Техника помогает водить самолеты

Техника помогает водить самолеты

В наши дни самолеты покрывают огромные расстояния. Днем и ночью, при любой погоде они пересекают океаны и континенты, летают корабли. Руководствуясь показаниями прибо­ров, экипаж контролирует и регулирует работу двигателей и других механизмов; ориентируется в пространстве; определяет и при необходимо­сти изменяет направление, скорость и высоту полета; с помощью радиостанций он держит связь с землей.

Уже при взлете для летчика важны пока­зания указателя воздушной ско­рости, определяющего скорость полета относительно воздуха (прибор­ная скорость). Это манометр, ре­гистрирующий давление встреч­ного потока воздуха — аэро­динамическое давление. Чем быстрее летит самолет, тем больше это давление, от ве­личины которого зависит подъ­емная сила самолета. Поэто­му во время разбега на аэро­дроме летчик следит за широ­кой стрелкой этого прибора. Когда она дойдет до опреде­ленной черты, можно отрывать самолет от земли. В полете лет­чик также пользуется показания­ми этой стрелки.

С высотой плотность возду­ха уменьшается. А для определения пройденного расстояния штурман должен знать воздуш­ную скорость полета в той воз­душной среде, в которой про­исходит полет, т. е. с учетом уменьшения плотности воздуха с высотой. Указатель автома­тически учитывает это измене­ние, и узкая стрелка показы­вает истинную воздуш­ную скорость полета.

На какой высоте летит са­молет? Это определяют с помо­щью барометрическо­го высотомера. Прибор реагирует на изменение атмо­сферного давления, которое уменьшается с высотой. Раз­ность этого давления на высо­те полета и на каком-то исход­ном уровне, например на уров­не аэродрома, и характеризует высоту полета. Но этот прибор не может показать высоту, на­пример, над горами, если не­известно атмосферное давление над ними. Тут на помощь при­ходит радиовысотомер, действующий по принципу ра­диолокации. Измеряется время прохождения радиоимпульса от самолета до земли и обратно и автоматически высчитывается высота полета.

Во время полета важно соб­людать продольно-поперечную устойчивость самолета — «сохранять горизонт», как говорят летчики. Когда земля видна, это нетрудно. А вот в плохую погоду и ночью ощу­щение направления силы тяжести в полете те­ряется. В этом случае летчику помогает авиа­горизонт, главная деталь которого — ги­роскоп. Он напоминает обыкновенный волчок, ось вращения которого имеет свойство всегда сохранять свое положение в пространстве.

Добавление к авиагоризонту указа­тель скольжения. Это, по существу, прогнутая трубка, она заполнена жидкостью, в которой помещен тяжелый шарик. При сколь­жений он отклоняется в сторону, противопо­ложную направлению скольжения. При разво­роте летчик должен накренять самолет так, чтобы шарик прибора все время находился в центре. Иначе самолет будет скользить вверх, если крен мал, или вниз, если крен велик.

Полет продолжается. Но не сбились ли мы с курса? Перед штурманом воздушного корабля всегда стоят два основных вопроса: как вы­держать заданный маршрут полета и где мы находимся? Найти ответы на эти вопросы штур­ману помогают приборы, которые называются навигационными. В кабинах летчи­ка и штурмана есть приборы, позволяющие сохранять нужное направление полета. Это компасы. Современный авиакомпас, гиро-индукционный,—это соединение курсо­вого гироскопа и дистанционного магнитного компаса, работающего на взаимодействии элек­трического тока с магнитным полем Земли, т.е. на принципе электромагнитной индукции. Направление полета штурман определяет по карте, измерив угол между меридианом и линией, соединяющей пункты вылета и назна­чения, — путевой угол. Для дальних полетов маршрут разбивают на участки и находят путе­вые углы для каждого участка. Но ветер сносит самолет с намеченной линии пути. Поэтому штурман рассчитывает направление полета — курс, который в сумме с углом сноса, т. е. с углом отклонения самолета от линии пути из-за ветра, дал бы необходимый путевой угол. Значит, нужно найти угол сноса.

Есть несколько приборов, помогающих оп­ределить этот угол. Когда видимость хорошая, угол сноса можно определить простым опти­ческим прибором — навигационным визиром, наблюдая на земле снос ориен­тиров с линии курса. Если же земля не видна, на помощь приходит радиолокацион­ный визир, на экране которого видны изображения земных ориентиров.

Легко вести самолет, когда пункт назначе­ния не очень далеко и там работает радиостан­ция, а на самолете есть приемник с рамочной антенной радиокомпас. Если пло­скость рамочной антенны перпендикулярна про­дольной оси самолета и направлению на ра­диостанцию, стрелка индикатора радиокомпаса будет стоять на нуле. Это значит, что самолет летит к радиостанции. Таким образом, при полете «по золотой стрелке», как любовно называют в авиации полет по радиокомпасу, самолет всегда придет в назначенное место.

Но в далеких маршрутах несколько раз приходится определять местонахождение само­лета. Это можно делать разными способами. При полете в облаках, за облаками и ночью используется уже упоминавшийся радио­локационный визир — самолетный панорамный радиолокатор кругового обзора. Антенна локатора, вращаясь, облучает земную поверхность. Отраженные от земли радиоим­пульсы, проходя через специальные устройст­ва, дают на экране радиолокатора изображе­ния земных объектов: берега моря, рек, озер, города, которые уже можно сличать с картой.

Для определения местонахождения само­лета служат и различные радионавигационные системы. Простейшая из них — радиопеленгационная. Если два приемника с рамочными антеннами настроить на две зем­ные радиостанции, то они покажут направле­ние на них. И местоположение самолета штур­ман сможет определить по пересечению на кар­те направлений (пеленгов) на эти земные радиостанции.

Можно и наоборот: пеленговать самолетную радиостанцию наземными станциями — радио­пеленгаторами — и передавать штурману либо пеленги, либо непосредственно координаты са­молета.

Имеются и другие системы: угломерно-дальномерная— место самолета определяется по направлению на радиостан­цию и дальности до нее; дальномерная— по дальности до двух радиостанций; гиперболическая — по разно­сти расстояний до радиостан­ций.

Радиосистемы имеют хотя и большой — до нескольких ты­сяч километров,— но все же ограниченный радиус действия. К тому же работу любой ра­диосистемы затрудняют различ­ные помехи. Поэтому в даль­них полетах, особенно над океа­ном, для определения места са­молета штурман использует и другие средства.

Астрокомпас позво­ляет сохранить направление по­лета, определяя угол между осью самолета и направлением на небесное светило. При этом автоматически вносятся поправ­ки на суточное вращение Зем­ли и изменение географической широты места.

С помощью астрономическо­го оптического прибора — авиасекстанта — измеряют уг­ловую высоту светила над гори­зонтом. Зная угловую высоту и время ее определения, рассчи­тывают линию положения самолета. Пересечение двух таких линий определяет место самоле­та в данный момент.

Сейчас есть приборы, кото­рые позволяют определять мес­тонахождение самолета не пе­риодически, а непрерывно.

Астроориентаторы, например, сами, автоматически, следят за небесными светилами, непрерывно рассчитывают и по­казывают географические коор­динаты самолета. По этому же принципу работают радиоастроориентаторы, оп­ределяющие направление на светило по его радиоизлучению. Навигационный ин­дикатор, получая данные от компаса, указателя скоро­сти, учитывая направление и скорость ветра, непрерывно вычисляет прой­денное самолетом расстояние и определяет коор­динаты .

Существуют приборы, использующие для вычисления пути сумму ускорений самолета. В основе их работы лежит использование явле­ния инерции. Измеритель ускорений — аксе­лерометр — отмечает малейшие ускорения самолета. Интеграторы суммируют эти уско­рения и получают скорость перемещения само­лета в пространстве. Счетно-решающее устрой­ство по скорости и времени полета определяет место, где находится самолет.

Чтобы облегчить работу летчика, на совре­менных самолетах устанавливают автопи­лот, который может вести самолет без вме­шательства человека. Прибор точно выдержи­вает заданный курс, скорость, высоту, гори­зонтальное положение самолета. По команде летчика он выполняет виражи, подъем и спуск. Сейчас при дальних полетах большую часть времени работает автопилот.

Автопилот — сложный комплекс устройств. У него есть своя гировертикаль и обособленная группа приборов, которые определяют ско­рость, высоту, курс, крен самолета. На при­борной доске расположены индикаторы, кото­рые дают возможность летчику контролировать работу автопилота и сравнивать с показаниями других приборов. Если самолет отклонился от курса, гировертикаль автопилота немедленно со­общает об этом счетно-решающему устройству. Оно точно определяет, на какой угол нужно по­вернуть руль, чтобы самолет лег на пра­вильный курс, и дает команду электрической рулевой машине.

... Мы прилетели. Нужно садиться на аэро­дром. Автопилот посадить самолет не может, потому что посадка — одна из наиболее слож­ных летных задач, особенно в плохую погоду и ночью. Она обязательно требует визуального наблюдения посадочной полосы. Но техника приходит летчику на помощь и в этом случае. Сначала две приводные радиостан­ции — дальняя и ближняя — с помощью радиокомпаса «выводят» самолет точно к аэро­дрому и указывают ему курс на посадочную полосу, ее направление. Специальная аэро­дромная радиолокационная станция показывает глиссаду снижения, направленную под опре­деленным углом к земле, следуя по которой (индикатор радиокомпаса в это время должен стоять на нуле) самолет даже при низкой облачности выходит точно к началу посадочной полосы на высоте 20—30 м.

Здесь рассказано лишь о немногих прибо­рах, помогающих водить самолеты. Но, как видно на фотографии, их значительно больше, так как, решая задачу самолетовождения, эки­паж пользуется не одним, а несколькими спо­собами определения навигационных элементов полета. Это помогает избежать ошибок, которые могли появиться из-за помех или неточности работы приборов в некоторых случаях (радио­помехи, неточность пеленгации на больших расстояниях, невидимость небесных светил и т. п.).

Мы говорили, что у летчиков и штурманов появилось много помощников. Но стала ли их работа при этом легче? Судите сами. Конеч­но, летать стало безопаснее. Да, пилот теперь только отдает команды вспомогательным устрой­ствам, которые и поворачивают нужные рули. Радиоэлектроника помогает штурману выпол­нять сложные измерения и расчеты. Но голова все время в напряжении: нужно думать, счи­тать, контролировать, выбирать из множества приборов тот, который в данных условиях дает наиболее точные показания, оценивать его возможные ошибки, принимать решения, отдавать приказания автоматам-исполнителям. Обилие новой сложной техники изменило характер труда летчика и штурмана — он стал подобен труду инженера.