Навигация
Самолетные радиопеленгаторы
26545
знаков
0
таблиц
17
изображений
4. Самолетные радиопеленгаторы
Радиополукомпас.
Обслуживание слухового радиопеленгатора на самолете чрезвычайно затруднительно, не говоря уже о том, что шум внутри самолета сильно мешает определению пеленга по минимуму приема. Поэтому на самолетах получили распространение радиопеленгаторы со стрелочным индикатором, так называемые радиополукомпасы (РПК). РПК позволял определить угол между продольной осью самолета и направлением на радиостанцию.
В РПК использовался комбинированный прием на рамку и вертикальную антенну. Правда, объединение сигналов от этих антенн осуществлялось несколько хитрее, чем просто сложение. Рамка могла быть как поворотной, так и закрепленной неподвижно на корпусе самолета.
Поясним принцип действия, пользуясь упрощенной структурной схемой РПК.
Принятый рамочной антенной сигнал после усиления в усилителе высокой частоты поступает в коммутатор фаз. Коммутатор фаз периодически с низкой частотой меняет фазу выходного напряжения. Если низкочастотное напряжение положительно, то коммутатор не изменяет фазу, т.е. выходное и входное напряжения коммутатора совпадают по фазе. Если низкочастотное напряжение отрицательно, то коммутатор фаз изменяет фазу на 180о, т.е. выходной сигнал коммутатора совпадает с перевернутым входным сигналом. Сумматор складывает это напряжение с напряжением, полученным от вертикальной антенны. В результате через каждую половину периода низкой частоты происходит то сложение напряжений с вертикальной антенны и рамки, то их вычитание.
Процесс сложения этих напряжений показан ниже при различном расположении рамки относительно радиостанции.
|
|
|
|
|
|
Пусть для определенности рамка закреплена на корпусе самолета и ориентирована так, что линия нулевого приема совпадает с осью самолета. Закрепленная рамка использовалась в радиополукомпасе РПК-10 (“Чаенок”), который стоял на советских истребителях во время Великой Отечественной войны.
Поясним процессы, происходящие в РПК. На верхней строке изображено напряжение с выхода рамочной антенны. Если ось самолета направлена на источник излучения, то есть плоскость рамки перпендикулярна направлению на источник излучения (рис. б), то напряжение с выхода рамки равно нулю. При отклонении оси самолета от направления на источник излучения на рамке появится высокочастотное напряжение. Изменение стороны отклонения приведет к изменению фазы на π. Обратите внимание на такое изменение фазы, показанное на диаграммах.
Напряжение с выхода вертикальной антенны не зависит от направления полета самолета. Сложение напряжений, снимаемых с рамки и с вертикальной антенны, происходит не непосредственно, а после коммутации первого низкочастотным процессом. После сложения получается амплитудно модулированный процесс.
Для ориентации самолета относительно радиостанции, показанной на рис. а), напряжения от рамки и вертикальной антенны совпадают по фазе. Амплитуда напряжения на выходе сумматора меняется в фазе с низкочастотным коммутирующим напряжением.
Если самолет отклоняется в другую сторону от направления на радиостанцию (рис. в)), то фаза напряжения, снимаемого с рамки изменится на обратную, т.е. на 180о. Это приведет к тому, что при положительном коммутирующем напряжении напряжение рамочной антенны будет вычитаться из напряжения вертикальной антенны, а при отрицательном – складываться. Амплитуда сигнала на выходе сумматора будет меняться в противофазе с низкочастотным коммутирующим напряжением.
Если самолет точно направлен на радиостанцию (рис. б)), то напряжение на рамочной антенне будет равно нулю. Напряжение на выходе сумматора образуется только напряжением вертикальной антенны, и амплитуда его не изменяется.
Таким образом, на выходе амплитудного детектора при точном направлении самолета на радиостанцию напряжение будет равно нулю. При отклонении оси самолета от направления на радиостанцию появится напряжение низкой частоты, причем при изменении стороны отклонения фаза напряжения изменяется на обратную.
В качестве индикатора курса использовался измерительный электромагнитный фазочувствительный прибор. Если на два его входа подаются низкочастотные напряжения, совпадающие по фазе, то стрелка отклоняется в одну сторону, если противофазные, то – в другую. Если одно из напряжений равно нулю, то стрелка находится в центральном положении.
Радиополукомпас использовался для вывода самолета в зону аэродрома. Вблизи аэродрома находилась приводная радиостанция, и пилот должен вести самолет по сигналу этой радиостанции так, чтобы стрелка индикатора РПК все время находилась на нуле.
Чтобы вести самолет по какой либо другой траектории, измеряя при этом направления на несколько радиостанций, нужно иметь радиополукомпас с поворотной рамкой. В СССР таким радиополукомпасом был РПК-2 (“Чайка”). Но все-таки механический разворот рамки усложнял работу пилота.
Дальнейшим усовершенствованием РПК стал радиокомпас. Основное отличие его от РПК заключалось в том, что поворот рамки проводился не вручную, а автоматически.
5. Системы слепой посадки самолетов по радиомаякам
Сначала об общих законах посадки. Получив разрешение на посадку, самолет подходит к аэродрому, делает над ним круг и затем выходит на направление взлетно-посадочной полосы (ВПП). Некоторое время самолет летит на высоте 300 – 400 м и, когда до аэродрома остается 4 – 5 км начинает снижаться. Траектория снижения самолета называется глиссадой планирования. Слепая посадка может обеспечиваться разными системами. Первой была слепая посадка по радиомаякам.
На аэродроме устанавливается группа радиомаяков, которые позволяют летчику правильно выдерживать направление полета при посадке (курсовой маяк), правильно проводить снижение самолета (глиссадный маяк) и, кроме того, фиксировать момент начала снижения и момент пролета границы аэродрома (маркерные маяки). На рисунке ниже показано расположение наземной радиоаппаратуры на аэродроме.
Курсовой радиомаяк, устанавливаемый в направлении ВПП, формирует две пересекающиеся диаграммы направленности, формирующие равносигнальное направление в горизонтальной плоскости, совпадающее с направлением ВПП. Каждой диаграмме направленности соответствует модулирующий сигнал своей частоты: 90 и 150 Гц. Эти диаграммы направленности показаны на следующем рисунке. Как видите, они имеют достаточно причудливую форму, чтобы обеспечить максимум излучения вдоль ВВП и определить сторону подлета самолета.
Глиссадный радиомаяк создает равносигнальную зону в вертикальной плоскости. Направление этой равносигнальной зоны соответствует траектории снижения самолета. Равносигнальная зона, как можно увидеть на рисунке ниже, сформирована двумя диаграммами направленности, по которым излучаются сигналы, отличающиеся частотой модуляции. Ширина равносигнальной зоны глиссадного маяка составляет 0,8о. Дальность действия около 25 км.
Три маркерных маяка служат для фиксирования момента пролета самолета над точками, отстоящими от начала ВПП на известных расстояниях. Маркерные маяки устанавливаются вдоль направления ВПП со стороны посадки. Излучение этих маяков направлено вверх и концентрируется в сравнительно узком конусе. В момент пролета маркерного маяка на самолете загорается сигнальная лампочка. Располагаются они на расстоянии: 5 – 7 км от границы аэродрома; 1 – 2 км от границы аэродрома и на самой границе аэродрома.
Эта система обеспечивала вывод самолета к взлетно-посадочной полосе. Далее посадка осуществлялась пилотом вручную.
Заключение
Путем радиопеленгации источника с двух и более удаленных друг от друга точек можно определить местоположение источника излучения путем триангуляции. Обратно, при радиопеленгации двух и более разнесенных радиомаяков, местоположение которых известно, можно определить положение радиопеленгатора. И в том и в другом случае для получения удовлетворительной точности требуется, чтобы определяемые направления достаточно отличались друг от друга. В первом случае этого добиваются выбором точек, с которых осуществляется радиопеленгация, во втором -- путем выбора подходящих радиомаяков.
Многие радионавигационные системы используют радиопеленгацию в качестве метода определения положения. Например, радиокомпас, по сути, является специализированным пеленгатором, принимающим сигналы приводных радиомаяков или вещательных станций средневолнового диапазона.
Существует большое количество различных аварийных радиобуёв, содержащих в себе радиомаяки, местоположение которых в случае аварии может быть установлено путем радиопеленгации. Современные радиобуи, как правило, передают индивидуальный код, позволяющий идентифицировать буй, а также координаты места бедствия, определенные встроенным навигационным приемником,
Также приемы радиопеленгации используются при поиска лавинных радиомаяков (англ.). Наиболее распространенные типы лавинных маяков используют частоту 457 кГц, на которой направленность антенн определяется в первую очередь эффектами ближней зоны.
Список литературы
1. Палий А. Радиоэлектронная борьба. М Военное издательство 1981г.
2. Перминов И.Г. «Физические основы получения информации». 2006 год.
3. Кукес И.С., Старик М. Е., Основы радиопеленгации, М., 1964;
4. Вартанесян В.А., Гойхман Э.Ш., Рогаткин М.И., Радиопеленгация, М., 1966;
5. Мезин В.К., Автоматические радиопеленгаторы, М., 1969.
Похожие работы
... Ж. Перехват на пересекающихся курсах с использованием частоты дециметрового диапазона. При осуществлении перехвата на пересекающихся курсах пилот спасательного самолета должен удерживать постоянный пеленг на терпящий бедствие самолет. По мере уменьшения расстояния между самолетами терпящий бедствие самолет должен чаще передавать приводные сигналы на частоте дециметрового диапазона. Перехват с ...
... 540x420x210 мм и имеет вес 13 кг; Ø Антенно-фидерная система скомпонована в радиопрозрачном колпаке диаметром 295 мм, высотой — 140 мм, весом 3 кг.[1] 4. Предложение системы защиты от слежения за автомобилем Итак, имеется автомобиль УАЗ - 462, перевозящий ценный груз, на котором скрыто установлена система, включающая GPS – приемник и GSM – передатчик и определяющая координаты данного ...
... о самолетах, которые не прибыли согласно расписанию, побуждая тем самым диспетчерскую службу к дополнительным попыткам установления связи с этими самолетами и, в случае необходимости, к принятию мер по их поискам и спасению. Связывается с радиопеленгаторными станциями ВВС и Федеральной комиссии связи для получения пеленгов, необходимых самолету для проверки правильности ориентировки, особенно в ...
... полигоне в 1929-1930 годах. В 1931 г были созданы опытные образцы системы "Прожзвук" (крупногабаритный звукоулавливатель и полутораметровй электрический прожектор). Предпосылками работ по созданию и дальнейшему развитию радиолокации послужили несколько исторических фактов: - явление отражения радиоволн наблюдал еще Г.Герц в 1886-1889 годах, а в 1897 г А.С.Попов (во время опытов по радиосвязи ...
0 комментариев