой в полете, летчик прежде всего определяет по ней наиболее характерные ориентиры, по которым безошибочно можно определить место самолета в данном районе полета.
В этих случаях следует руководствоваться правилом: опознавать ориентиры нужно не по одному, а по нескольким признакам, как основным, так и вспомогательным. Это исключает возможность путаницы и ошибок в определении ориентиров и отметки МС на карте.
2. Определение направления, в котором должны появиться искомые ориентиры. Пользуясь картой в полете, летчик приближенно рассчитывает и глазомерно прокладывает на карте линию пути самолета. Затем определяет, в каком направлении (впереди, впереди справа, впереди слева и на каком удалении) могут появиться избранные характерные основные и вспомогательные ориентиры, по которым безошибочно можно определить МС.
3. Определение времени появления самолета в районе видимости характерных ориентиров. Летчик, сличая карту с пролетаемой местностью, быстрым расчетом в уме и глазомерной прокладкой на карте приближенно должен проложить путь самолета и определить время, когда появится самолет над характерным ориентиром, по которому возможно определить
В этом случае до истечения рассчитанного времени прибытия самолета на характерный ориентир (пусть он будет на линии пути, справа или слева) летчик за 3–4 мин. переходит к сличению карты с местностью и ожидает появления самолета в районе намеченного ориентира для определения
Рис. 158.
4. Ориентировка карты по компасу. Ориентирование карты по странам света при помощи магнитного компаса производится в следующем порядке:
— по показанию компаса мысленно прокладывают на карте направление полета;
— карту поворачивают так, чтобы направление полета проложенное на карте, было параллельно продольной оси самолета (рис. 159).
Рис. 159.
В случае выполнения полета по заданному маршруту, т. е. когда заданная линия пути проложена, достаточно карту держать так, чтобы линия пути была направлена по направлению полета (рис. 159).
Ориентирование карты по странам света не только облегчает безошибочность ориентировки, но и значительно упрощает определение места самолета.
5. Сличение карты с местностью и определение
Рис. 160.
Изучив и зрительно запомнив изображение ориентира на местности, взгляд переносят на карту. Отыскав на карте условное изображение ориентира, сверяют его с наблюдением на местности и, если результаты сличения не вызывают сомнения в достоверности опознанного ориентира на местности, на карте отмечают крестиком место самолета с указанием времени нахождения самолета над данным ориентиром.
Отметить место самолета на карте по опознанному характерному ориентиру на местности, находящемуся на линии пути самолета или поблизости, несложно. Определение же места самолета по видимым характерным ориентирам, находящимся в стороне от линии пути, связано с некоторыми затруднениями. Для того чтобы определить место самолета по отдаленным легко опознаваемым ориентирам, требуется умение летчика определять расстояние и курсовой угол до опознанного ориентира.
Определение расстояния до легко опознаваемых ориентиров, находящихся в стороне от линии пути самолета, летчик может точно производить по вертикальному углу и высоте полета.
Для этого летчик с помощью глазомера определяет вертикальные углы (рис. 161). Глазомерное определение вертикальных углов аналогично способу измерения направления на карте лишь с той разницей, что это измерение производится в вертикальной плоскости.
Рис. 161.
Отсчет вертикальных углов с самолета следует начинать тренировкой из кабины на земле. После наземной тренировки следует приступить к отсчету вертикальных углов в полете. Для этого надо определить вертикальный угол 90°, т. е. угол, заключенный между мысленно опущенным перпендикуляром на землю и линией визирования параллельно горизонту земли, а затем по воображаемой линии визирования с самолета на ориентир.
Определение расстояния
Рис. 162.
По расстоянию
Рис. 163.
Таким же способом производят глазомерную прокладку на карте истинного пеленга самолета со второго отдаленного ориентира.
Пересечение воображаемых истинных пеленгов самолета с удаленных двух ориентиров (рис. 164) определяет место самолета на карте. Полученное
Рис. 164.
При отсутствии другого ориентира
В полете во время визуальной ориентировки летчик должен уметь правильно распределять свое внимание. Местность, видимую с самолета, следует обозревать не только под самолетом и в непосредственной близости от него, но как можно дальше вперед и по сторонам, насколько позволяют условия видимости.
На обнаруженные ориентиры далеко вперед не рекомендуется полностью сосредоточивать внимание, а следует находить и опознавать другие ориентиры, видимые вперед и по сторонам.
Ориентировка, выполняемая летчиком по нескольким ориентирам, всегда более надежна и достоверна.
При наличии в зоне видимости с самолета нескольких ориентиров сначала опознают наиболее крупные и характерные из них, а затем переходят к другим, более мелким ориентирам.
Ориентир считается достоверно опознанным, если все его признаки подтверждаются условными их изображениями на карте. В выполнении полета по маршруту рекомендуется постоянно знать расчетное место самолета на карте, упреждать появление ориентира в зоне видимости, т. е. рассчитывать время вероятного появления того или другого характерного ориентира в зоне видимости. При визуальной ориентировке летчик обязан вести запись курсов, времени полета в бортовом журнале и отмечать на карте МС.
Таким образом, основными правилами визуальной ориентировки в полете будут следующие:
1. Перед сличением карты с местностью ориентировать карту при помощи компаса.
2. Сочетать визуальную ориентировку с прокладкой пути, чтобы иметь возможность сличить карту с местностью в ограниченном районе.
3. Упреждать появление ориентира в поле видимости, т. е. заранее знать, какой ориентир и с какого направления появится.
4. Опознавать сначала крупные, наиболее характерные ориентиры в поле видимости, а затем переходить к опознаванию более мелких ориентиров вблизи самолета и под самолетом.
5. Опознавать ориентиры не по одному признаку, а по нескольким, чтобы не принять один ориентир за другой, похожий на него.
6. Сличать карту с местностью можно, идя от карты к местности и наоборот.
7. Независимо от своего места в строю (ведущий, ведомый) каждый летчик обязан вести визуальную ориентировку.
Наряду с другими средствами самолетовождения (радиотехническими, дальномерными, астрономическими), визуальная ориентировка в сочетании с навигационными приборами пока является основным средством самолетовождения, без нее немыслимо выполнение какого-либо маршрутного полета.
Недостаточное умение вести визуальную ориентировку в полете, как правило, приводит к потере ее не только в маршрутных полетах и перелетах, но и при полетах в районе аэродрома.
Умелое использование визуальной ориентировки в полете дает возможность летчику определять навигационные элементы полета, обеспечивающие высокую точность самолетовождения и надежный контроль пути следования в процессе всего полета. Сличая карту с пролетаемой местностью и определяя несколько МС, летчик может безошибочно определять следующие элементы полета.
— линию фактического пути самолета;
— линейную величину уклонения самолета от линии заданного пути (боковое уклонение);
— знак и величину угла сноса;
— путевую скорость самолета.
Линия фактического пути самолета определяется по нескольким отметкам
Рис. 165.
Глава 9
ИСПРАВЛЕНИЕ ПУТИ
Одним из важных условий точности самолетовождения является непрерывный контроль пути. Знание места самолета или данных, по которым можно найти место самолета, и умение точно выдерживать навигационный режим полета позволяют не только своевременно исправить отклонения от заданного пути и времени, но и предупреждать появление этих отклонений.
Боковое уклонение самолета от линии заданного пути может быть от невыдерживания курса самолета и неучета фактического угла сноса.
Боковое уклонение определяется отметкой места самолета на карте (рис. 166). Величину линейного бокового уклонения измеряют с помощью масштабной линейки или глазомерным измерением дальности (по вертикальному углу) до опознанного ориентира, находящегося на линии заданного пути.
Рис. 166.
При обнаружении уклонения самолета от заданного маршрута (линии заданного пути) необходимо исправлять путь с тем, чтобы не допускать дальнейшего уклонения и выполнять полет по заданному пути следования.
Исправление пути по боковому уклонению может быть:
— с расчетом выхода на конечный пункт маршрута (КПМ, цель);
— с расчетом выхода на очередной контрольный ориентир;
— с расчетом выхода на тот контрольный ориентир, у которого обнаружено боковое уклонение.
Исправлять путь следует только в том случае, если уклонение от линии заданного пути определено достоверно.
При полете в условиях видимости земных ориентиров поправку в курс следования вводить целесообразно у контрольных ориентиров, где можно с помощью визуальной ориентировки безошибочно убедиться в наличии бокового уклонения.
Определение поправки в курс для выхода на КПМ осуществляется следующими способами.
1. Определение поправки в курс следования расчетом по HЛ-8.
Для расчета на линейке ПК нужно знать:
— пройденное расстояние (
— оставшееся расстояние до цели или следующего контрольного ориентира (
— линейное боковое уклонение (
Расчет производится по ключу (рис. 167).
Рис. 167.
Пример. Пройденное расстояние
Если курс исправить только на пройденное расстояние, т. е. на 6°, то самолет будет идти параллельно заданной линии пути на удалении, равном боковому уклонению в 5 км.
Чтобы самолет сближался с линией заданного пути и вышел на цель, необходимо взять поправку на оставшееся расстояние. Для этого треугольный индекс устанавливаем на оставшееся расстояние
Так как уклонение было влево, то поправку прибавляем и получаем курс для выхода нацель: 110°+ 10°= 120° (рис. 168).
Рис. 108.
2. Определение поправки в курс по боковому уклонению с помощью транспортира. Определение поправки в курс с помощью транспортира является простым способом, в то же время дающим необходимую точность в определении поправки курса следования по боковому уклонению. Этот способ успешно может быть применен летчиком в полете. Сущность этого способа состоит в следующем (рис. 169).
Рис. 169.
При уклонении самолета от линии заданного пути отметку
3. Определение поправки в курс по боковому уклонению с помощью таблиц. Поправка в курс определяется величиной бокового уклонения пройденного расстояния и расстояния, оставшегося до цели. Для быстрого определения
Пример. Sпр = 25 км;
4. Определение поправки в курс глазомерной прокладкой. Глазомерное определение поправки в курс применяется при невозможности по каким-либо причинам применить один из перечисленных способов определения
Сущность этого определения заключается в том, что
Рис. 170.
В зависимости от обстановки и условий полета летчик может исправлять путь выходом непосредственно на конечный пункт маршрута (цель), или на очередной контрольный ориентир, или на тот ориентир, у которого обнаружено уклонение (рис. 171).
Рис. 171.
а — выход на очередной контрольный ориентир; б — выход с точки уклонения на контрольный ориентир, против которого обнаружено уклонение
Измерение угла сноса в полете является важнейшей задачей самолетовождения. Зная угол сноса, можно определить (рассчитать) фактический путевой угол самолета. Принцип измерения угла сноса заключается в определении угла между осью самолета и направлением видимого перемещения земных предметов.
Угол сноса измеряет штурман самолета с помощью оптического визира, прицела или радио и радиолокационных средств самолетовождения. Приближенное измерение угла сноса может производить непосредственно летчик в полете.
Этот способ заключается в том, что летчик, проходя исходный пункт маршрута, направляет продольную ось самолета по линии заданного пути, т. е. выдерживает курс самолета, равный
Угол между линией заданного и фактического пути летчик измеряет с помощью транспортира или глазомерно. Этот угол и будет фактическим углом сноса. Для того чтобы исправить курс следования самолета с задачей выхода на конечный пункт — цель или промежуточный контрольный ориентир, необходимо руководствоваться следующим положением.
Если самолет прошел путь
ККиспр = КК + ПК.
Если самолет пролетел половину пути (1/2
Рис. 172.
Пример. Через некоторое время после отхода от ИПМ с
В момент отметки МС самолет пролетел примерно 1/3 всего пути. Определить поправку в курс и рассчитать исправленный курс самолета для выхода в заданную точку
2. Определяем новый компасный курс следования.
ККиспр = КК + ПК; при
ККиспр = 120°+12°= 132°.
В различных районах маршрута, как правило, скорость и направление ветра не бывают одинаковыми, а поэтому курс следования, рассчитанный по шаропилотному ветру на аэродроме взлета, в преобладающем большинстве не соответствует фактическим условиям ветра на маршруте. В результате этого фактический угол сноса будет иметь расхождение с расчетным углом сноса как по знаку, так и по его величине.
В связи с этим движение самолета не будет совпадать с линией заданного пути, а будет иметь место боковое уклонение самолета от линии заданного пути. Уточнение угла сноса производят путем нескольких отметок
Чтобы уточнить угол сноса, т. е. определить его фактическую величину, необходимо с помощью транспортира или глазомерно определить угол между заданной линией и фактической линией пути, затем этот угол исправить на угол сноса, рассчитанный по шаропилотному ветру.
Порядок расчета фактического угла сноса по отметкам
— по отметкам
— глазомерно провести линию через отметки
— измеренный угол сноса исправить на расчетный, как показано на схемах (рис. 173).
Рис. 173.
Если самолет уклоняется от заданной линии пути влево, курс самолета следует увеличивать на половину или полный расчетный угол сноса, в зависимости от величины уклонения самолета от заданной линии пути. При последующих отметках
Путевую скорость в полете можно определять по пройденному пути и времени полета на НЛ-8 и расчетами в уме.
Чтобы рассчитать путевую скорость в уме, следует:
— сличая карту с пролетаемой местностью, произвести две-три отметки
— измерить расстояние между двумя отметками
— определить время полета самолета между двумя отметками
— рассчитать путевую скорость по формуле
W км/час = S·60/t
Пример. Расстояние между двумя отметками МС
2. Определяем число километров, проходимых самолетом за час; для этого
3. Определяем время полета от последней отметки до впереди лежащего пункта, если
Раздел II
ПРАКТИКА САМОЛЕТОВОЖДЕНИЯ
Глава 10
ПОДГОТОВКА К ПОЛЕТУ
Штурманское снаряжение предназначается для подготовки и расчета маршрутного полета и определения навигационных элементов в полете.
В комплект штурманского снаряжения летчика входит (рис. 174):
1 — четырехсторонний планшет для хранения карты;
2 — наколенный планшет;
3 — масштабная линейка;
4 — транспортир;
5 — навигационная счетная линейка;
6 — наручные штурманские часы;
7 — карманный компас;
8 — набор карандашей и резинка;
9 — перочинный нож.
Для различных навигационных расчетов в полете летчику рекомендуется в комплекте штурманского снаряжения иметь дубликаты поправочных графиков навигационных приборов своего самолета и бортовые таблицы навигационных расчетов.
Рис. 174. Комплект штурманского снаряжения летчика
Точное и безопасное самолетовождение обеспечивается тщательной и всесторонней штурманской подготовкой к полету. На земле штурманская подготовка к маршрутному полету подразделяется на предварительную подготовку и предполетную подготовку.
— получение задания на выполнение маршрутного полета или перелета;
— выбор и прокладку маршрута;
— расчет полета;
— изучение маршрута и средств ЗОС;
— разработку штурманского плана полета;
— розыгрыш штурманского полета.
Предварительная подготовка к полету может быть в день полета или, как правило, накануне полетов.
Получение задания на выполнение маршрутного полета. Получив задание на выполнение маршрутного полета, летчик должен уяснить поставленную перед ним цель, связанную с точностью и безопасностью самолетовождения. В случае какого-либо сомнения в выполнении поставленной задачи летчик обязан доложить и добиться выяснения непонятных вопросов или же сообщить причины непосильности выполнения полученного задания. Во время постановки задачи на выполнение маршрутного полета летчик должен кратко записать в соответствующую тетрадь все, что относится к подготовке и обеспечению полета.
Выбор и прокладка маршрута. Основными требованиями при выборе маршрута являются: обеспечение наибольшей надежности ориентировки, для чего учитывается характер местности и ориентиров в районе полета и расположение средств ЗОС (земное обеспечение средств самолетовождения); прокладка маршрута вне запретных зон и с наименьшим количеством изломов.
При выборе маршрута необходимо, учитывая профиль полета, обеспечить безопасность от столкновения с препятствиями.
Подготовка карты маршрута начинается с подбора и склейки требуемых листов карт. Для дальних полетов применяется в качестве основной полетная карта масштаба 1:1 000 000 или 1:500 000, в зависимости от требований, поставленных на полет.
Для небольших маршрутов в качестве основной полетной карты может быть использована карта масштаба 1:500 000.
Листы нужных карт подбирают при помощи сборных таблиц и выбранные листы склеивают. При склейке листов карт северный лист наклеивают на южный, а западный на восточный.
В качестве исходного пункта маршрута (ИПМ) выбирается характерный ориентир (или точка ЗОС), удаленный от аэродрома взлета на 10–50 км. Поворотным пунктом маршрута (ППМ) и исходным пунктом обратного маршрута (ИПОМ) выбирают наиболее характерные ориентиры.
Конечный пункт маршрута (КПМ) следует выбирать в районе аэродрома посадки на удалении от него 5—15 км.
Кроме указанных основных ориентиров, на линии заданного пути или в непосредственной близости от нее выбирают контрольные ориентиры (КО), которые должны быть хорошо видимыми с высоты полета. Наиболее значительные высоты местности обводят прямоугольником черного цвета. Магнитное склонение наносят красными цифрами в различных местах карты. Цифру, обозначающую величину магнитного склонения, со знаком градуса обводят кружком красного цвета.
Для прокладки маршрута (рис. 175) намеченные ИПМ, ППМ и КПМ обводят красными кружками диаметром 10 мм.
Рис. 175.
ИПМ, ППМ и КПМ соединяют прямыми линиями любого цвета, лучше простым черным карандашом. С каждого пункта (ИПМ, ППМ) измеряют ИПУ. Для перевода ЗИПУ в ЗМПУ необходимо из ЗИПУ вычесть магнитное склонение: ЗМПУ = ЗИПУ — (±ΔМ).
Отрезки между пунктами измеряют с помощью масштабной линейки, т. е. определяют длину отрезка каждого этапа заданного пути. После прокладки линии пути производят разметку маршрута. Справа от линии заданного пути по направлению полета в свободных от ориентиров местах карты между контрольными или поворотными пунктами отмечают черным карандашом в виде дроби расстояние (числитель) и штилевое время полета, т. е. время, рассчитанное по истинной воздушной скорости самолета (знаменатель) (рис. 176).
Рис. 176.
Магнитные путевые углы (МПУ) отмечают красным карандашом со знаком градусной величины справа от записанных расстояний и штилевого путевого времени полета.
Магнитные путевые углы отмечают при каждом изломе маршрута и через каждые 15–20 см прямолинейного участка пути, а также при изменении магнитного склонения на один и более градусов.
После прокладки маршрута короткими штрихами вправо от линии пути отмечают пятиминутные отрезки пути. Размеры всех цифр, обозначаемых на карте, 7—10 мм.
После прокладки маршрута производится штурманский расчет полета с целью определения следующих элементов:
— длины участков маршрута между основными контрольными ориентирами и общей длины маршрута;
— путевого времени по участкам маршрута и общей продолжительности полета;
— магнитно-путевых углов для каждого маршрута;
— резерва летного времени в зависимости от общей продолжительности полета и запаса горючего;
— времени прохода ИПМ для прибытия на аэродром посадки в заданное время;
— безопасной высоты полета.
Предварительный расчет полета производится без учета ветра по истинной воздушной скорости полета. Данные этого расчета записывают на карту. Длину пути, МПУ между пунктами записывают в бортжурнал в графу расчетных данных.
Окончательно полет рассчитывают перед вылетом, с учетом шаропилотного или прогностического ветра давностью не более 1 часа. Результаты этого расчета заносят в левую часть бортового журнала.
При отсутствии данных о ветре в левую часть бортжурнала записывают расчеты по данным штилевого ветра. Общую продолжительность полета без учета ветра рассчитывают в следующем порядке:
— путевое время по участкам маршрута складывают и получают суммарную продолжительность полета по маршруту;
— к полученной продолжительности полета прибавляют время на взлет, сбор группы, на полет от аэродрома до ИПМ и от КПМ до аэродрома посадки.
Резерв летного времени определяется как разность общего запаса горючего в часах полета и общей продолжительностью полета, увеличенной на 10 % на случай возможных отклонений от маршрута.
Продолжительность полета при имеющемся запасе горючего определяют по
Дальность и продолжительность полета самолета зависят от количества горючего, залитого в бак самолета, и от выбранного режима полета. Расход горючего и дальность полета могут изменяться в широких пределах. На величину расхода горючего и дальность полета влияют скорость и высота полета, число оборотов двигателя, метеорологические условия и другие факторы.
Влияние скорости полета на продолжительность и дальность полета. В
Влияние высоты на продолжительность и дальность полета. С увеличением высоты полета потребная мощность двигателя самолета Як-18 увеличивается, что приводит к увеличению расхода горючего и снижает продолжительность полета, особенно на повышенных скоростях.
Наивыгоднейшая скорость по прибору до высоты 1 000 м составляет примерно 170 км/час, а от 1000 м до 2000 м наивыгоднейшая скорость для выполнения маршрутных полетов будет 160 км/час, что подтверждается результатом летных испытаний самолета Як-18 в НИИ ВВС.
Пример. Заданная высота полета
Записываем в бортовой журнал резерв горючего: 2 часа 40 мин.
Расчет резерва горючего по таблицам на высотах 1000, 1500 и 2500 м можно производить методом интерполяции.
Дневной полет рассчитывается так, чтобы закончить его за час до наступления темноты. Моменты наступления темноты и рассвета определяют по специальным графикам и записывают в бортовой журнал.
В каждом полете необходимо знать безопасную высоту полета, т. е. минимальную высоту полета, гарантирующую от столкновения с земной поверхностью и искусственными превышениями.
Рассчитывают безопасную высоту полета по прибору по формуле:
Hбез = Нист. без + ΔHр + ΔHпреп + ΔHбар.
Пример.
Расчетная безопасная высота полета будет 945 м, округляем до 950 м и записываем в бортовой журнал.
При изучении маршрута полета на карте выясняют: систему линейных ориентиров, общий характер земной поверхности; наличие крупных характерных ориентиров, их конфигурацию и взаимное расположение; особенности ориентировки в районе полета; наличие и характер аэродромов, посадочных площадок и мест, пригодных или явно опасных для посадки, запретные зоны по маршруту, входные и выходные ворота, а также наличие и характер высоких предметов, представляющих опасность при полете на малых высотах. Кроме того, намечают и запоминают надежный линейный ориентир, который можно использовать на случай восстановления ориентировки.
В результате изучения маршрута летчик должен знать на память схему расположения и отличительные признаки основных ориентиров в районе маршрута, МПУ, расстояние и путевое время по этапам полета. Кроме того, нужно запомнить месторасположение аэродромов, посадочных площадок и запретных зон, рельеф местности и линии, определяющие государственную границу. Изучение средств ЗОС заключается в выявлении данных о средствах ЗОС, месте их расположения, частоте работы и позывных, характере и времени работы радиостанций.
Штурманский план полета летчик разрабатывает в период предполетной подготовки. В результате разработки штурманского плана летчик должен четко представлять порядок выхода на ИПМ, способ выхода на линию заданного пути, способы контроля и исправления пути по этапам маршрута и обратного пути, способ выхода на КПМ и действия в случае потери ориентировки. Штурманский план полета изображается в виде схемы (рис. 177).
Рис. 177.
Перед каждым маршрутным полетом производится контрольный розыгрыш полета. Хорошая подготовка плана розыгрыша полета и умелое проведение его позволит летчику усвоить порядок действий на каждом этапе маршрута и правильно принять решение в опасных случаях полета.
Розыгрыш маршрутного полета имеет целью проверить готовность летчика к выполнению поставленной задачи, умение последовательно производить те или другие действия по определению навигационных элементов полета и точность выполнения заданного маршрута. Кроме того, при розыгрыше отрабатываются порядок работы летчика на маршруте, последовательность и правильность выполнения отдельных элементов на каждом этапе, а также действия летчика на случай неисправности материальной части, отсутствия связи с землей, ухудшения метеорологических условий по маршруту, потери ориентировки и вынужденной посадки вне аэродрома.
Розыгрыш составляется в порядке последовательности выполнения всего полета: взлет, проверка материальной части самолета в воздухе, выход на ИПМ, следование по маршруту, контроль пути, исправление бокового уклонения, расчет навигационных элементов полета и возвращение на КПМ. В розыгрыше маршрутного полета особое внимание следует обращать на отработку всего, что связано с безопасностью полета.
Розыгрыш полета составляется в виде вводных вопросов и правильных ответов летчика. Вводные должны ставиться летчикам применительно к тем условиям, с которыми придется летчику встретиться в полете. В плане розыгрыша полета должно быть предусмотрено использование различных наглядных пособий, приборов, схем макетов, фотоснимков характерных ориентиров, которые расположены на линии заданного пути и в стороне от нее, определение величины бокового уклонения по отметкам
Оценки, выставляемые каждому летчику, участвующему в розыгрыше полета, дают возможность судить о степени их подготовки к выполнению поставленной задачи данного маршрутного полета.
Штурманская подготовка перед вылетом или предполетная подготовка перед выполнением маршрутных полетов складывается из:
— внешнего осмотра навигационного оборудования самолета и его готовности к полету;
— изучения метеорологической обстановки по маршруту;
— расчета элементов полета по данным шаропилотного или прогностического ветра;
— контроля готовности летчика к полету.
Внешний осмотр навигационного оборудования самолета. Путем осмотра кабины летчик проверяет наличие на самолете всех положенных приборов, их внешнюю исправность и надежность крепления. Устанавливают наличие графиков поправок приборов и бортовых карт, обращая внимание на срок проверки приборов, особенно даты списания девиации. Обнаруженные дефекты приборов должны быть немедленно устранены специалистами. После осмотра и проверки исправности приборов их устанавливают в исходное положение, а стрелку высотомера на ноль шкалы.
Изучение метеорологической обстановки по маршруту. Непосредственное метеорологическое обеспечение полетов производят авиаметеорологические станции, которые принимают по радио и телеграфу сведения о погоде и составляют необходимое количество синоптических и кольцевых карт.
На основании подробного анализа всего имеющегося материала на метеорологических станциях составляют суточные прогнозы по району аэродрома.
Перед полетом летчик не позднее чем за 30 мин. до вылета должен получить личную консультацию от метеоролога о погоде по маршруту и прогноз на период полета. По синоптической и кольцевой картам (рис. 178, 179) подробно изучается метеорологическая обстановка и выясняется:
— состояние, характер и высота нижней границы облаков по маршруту;
— районы, закрытые туманом, мощность туманов, их продолжительность;
— на каких высотах наблюдается температура от 0° до —10°, при которой могут быть случаи опасного обледенения, и границы распространения обледенения;
— зоны осадков, их виды и вероятная продолжительность выпаданий;
— районы, охваченные грозовой деятельностью, характер грозовой деятельности (внутримассовые или фронтальные грозы);
— районы, где располагаются атмосферные фронты, и характер их (теплый, холодный или фронты акклюзии);
— протяженность зон «нелетной» погоды, районы, где можно пробить облачность или обойти фронты;
— господствующие ветры, их тенденции.
Рис. 178.
Рис. 179.
Кроме этого, метеорологические условия по маршруту полета летчик изучает по информационному бюллетеню.
По шаропилотному ветру на высотах, записанному в информационном бюллетене, рассчитывается курс следования от аэродрома до ИПМ, курсы следования и путевые скорости для каждого этапа маршрута. Навигационные элементы полета, рассчитанные по шаропилотному ветру, записывают в графы расчетных данных бортового журнала летчика.
Пример. Заданная высота полета по маршруту
Рассчитать МК
Расчет навигационных элементов полета производится с помощью ветрочета или НЛ-8.
2. Рассчитываем МК,
3. Рассчитываем МК,
«ИМП-Петровка» МК = 79°;
«Петровка- Черноречье» МК = 105°,
«Черноречье-КПМ» МК = 215°,
«КПМ — аэродром посадки» МК = 230°,
4. Определяем продолжительность полета с момента отхода от аэродрома взлета до момента прихода на аэродром посадки.
tпути = tипм + tмарш + tаэр
5. К этому времени прибавляем время, необходимое на взлет, набор высоты и выполнение посадки. Получаем общую продолжительность полета:
tобщ = tвсего пути + tвзл. пос
6. При наличии количества заправленного горючего в баки самолета рассчитываем резерв горючего по таблицам с учетом 10 % запаса, результат записываем в бортовой журнал летчика в соответствующую графу.
7. Пользуясь дубликатом графика девиации компаса, производим запись КК в графу бортжурнала КК (МК) для каждого этапа маршрута.
МК и время полета от аэродрома до ИПМ и от КПМ до аэродрома летчик должен помнить или же записать условными обозначениями где-либо на планшете.
Ни один самолет не может быть выпущен в маршрутный полет без контроля штурманской подготовки летчика. Контроль готовности летчика к выполнению полета по маршруту производится перед вылетом и заканчивается за 15–20 мин. до выруливания на старт.
При штурманском контроле у летчика проверяют:
1. Знание поставленной перед ним задачи и условий выполнения полета по маршруту.
2. Подготовку карты и знание маршрута. Полетная карта должна быть заправлена в четырехсторонний планшет так, чтобы она всегда была готова к пользованию без перекладки на все время полета или на определенный участок (рис. 180). Па карте проверяется правильность прокладки маршрута, записи ЗМПУ, расстояния, путевого времени, пятиминутных отрезков пути, отметок высот и склонения.
Рис. 180.
3. Наличие бортового журнала, расчета полета, таблиц и справочных данных.
4. Наличие штурманского плана полета (в виде схемы) и умение изложить его на память летчиком.
5. Знание летчиком на память средств ЗОС, их места расположения, данных работы радиостанций и возможных способов их использования.
6. Знание запретных зон и запасных аэродромов по маршруту.
7. Знание безопасной высоты и эшелона полета.
8. Знание порядка и способов восстановления потерянной ориентировки в данных условиях полета.
9. Наличие у летчика положенного штурманского снаряжения.
Проверяющий должен установить наличие всех положенных предметов оборудования, правильность установки исходных данных на приборах и правильность показания бортовых и личных часов летчика.
Обнаруженные при проверке недостатки немедленно исправляют, а если это требует значительного времени, то летчик может быть отстранен от полета. После проверки готовности летчика к выполнению полета по маршруту контролирующий подписывает бортовой журнал летчика в графе «К полету готов». Без такой подписи летчик не имеет права вылетать на выполнение маршрутного полета.
Глава 11
ВЫПОЛНЕНИЕ МАРШРУТНОГО ПОЛЕТА
Выполнение маршрутного полета подразделяется на этапы. На каждом этапе летчик производит определенные расчеты и действия, направленные на осуществление точного самолетовождения. Основной порядок работы летчика по самолетовождению заключается в следующих последовательно выполняемых этапах:
— взлет, набор высоты и выход на ИПМ;
— выход на линию заданного пути;
— контроль пути;
— исправление пути;
— вывод самолета на КПМ и на аэродром посадки.
Вырулив на линию старта, летчик должен уменьшить обороты до минимальных, остановить самолет и запросить по радио разрешение КП на взлет. Получив такое разрешение, еще раз бегло осмотреть линию исполнительного старта, закрыть фонарь, записать в бортовой журнал показания компасного курса (направления взлета) и бортовых часов. Затем плавно дать газ настолько, чтобы самолет сдвинулся с места, но при этом не изменил направления взлета, увеличить обороты до полных и начать взлет.
В горизонтальном полете на круге при скорости 150 км/час (1450–1500 об/мин) проверить пилотажно-навигационные приборы и приборы контроля работы двигателя и, убедившись в их исправной работе, запросить по радио командный пункт о разрешении выйти из круга полета для следования на исходный пункт маршрута.
В зависимости от фактической навигационной обстановки полета выход на ИПМ может выполняться по земным ориентирам, по компасу с курсом, рассчитанным на земле, и по точке ЗОС, установленной на ИПМ.
Выход на ИПМ по земным ориентирам применяется при наличии на пути от аэродрома до ИПМ хороших ориентиров, знакомых летчику. Выход самолета на ИПМ осуществляется сличением карты с местностью и направлением самолета от одного известного летчику на память ориентира к другому.
В обоих случаях направление полета контролируется компасом и временем полета (рис. 181).
Рис. 181.
Выход на ИПМ по компасу с курсом следования, рассчитанным на земле, требует наличия до вылета шаропилотных данных о ветре. Имея эти данные, летчик рассчитывает курс следования и продолжительность полета от аэродрома до ИПМ. При отсутствии шаропилотного ветра выход на ИПМ можно производить с курсом без учета ветра. В полете летчик выполняет самолетовождение по рассчитанному курсу следования и одновременно сличает карту с пролетаемой местностью.
Этот способ обеспечивает надежный вывод самолета на ИПМ, особенно в условиях ограниченной видимости (рис. 182).
Рис. 182.
Выход на ИПМ по точке ЗОС выполняется при наличии в ИПМ радионавигационной или световой навигационной точки. Этот способ обеспечивает выход на ИПМ с требуемой точностью в условиях плохой видимости, ночью и в местности, бедной ориентирами.
Выход на приводную радиостанцию (ИПМ) выполняется по указателю курсового угла РПК-10. Для этого летчик небольшими доворотами самолета должен добиться такого положения, при котором стрелка указателя находилась бы на «0» шкалы. Положение стрелки указателя на «0» означает, что продольная ось самолета направлена в сторону приводной радиостанции (рис. 183).
Рис. 183.
При выводе самолета на ИПМ следует учитывать, что полет выполняется с аэродрома на ИПМ с набором высоты до заданной высоты полета по маршруту. За 4–5 км до ИПМ самолет следует вывести на курс, равный заданному магнитному путевому углу первого этапа. Такой маневр дает возможность произвести подбор курса следования до выхода на ИПМ по линейному ориентиру или створу ориентиров.
В момент выхода самолета на ИПМ летчик устанавливает самолет на компасный курс следования первого отрезка маршрута. В зависимости от навигационной обстановки курс следования определяется:
— по створу двух ориентиров, лежащих на линии заданного пути;
— по прямолинейному ориентиру, лежащему на линии заданного пути;
— расчетом на земле по шаропилотным данным или по прогностическому ветру.
Выход на линию заданного пути подбором курса следования по створу ориентиров, лежащих на линии пути. Этот способ может быть применен в тех случаях, когда на заданной линии пути вблизи исходного пункта имеются характерные ориентиры, образующие створ с ИПМ. Маневр выполняется так. На линию створа выходят за 3–5 км до ИПМ или первого ориентира после ИПМ и направляют самолет так, чтобы створные ориентиры находились на одной линии, а самолет не сходил с линии створа. Если данный ориентир уходит вправо, курс необходимо изменить вправо и выйти снова на линию створа, если же ориентир уходит влево от линии створа, курс надо изменить влево. Добившись положения, при котором самолет будет следовать по линии створа, замечают показание компаса и в дальнейшем ведут самолет по этому курсу (рис. 184).
Рис. 184.
Выход на линию заданного пути подбором курса следования по линейному ориентиру, лежащему на линии заданного пути. Подбор курса следования по линейному ориентиру может быть произведен до прохода или после прохода ИПМ, при наличии хорошо заметного линейного ориентира, совпадающего с линией заданного пути. Самолет направляется вдоль линейного ориентира, и шлет совершают, не уклоняясь от ориентира в стороны.
При наличии бокового ветра самолет будет сносить с линейного ориентира, и для того, чтобы удержать движение самолета на линейном ориентире, приходится отклонять его продольную ось в сторону ветра на величину угла сноса. Обычно отворачивают самолет постепенно по 2–3°, добиваясь совпадения линии фактического пути с линейным ориентиром (рис. 185).
Рис. 185.
Как только будет достигнуто движение самолета по линейному ориентиру путем подбора угла сноса, замечают курс по компасу и ведут самолет по этому курсу.
Выход на линию заданного пути по рассчитанному курсу следования по шаропилотному ветру. Этот способ состоит в том, что в момент прохода ИПМ по рассчитанному курсу следования продольная ось самолета направляется не по линии заданного пути, а в сторону от нее на величину расчетного угла сноса (УСр) против ветра. Если фактические условия ветра соответствуют шаропилотным измерениям, движение самолета, т. е. его фактическая линия пути, будет совпадать с заданной линией пути. При этих условиях самолет не будет иметь уклонения (вправо, влево) от заданной линии пути и выйдет в заданную точку маршрута. К моменту прохода ИПМ летчик устанавливает скорость и высоту полета соответственно принятому при расчете курсу следования. В бортовой журнал записываются время и курс отхода от ИПМ (рис. 186).
Рис. 186.
Ввиду того что с момента определения шаропилотного ветра до вылета ветер может измениться, рассчитанный курс следования может оказаться неточным и самолет будет отклоняться от линии заданного пути. Поэтому сейчас же после пролета ИПМ следует приступить к контролю пути. Контроль пути в первую очередь должен быть осуществлен на участке маршрута от ИПМ по хорошо опознаваемым ориентирам, дающим возможность определить с наибольшей точностью два-три МС и отметить их на карте.
Карта ориентируется по компасу, после чего глазомерной прокладкой определяется вероятное место самолета к моменту начала сличения карты с местностью (рис. 187).
Рис. 187.
При этом оцениваются все доступные факторы, определяющие достоверность опознанных ориентиров, их взаимное расположение, место вероятного нахождения самолета, характерные признаки ориентира, который избран в качестве ориентира, определяющего МС.
В практике полетов летчики нередко определяют положение самолета относительно наблюдаемых ориентиров с ошибками положения самолета относительно наблюдаемых ориентиров. Такие ошибки происходят вследствие пренебрежения летчиком точным определением МС. Это приводит к тому, что, пролетая в 2–4 км от населенного пункта, летчик ставит МС (крестик) на населенном пункте, тем самым допуская ошибку в 2–4, а то и более километров в определении МС (рис. 188). Чем точнее будет определена и отмечена на карте точка МС, тем рассчитанная ПК по боковому уклонению будет более правильной, и новый КС, рассчитанный с учетом ПК, обеспечит надежный вывод самолета в избранную точку маршрута.
Рис. 188.
Когда ветер не постоянен или летчик не точно выдерживает режим полета, самолет, как правило, уклоняется от линии заданного пути. Чтобы вести самолет по линии заданного пути, необходимо своевременно обнаруживать уклонения от заданного маршрута и исправлять их. Это достигается контролем фактическое го пути следования в течение всего полета.
Одним из условий успешного самолетовождения является точное выдерживание заданного режима полета. Как правило, показания компаса, указателя скорости и высотомера в полете все время колеблются в пределах заданных величин. Поэтому летчик должен так пилотировать самолет, чтобы отклонения показаний приборов от заданных величин были минимальными и, самое главное, чтобы среднее показание приборов соответствовало заданным элементам полета (рис. 189).
Рис. 189.
Контроль пути по направлению заключается в определении фактического направления полета и бокового уклонения от линии заданного пути. Это достигается умением летчика своевременно обнаружить боковое уклонение самолета от линии заданного пути и точной отметкой на карте МС. ПК на карте определяется глазомерно или с помощью транспортира, после чего исправляется курс следования на величину ПК. В результате этого летчик будет иметь возможность вывести самолет с точки уклонения от заданной линии пути на нужный КО или ППМ (рис. 190).
Рис. 190.
Определять поправки в курс по боковому уклонению рекомендуется с помощью транспортира. Этот способ прост и легко выполним.
Порядок работы при контроле пути по направлению следующий:
1. Отметить на карте МС.
2. Если самолет уклонился вправо или влево от заданной линии пути, следует ось транспортира наложить на карте так, чтобы она соединила не меньше чем две точки МС, отмеченные на карте. Центр транспортира должен находиться на последней точке МС.
3. Наложить карандаш или глазомерно соединить МС последней отметки с точкой на линии маршрута (КО, ППМ), куда следует вывести самолет.
4. Измерить угол между осью транспортира и направлением на ориентир, находящийся на линии заданного пути: это и будет ПК, на которую нужно исправить курс самолета (рис. 191).
Рис. 191.
После того как самолет будет установлен на КС с учетом ПК, линия пути самолета будет направлена в пункт выхода, а линия курса при этом отойдет от линии пути на величину УС в сторону ветра (рис. 192).
Рис. 192.
При следовании в назначенный пункт контроль пути визуально не прекращается. После исправления бокового уклонения время прибытия на ППМ летчик рассчитывает по истинной воздушной скорости самолета (рис. 192).
Контроль пути по дальности. Главным в таком контроле является определение путевой скорости в полете и расчет по ней времени прибытия на очередной КО или ППМ. Путевая скорость уточняется (определяется) по расстоянию между отмеченными на карте МС и путевому времени. Контроль пути по времени, рассчитанный на основании измеренной путевой скорости и известного расстояния, ведется от одного контрольного ориентира к другому в течение всего полета по маршруту. В полете используется всякая возможность для ведения контроля пути.
Для контроля пути по дальности используются линейные ориентиры, пересекающие линию заданного пути, крупные характерные ориентиры, находящиеся на линии пути или траверзе.
Практическая работа летчика по ведению контроля пути по дальности состоит из визуального определения места самолета, записи на карте МС и времени прохода опознанных ориентиров (ИПМ, КО, ППМ) (рис. 193). Кроме того, определяется второе место самолета визуально, отмечается на карте МС, записывается время прохода опознанного ориентира, измеряется пройденное расстояние между первым и вторым МС.
Рис. 193.
Рассчитывается путевая скорость по пройденному пути и времени, после чего по путевой скорости рассчитывается время прибытия на очередной КО или ППМ (рис. 194).
Рис. 194.
Пройденное и оставшееся расстояние может быть измерено на карте масштабной линейкой, карандашом с нанесенными на нем сантиметровыми делениями или транспортиром с нанесенными делениями на нижней его кромке или глазомерным определением.
Расчет путевой скорости самолета по пройденному расстоянию и времени полета может быть произведен летчиком в полете:
— расчетом в уме по формулам:
W км/мин = S/t; W км/час = (W км/мин·10)·6;
— с помощью бортовых таблиц летчика;
— с помощью приведенных ранее способов расчета в уме навигационных элементов полета.
Расчет времени прибытия на очередной КО, ППМ по путевой скорости и расстоянию может производиться летчиком в полете:
— расчетом в уме по формулам:
— с помощью бортовых таблиц летчика.
За 3–4 мин. до истечения расчетного времени
Рис. 195.
При подходе к поворотному пункту летчик должен делать небольшие отвороты во внешнюю сторону маршрута для того, чтобы прикрываемый капотом самолета ориентир (ППМ) периодически наблюдался. Такой маневр позволит провести самолет точно над ППМ с курсом для следующего этапа пути (рис. 196).
Рис. 196.
В целях определения элементов полета, от которых зависит точность выполняемого маршрута, рекомендуется вести контроль пути по направлению с одновременным контролем пути по дальности (полный контроль пути).
Такой контроль пути достигается путем периодического определения места самолета всеми возможными способами и позволяет своевременно обнаружить ошибки в направлении фактической линии пути и путевой скорости полета, а также исправления этих ошибок, обнаруженных контролем в полете.
В некоторых случаях, когда невозможно определить в данный момент точное местонахождение самолета, контроль пути может осуществляться раздельно по направлению или по дальности.
На приведенной схеме (рис. 197) контроль пути начинается с определения путевой скорости по расстоянию между двумя отметками МС и временем пролета этого расстояния. Одновременно направление полета контролируется по компасу и определением уклонения от заданной линии пути по отметкам места самолета.
Рис. 197.
В процессе полета летчик производит ряд навигационных расчетов, часть которых необходимо записывать на карте или в бортовом журнале. В практике полетов такая запись является непременным условием работы летчика в полете. Это обеспечивает надежность контроля пути и восстановление ориентировки в нужную минуту. Кроме того, записи в бортовом журнале и на карте, проделанные в полете, позволяют произвести соответствующий контроль в правильности расчетов и фактических элементов полета по маршруту.
Правильно и своевременно записанные навигационные величины на карте и в бортжурнале значительно облегчают работу летчика в полете. Так как в полете летчик не должен отвлекаться от управления самолетом за счет осмотрительности и визуальной ориентировки, то записывать следует только основные данные, обеспечивающие точность выполнения заданного маршрутного полета.
В бортовом журнале записывается курс (КК) и время прохода ИПМ, ППМ, КО и КПМ. В том случае, если полет выполняется произвольными курсами, в бортовой журнал записывают КК и время при каждом изменении курса.
На полетной карте записывается расчетное время прохода контрольных или характерных ориентиров, находящихся на линии заданного пути или в непосредственной близости от нее. При несовпадении расчетного времени с фактическим последнее записывают над расчетным и подчеркивают.
Путевое время отмечают между контрольными ориентирами слева от линии заданного пути с буквой
В случаях, не требующих перекладки карты, записи делают на матовом целлулоиде планшета. Запись на карте и в бортовом журнале производится простым черным карандашом средней твердости.
Рис. 198.
С конечного пункта маршрута, в зависимости от условий данного полета, самолеты могут выводиться на аэродром посадки по компасу и земным ориентирам с одновременным контролем пути по времени полета и по указателю курсового угла РПК, при условии, что приводная станция находится на аэродроме посадки.
Для безопасности полетов в районе аэродрома устанавливается порядок вывода самолетов на аэродром посадки. Не доходя 10–12 км до аэродрома посадки, летчик запрашивает у руководителя полетов по радио разрешение войти в круг полетов для посадки, высоту (эшелон) входа в круг полетов, барометрическое давление на уровне аэродрома посадки, условия посадки, высоту нижней кромки облачности, видимость, скорость и направление ветра, направление посадки, круг полетов.
Атмосферное давление на уровне аэродрома посадки устанавливает летчик на высотомере с помощью кремальеры (рис. 199); этим учитывается ошибка прибора на изменение давления за время полета по маршруту.
Рис. 199.
Если аэродром посадки закрыт туманом или низкой облачностью, то, не снижаясь меньше безопасной высоты полета, летчик должен взять курс для выхода в назначенный пункт, откуда по указанию руководителя полетов следовать на запасной аэродром посадки. Время посадки фиксируется в момент окончания пробега м записывается в бортовой журнал после заруливания и остановки самолета в указанном месте.
После выполнения задания летчик должен доложить командиру о результатах выполнения маршрутного полета, а именно:
— фактические условия погоды по маршруту;
— работу материальной части (двигателя, приборов и средств связи);
— работу средств ЗОС;
— причины, помешавшие или, наоборот, способствовавшие точному выполнению полета по месту и времени;
— полеты других самолетов в районе маршрута, их типы, высоту и курсы следования.
По окончании доклада о выполнении задания летчик представляет контролирующему для проверки летную документацию, бортовой журнал и полетную карту (рис. 200).
Рис. 200.
Глава 12
БЕЗОПАСНОСТЬ ПОЛЕТА
Под безопасностью полета понимают:
1. Исключение причин, могущих вызвать летное происшествие вследствие потери летчиком ориентировки.
2. Исключение возможности попадания самолета в угрожающие атмосферные явления (грозу, ливень, град, шквал, область сильного обледенения и т. п.) и запретные зоны.
3. Исключение возможности столкновения самолета с наземными препятствиями и с самолетами в воздухе.
Чтобы избежать потери ориентировки, летчик обязан выполнять полет в строгом соответствии с намеченным планом и выдерживать режим полета, непрерывно вести ориентировку отмечать время прохода опознанных характерных или заранее намеченных ориентиров. Выполняя полет по маршруту летчик обязан непрерывно следить за изменением погоды, особенно за развитием явлений, опасных для полета. При вынужденном изменении курса следования из-за встречи с неблагоприятными или угрожающими полету метеорологическими явлениями и других причин летчик должен отмечать время и место изменения курса.
Правильная и своевременная оценка фактических явлений погоды и грамотное принятие решения для предотвращения попадания в сложные метеорологические условия полета является одной из главных задач летчика в каждом маршрутном полете.
При встрече с мощными кучевыми или дождевыми облаками следует обойти их стороной. Если мощные кучевые и дождевые облака занимают большое пространство, выполнение задания прекратить, возвратиться на свой аэродром или произвести посадку на запасном аэродроме (рис. 201).
Рис. 201.
При попадании самолета в слоисто-кучевые облака возможно облёденение. Наиболее вероятное обледенение может быть при температуре воздуха от 0° до —6°, поэтому особое внимание следует обращать на показания термометра наружного воздуха.
В случае начавшегося обледенения (самолет покрывается инеем) немедленно проверить подогрев приемника указателя воздушной скорости, выйти в безоблачный слой и продолжать полет ниже облаков при условии, если высота нижней кромки облаков больше заданной безопасной высоты полета на 50—100 м (рис. 202).
Рис. 202.
Если облака низкие и полет под ними невозможен, необходимо возвратиться на свой аэродром или произвести посадку на запасном аэродроме.
Если самолет находится в облаках или за облаками, то пробивать облака надо крайне осмотрительно и лишь до установленной безопасной высоты полета. В противном случае не исключена возможность столкновения самолета с землей и другими препятствиями. Очутившись в таком положении, летчик должен немедленно набрать высоту и уйти обратно или же в зону высокой облачности, где повторить попытки выйти из облаков (рис. 203).
Рис. 203.
Выполняя полет визуально вдоль линейного ориентира, летчик обязан лететь правее его (рис. 204).
Рис. 204.
Полет в тумане требует хороших навыков летчика в пилотировании самолета по приборам и точной прокладки пути следования на карте. Без этих навыков входить в туман летчик не имеет права, так как не будет обеспечена безопасность полета, особенно при полете на малых высотах.
Встречающиеся по маршруту туманы надо обойти или же набрать такую высоту, на которой самолет пойдет над туманом в районе его распространения.
Если туман распространяется на большом пространстве и с большой толщиной, выполнение задания прекратить и вернуться на свой или запасной аэродромы посадки (рис. 205).
Рис. 205.
Встречающиеся на пути промежуточные аэродромы и запретные зоны летчик обязан обходить стороной и на удалении от их границы не менее 5 км (рис. 206).
Рис. 206.
При встрече на пересекающихся курсах и на одинаковой высоте теряет высоту тот летчик, который видит самолет с левого борта, а летчик, наблюдающий другой самолет с правого борта, набирает высоту (рис. 207).
Рис. 207.
Обгон впереди летящего самолета производится с правой стороны с интервалом не менее 200 м (рис. 208).
Рис. 208.
Идущие навстречу друг другу на параллельных курсах и на одной высоте самолеты расходятся левыми бортами с интервалом не менее 200 м. Каждый самолет отворачивает вправо (рис. 209).
Рис. 209.
В случае потери ориентировки вблизи государственной границы, необходимо, не теряя времени, взять курс, который достоверно ведет на свою территорию, и в дальнейшем восстанавливать ориентировку согласно плану полета (рис. 210).
Рис. 210.
Установление высот эшелонирования выполняется по барометрическим высотомерам, которые условно устанавливаются на 760 мм после взлета на высоте 200–300 м.
На каждом участке маршрута в зависимости от рельефа местности над уровнем моря используются не все установленные высоты эшелонирования. Эшелонирование по высотам начинается с 600 м и считается 600, 1200, 1800, 2400 м и т. д. для ИПУ от 0° до 179°, и 900, 1500, 2100 для ИПУ от 180° до 359°, которые устраняют возможность столкновения самолета с землей и другими самолетами, находящимися в воздухе и летящими на встречных курсах.
Нижний безопасный эшелон называется начальным и обозначается № 1. Высоту начального эшелона определяют для каждого участка маршрута в отдельности. Она равна наивысшей точке рельефа местности над уровнем моря (считаются все высоты, расположенные в полосе по 25 км в обе стороны от линии пути) плюс 600 м.
Высота эшелонирования определяется барометрическим двустрелочным высотомером (рис. 211).
Рис. 211.
Для определения заданной высоты эшелонирования и выдерживания ее в полете барометрическую шкалу высотомера, независимо от высоты аэродрома взлета и посадки относительно уровня моря, устанавливают на деление 760 мм рт. ст., затем набирают по высотомеру высоту заданного эшелона и удерживают на ней самолет.
Ориентировка считается потерянной, когда летчик не знает местонахождения самолета, не находит на местности ожидаемых по его расчетам времени ориентиров, не может узнать на карте видимые под самолетом земные объекты и определить направление полета для его продолжения или следования на аэродром посадки.
Основными причинами потери ориентировки являются:
— вылет без необходимой навигационной подготовки или с неудовлетворительной подготовкой;
— плохое знание летчиком маршрута и района полетов;
— несоблюдение летчиком основных правил самолетовождения и намеченного плана; полет без систематического контроля пути и ведения ориентировки;
— плохое выдерживание режима полета: курса, скорости и высоты;
— неисправное состояние пилотажно-навигационных приборов;
— неправильное пользование приборами и картой;
— отсутствие у летчика навыков использования радиотехнических средств ЗОС;
— отсутствие у летчика выдержки и обдуманных действий при попадании в сложные метеорологические условия.
Установив, что ориентировка потеряна, летчик немедленно должен приступать к ее восстановлению.
Для этого он обязан:
— доложить по радио на КП о потере ориентировки, записать время;
— без паники и спешки обдумать создавшееся положение, определить оставшийся запас горючего и наметить план восстановления ориентировки;
— не прекращать движение по курсу до нахождения характерного ориентира; найдя ориентир, «привязаться» к нему, записать время входа в круг и курс подхода к этому ориентиру;
— набрать высоту 1000–2000 м, чтобы увеличить обозреваемое пространство;
— при потере ориентировки вблизи линии фронта или государственной границы немедленно взять курс, заведомо ведущий в глубь своей территории; с этим курсом идти до тех пор, пока не будет восстановлена ориентировка.
Существует несколько способов восстановления потерянной ориентировки:
— поиск характерного ориентира хождением «по коробочке»;
— выход на линейный или большой площадной ориентир;
— определение места самолета прокладкой пути от последнего достоверно опознанного ориентира;
— выход на приводную радиостанцию;
— в темное время суток — выход на крупный световой ориентир.
Восстановление ориентировки хождением «по коробочке». После того как летчик обнаружит потерю ориентировки, необходимо привязаться к какому-либо видимому ориентиру (рис. 212).
Рис. 212.
Если данный ориентир не опознан на карте, для поисков более характерных ориентиров взять какой-либо курс, например 0°, с которым следовать 2–3 мин., затем курс изменить на 90° и идти с ним 5–6 мин. После этого опять изменить курс на 90° и взять его равным 180°, с которым следовать 8–9 мин. Так поступать до тех пор, пока не будет найден характерный ориентир, по которому можно восстановить ориентировку. При этом необходимо помнить, что уходить на большое расстояние от ориентира привязки нельзя: это может привести к окончательной дезориентации летчика.
Следует указать, что этот способ восстановления ориентировки в практике очень редко применяется.
Восстановление ориентировки выходом на линейный ориентир применяется в двух вариантах: выход на линейный ориентир, видимый с самолета, и выход на линейный ориентир, не видимый с самолета.
Лучшим способом является выход на линейный ориентир, видимый с самолета, так как он прост и надежен. При видимом линейном ориентире в районе потери ориентировки (шоссейной или железной дороги, реки) необходимо подвести к нему самолет, затем развернуть его в одну из сторон и следовать вдоль линейного ориентира до тех пор, пока не будет восстановлена ориентировка выходом на какой-либо крупный, хорошо опознаваемый ориентир.
Если линейный ориентир не виден с самолета, но, судя по карте, он находится недалеко от района потери ориентировки, то поступают следующим образом. Прежде всего район вероятного местонахождения самолета обводят окружностью (рис. 213).
Рис. 213.
Выбирают линейный ориентир, который находится за пределами района вероятного местонахождения самолета.
Для выхода на линейный ориентир из района потери ориентировки надо брать курс, перпендикулярный к линейному ориентиру, чтобы исключить возможность пролета мимо линейного ориентира. При полете к ориентиру необходимо сличать карту с местностью, следить за временем полета и пытаться восстановить ориентировку.
Если до выхода на линейный ориентир ориентировка не была восстановлена, то следует продолжать полет вдоль линейного ориентира в сторону наиболее вероятного местонахождения крупных характерных ориентиров до восстановления ориентировки. Восстановление ориентировки способом выхода на линейный ориентир считается основным, наиболее простым и надежным способом.
Восстановление ориентировки прокладкой пути. Этот способ состоит в том, что прокладывается на карте путь самолета от последней точки МС по записям в бортовом журнале или на карте летчика.
Линию пути прокладывают от последнего опознанного ориентира до момента потери ориентировки. Путь отдельных участков высчитывают по времени пролета этих участков и истинной воздушной скорости (считая скорость ветра, равной нулю).
При прокладке пути получают «Штилевую точку». Определяют величину вероятного смещения пути относительно «Штилевой точки» за время полета от контрольного ориентира до момента потери ориентировки путем откладывания вектора ветра в направлении, куда дует ветер. Конец отложенного вектора ветра от штилевой точки на карте определяет место самолета. Этот способ определения МС может быть выполнен при невидимости земли (рис. 214).
Рис. 214.
Сличая определенное прокладкой место самолета на карте с местностью, восстанавливают ориентировку.
Порядок работы летчика в прокладке пути на карте следующий;
1. Компасный курс отхода от последнего ориентира, записанный в бортовом журнале, перевести в истинный по формуле
ИК = КК(±ΔМ) + (±ΔК)
и с точки последнего опознанного ориентира проложить на карте линию ИК.
2. Рассчитать истинную воздушную скорость по показанию указателя скорости и высотомера. Для этого необходимо воспользоваться следующей таблицей (для зимы или лета):
3. Рассчитать пройденный путь
С конца отложенного отрезка пути (точка поворота) отложить второй истинный курс и пройденный путь за время t2.
4. Со штилевой точки МС отложить вектор ветра, длине которого должна быть равна
Рис. 215.
Выход из района потери ориентировки можно осуществить на приводную радиостанцию своего или запасного аэродрома по указателю курсового угла РПК, где работает в данное время приводная радиостанция и летчик знает ее данные (позывные и частоту). Наилучшим способом восстановления ориентировки является выход на приводную радиостанцию (ШВРС)
Глава 13
ПРИМЕНЕНИЕ РАДИОПОЛУКОМПАСА В ПОЛЕТЕ
Прежде чем производить выход на избранную приводную или широковещательную радиостанцию с помощью курсоуказателя, необходимо произвести проверку и настройку РПК в следующем порядке. Включить вилки шлемофона «ТЛФ» и «ЛРГ» в соответствующие гнезда на щитке управления РПКО (рис. 216,
Установить переключатель рода работ в положение «ММ» для более точной настройки на приводную радиостанцию или ШВРС (рис. 216,
Повернуть ручку регулятора громкости вправо до упора.
Поставить переключатель РПК в положение «РПК». Вращением ручки управления настройки установить на шкале заданную частоту приводной или широковещательной радиостанции (рис. 216,
Произвести точную настройку РПК, медленно вращая вправо — влево ручку управления настройки, добиваясь при этом максимальной громкости звука приводной радиостанции (рис. 216,
Установить переключатель рода работ в положение «МН», если радиостанция работает немодулированными колебаниями, и в положение «ММ», если радиостанция работает модулированными колебаниями. Убедиться на слух по позывным, что настройка произведена именно на свою радиостанцию.
Установить переключатель рода работ в положение «К». При этом стрелка указателя РПК покажет положение самолета относительно приводной радиостанции (рис. 216,
Когда радиостанция находится сзади самолета, показание стрелки будет иметь обратную картину.
В случаях близкого расположения приводной станции (сигнал чрезмерно сильный) точную настройку производить по индикатору настройки. Для этого следует установить переключатель рода работ в положение «К» и медленно вращать влево — вправо ручку настройки, добиваясь максимального отклонения стрелки индикатора настройки*влево (рис. 216,
Рис. 216.
Полет на радиостанцию по указателю РПК производится с расстояния 30–40 км. Он состоит в том, что летчик, управляя самолетом, удерживает стрелку указателя РПК в среднем положении (на нуле), чем обеспечивается сохранение направления полета на радиостанцию.
Путь самолета при пассивном полете изображается кривой, называемой радиодромией.
Ее форма зависит от величины отношения
Рис. 217.
Удлинение пути и потеря времени из-за непрямолинейности полета незначительны, особенно на близких расстояниях. По мере уменьшения расстояния между самолетом и радиостанцией, на которую выводится самолет, будет изменяться КК. Это объясняется тем, что ось самолета все время направлена на радиостанцию.
Изменение курса самолета не представляет каких-либо неудобств, поскольку летчик ведет самолет не по магнитному компасу, а по указателю курсового угла РПК.
Пассивный полет по указателю РПК является простейшим полетом, обеспечивающим точный вывод самолета на радиостанцию.
Пилотирование самолета при полете на радиостанцию курсовым способом производится по магнитному компасу, а разворот самолета на нужный курс (на радиостанцию) производится периодически по указателю стрелки (РПКО).
Выполняя полет курсовым способом, летчик периодически доворотом самолета приводит стрелку указателя РПК на нуль (положение самолета в точках
При подходе к радиостанции летчик выдерживает направление по магнитному компасу и переводит переключатель РПКО в положение «РО» (точка
Переключатель РПКО необходимо периодически ставить на несколько секунд в положение «РПК»; при отклонении стрелки от нулевого положения необходимо доворотом самолета привести стрелку на нуль. Включить «РО», и в момент прохода радиостанции стрелка указателя перейдет слева направо по шкале и загорится лампочка (рис. 218).
Рис. 218.
* * *