Опорный меридиан и ортодромический курс. Преобразование курсов. - раздел Образование, Системы координат, применяемые в навигации сферическая, полярная, ортодромическая Ось Гироскопа В Начале Полета Может Быть Выставлена По Абсолютно Любому...
Ось гироскопа в начале полета может быть выставлена по абсолютно любому направлению. Пилоты привыкли, что курс 0° – это на север, 90° – на восток и т.д. Поэтому, чтобы численные значения гироскопического курса хотя бы примерно соответствовали сторонам света, сложилась практика выбирать не произвольное направление начала отсчета, а такое, чтобы оно совпадало с северным направлением истинного или магнитного меридиана какой-либо точки на маршруте – аэродрома вылета или посадки, ППМ и т.д. Такое направление, выбранное для начала отсчета курса (а значит и путевых углов, пеленгов и т.п.) называют северным направлением опорного меридиана, а измеренный от него курс получил название ортодромического курса (grid heading).
Таким образом, северное направление опорного меридиана – это в принципе произвольное направление, выбранное пилотом в качестве начала отсчета курса, и которое сохраняет ось идеального гироскопа. Если выставить ось гироскопа по этому направлению, то ортодромический курс и гироскопический курс – одно и то же. А если гироскоп еще не выставлен или по каким-то причинам ушел от заданного направления, то на шкале компаса одно значение (гироскопический курс, то есть курс, отсчитанный от оси гироскопа), а на самом деле по отношению к выбранному направлению опорного меридиана продольная ось ВС направлена под другим углом (ортодромический курс). Так же и с часами. Время, которое Вы хотите использовать (например, московское) соответствует ортодромическому курсу. А время, которое показывают Ваши часы (они еще может быть не выставлены или просто неточны) – соответствует гироскопическому курсу.
Таким образом, физически направление опорного меридиана – это направление оси гироскопа, который выставлен по выбранному направлению.
Но на практике опорным меридианом называют и земной меридиан, с которым это направление совпадает. Например, если ось гироскопа в начале полета выставлена по направлению магнитного меридиана аэродрома Пулково, то говорят, что опорным меридианом является магнитный меридиан Пулково. И в полете в районе Новосибирска считают, что гирополукомпас измеряет курс от пулковского магнитного меридиана.
Следует осознавать условность подобных выражений. Разумеется, сам гироскоп знать не знает, где это Пулково, и не может измерить от него курс. Он просто ведет себя так, как положено по законам физики. Данное выражение просто означает, что если вместе с гироскопом самолет переместится по ортодромии (именно по ортодромии!) в Пулково, то там направление этой оси совпадет с магнитным меридианом этого аэродрома.
Может ли ось гироскопа быть выставлена одновременно по двум или трем опорным меридианам? Конечно. Ведь под опорным меридианом на Земле понимается истинный или магнитный меридиан какой-то точки на маршруте, с которым совпадет ось гироскопа, если переместится в эту точку. Допустим, гироскоп выставлен по истинному меридиану Пулково. Но в полете меняются направления истинных меридианов из-за угла их схождения и магнитных меридианов из-за изменения магнитного склонения. Вполне может оказаться, что в какой-то точке маршрута ось гироскопа совпала с магнитным меридианом. Тогда его тоже можно считать опорным (рис. 5.26).
Рис. 5.26. Опорные меридианы
Преобразование курсов. Рассмотрим преобразование курсов на примере.
Допустим, что на аэродроме вылета ось гироскопа была выставлена по магнитному меридиану аэродрома с координатами
λ0=78° в.д. φ0=52° с.ш. Магнитное склонение на аэродроме вылета ΔM0=−4° .
В настоящий момент ВС находится в точке с координатами места самолета
λ=86° в.д. φ=48° с.ш Магнитное склонение в точке нахождения ВС ΔM= −1° .
Магнитный курс в данный момент γм= 137° . Требуется определить ортодромический курс γ0, то есть курс относительно опорного меридиана.
В соответствии с правилом учета поправок для получения ортодромического курса к магнитному курсу нужно прибавить (переход в сторону «истинных» величин) магнитное склонение и азимутальную поправку:
γ0 = γм + ΔM + ΔА .
Магнитное склонение уже известно (ΔM=−1° ), а азимутальную поправку нужно рассчитать. Поскольку опорный меридиан магнитный, используем формулу (5.3):
ΔА =(λ0−λ) sin φср − ΔM0 = (78−86) sin 50° –(−4) = (−8) 0,76 +4= −6+4=−2° .
В приведенном расчете 50° – это среднее значение двух широт (48° и 52°) . На практике при его определении нет необходимости рассчитывать это значение точно (учитывать доли градуса), поскольку отсчитать курс с компаса можно в лучшем случае с точностью до градуса. По этой же причине угол схождения меридианов в этой формуле, более точное значение которого (−6,13°), округлен до целого значения градусов (−6°).
Тогда:
γ0 = γм + ΔM + ΔА = 137 + (−1)+ (−2)= 137−1−2=137−3=134°.
Заметим, что величина (−3°), которая была прибавлена к магнитному курсу для получения ортодромического, это и есть условное магнитное склонение.
Таким образом, пользуясь правилом учета поправок и формулами (5.2, 5.3) для расчета азимутальной поправки, можно выполнить любые преобразования курсов, а также пеленгов, путевых углов и любых направлений.
Мнемоническая схема преобразования курсов.
Такая схема (рис. 5.31) позволяет «перейти» от меридиана одной точки (истинного или магнитного) к меридиану другой (тоже истинному или магнитному).
Две вертикальные линии (см. рис. 5.31) условно изображают меридианы, от одного из них курс известен, а от другого нужно узнать. На каждом из них кружки с буквами И и М, что означает истинный и магнитный. На каждом из меридианов истинный и магнитный курсы отличаются на магнитное склонение ΔМ, на каждом из меридианов оно свое.
Рис. 5.31. Мнемоническая схема преобразования направлений
Верхние кружки с надписями И соединены наклонной линией, на которой надписано |δсх| (угол схождения меридианов по абсолютной величине). Важно обратить внимание на то, что эта наклонная линия идет вверх, если смотреть слева направо (с запада к востоку). То есть, кружки на правом меридиане выше, чем на левом.
Перед использованием мнемонической схемы целесообразно вначале рассчитать угол схождения меридианов по модулю, то есть, не обращая внимания на его знак. Знак будет учтен «автоматически» при использовании схемы.
Для определения модуля угла схождения меридианов нужно просто посмотреть, на сколько градусов различаются долготы двух меридианов и умножить это число на синус средней широты. Этот расчет удобно выполнить на НЛ-10, причем обычно высокая точность расчета не требуется, если курс достаточно рассчитать с точностью до градуса.
Всегда от одного из меридианов курс известен, а от другого его нужно узнать. Сначала необходимо определить, какая из двух вертикальных линий на схеме будет изображать тот и другой меридиан. Сделать это нетрудно, зная долготы меридианов, если вспомнить, что долгота возрастает к востоку (на рисунке – вправо).
Тот курс, который задан, может отсчитываться от истинного или магнитного меридиана. В соответствии с этим «движение» по схеме начинается с кружка И или М на том из двух меридианов, от которого известен курс.
Закончить «движение» нужно на меридиане второй точки, на кружке И или М в зависимости от того, какой именно курс нужно определить.
Смысл применения этой схемы очень прост. Перемещаясь по ней от исходного кружка к конечному, нужно прибавлять (вычитать) все те поправки (со своим знаком), которые встретятся на пути. Причем, при движении вверх – прибавлять, а при движении вниз – вычитать.
Рассмотрим применение этой схемы на том же примере, для которого расчет был проведен по формулам.
Напомним исходные данные.
Опорный меридиан – магнитный, λ0=78° в.д., φ0=52° с.ш. Магнитное склонение на опорном меридиане ΔM0=−4°.
В настоящий момент ВС находится в точке с координатами λ=86° в.д., φ=48° с.ш, магнитное склонение в точке нахождения ВС ΔM= −1°.
Магнитный курс в данный момент γм= 137°.
Требуется определить ортодромический курс.
Разность долгот двух меридианов (86−78)=8 (считаем по модулю, не обращая внимания на знак). Умножив на синус средней широты 50°, получим с точностью до градуса 6° (модуль угла схождения меридианов).
Долгота места самолета больше (восточнее), чем долгота опорного меридиана, следовательно, на схеме меридиан самолета справа, а опорный слева.
По условию задачи известен магнитный курс, следовательно, расчет начнем с кружка М на правом меридиане схемы (ведь магнитный курс измеряется от меридиана места самолета, который в данном случае на схеме справа).
Найти требуется ортодромический курс, то есть курс от опорного меридиана (на схеме он слева), причем опорный меридиан является по условию задачи магнитным. Значит, перейти по схеме нужно к кружку М на левом меридиане.
Начиная от заданного курса (137º) перемещаемся на правом меридиане вверх, следовательно, нужно прибавить магнитное склонение, которое имеет место на данном меридиане (−1):
137+(−1)=136.
Далее, от правого кружка И переходим к левому кружку И. Поскольку движение идет вниз, вычитаем соответствующую поправку (6 ):
136−6=130.
И, наконец, уже на левом (в данном случае, опорном) меридиане нужно спуститься вниз к кружку М, следовательно, вычесть магнитное склонение на этом опорном меридиане:
130− (−4)=134°.
Это и будет ортодромический курс от опорного меридиана.
Разумеется, ответ совпал с тем, который был получен по формулам.
Естественно, при решении других задач такого типа может понадобиться переходить не от правого меридиана к левому, а наоборот. Или начинать и заканчивать переход от других кружков на схеме.
При использовании данной схемы важно правильно понимать, что решение задачи зависит не от того, куда летит самолет, то есть движется он на восток или на запад. Играет роль только то, от какого меридиана к какому осуществляется переход – от более восточного к более западному или наоборот. Куда движется ВС неважно, может, оно просто стоит на стоянке.
Действительно, в приведенном примере был магнитный курс 137° (самолет летит на юго-восток), и при пересчете в ортодромический он уменьшился на 3° и стал равным 134°. Но если бы изначально магнитный курс в условии задачи был, например, 270° (ВС летит на запад), он тоже при пересчете уменьшился бы на 3° и ортодромический курс составил бы 267°: ведь исходный и конечный меридианы те же самые. А куда направлена продольная ось самолета не имеет значения.
Если данную схему мысленно держать перед глазами и правильно применять, то после тренировки можно быстро и безошибочно решать подобного рода задачи без запоминания формул.
Все темы данного раздела:
Системы координат, применяемые в навигации (сферическая, полярная, ортодромическая).
Если очень высокая точность решения навигационных задач не требуется, то Землю можно рассматривать как сферу. В этом случае используется нормальная сферическая система координат, полюсы кото
Навигационные и пилотажные элементы.
Пилотажные элементы. Навигация и пилотирование являются процессами управления движением ВС. Чтобы описывать это движение, используются величины, называемые навигационными и пилотаж
Ветер и его характеристики. Эквивалентный ветер.
Воздушные массы атмосферы практически всегда находятся в движении, которое вызвано различием температуры и давления в различных районах земной поверхности. Причины и характер такого движения изучае
Навигационный треугольник скоростей. Зависимость путевой скорости и угла сноса от угла ветра.
ВС движется относительно воздушной массы с истинной воздушной скоростью V, воздушная масса относительно земли со скоростью U,и скорость перемещения ВС относительно
Принципы измерения курса и виды курсовых приборов.
Курс характеризует направление продольной оси ВС в горизонтальной плоскости, то есть показывает, куда направлен «нос» самолета. Он имеет большое значение для навигации, поскольку одновременно являе
Девиация, её виды, учёт в полёте.
Очевидно, что в одной и той же точке пространства не могут одновременно существовать два магнитных поля, два вектора напряженности – Земли (H) и самолета (F). Эти
Практические рекомендации по применению магнитных компасов.
1. Следует помнить, что в полярных районах, где велико магнитное наклонение и, следовательно, мала горизонтальная составляющая магнитного поля Земли, магнитные компасы работают неустойчиво и могут
Гироскопический принцип измерения курса. Выставка оси гироскопа, горизонтальная и азимутальная коррекция.
Гироскоп (от древнегреческих «вращать» и «смотреть») – это в принципе любое вращающееся тело. В современной технике гироскоп представляет собой достаточно массивный ротор с большой скоростью
Гирополукомпас ГПК-52. Ортодромичность гирополукомпаса.
Гирополукомпас ГПК-52. Принцип работы гироскопических курсовых приборов рассмотрим на примере одного из простейших устройств такого рода− гирополукомпаса ГПК-52.
Ортодромичность курсового гироскопа
Теперь после анализа поведения курсового гироскопа на неподвижном самолете рассмотрим, как он будет вести себя в случае, когда ВС перемещается по ортодромической линии пути. Общий случай – п
Основные сведения о курсовых системах. Режим магнитной коррекции.
Каждый из двух рассмотренных принципов измерения курса – магнитный и гироскопический – имеет свои достоинства и недостатки.
Магнитный компас обладает тем достоинством, что позволяет именно
Режим магнитной коррекции
Как уже отмечалось, в режиме «ГПК» курсовая система работает аналогично обычному гирополукомпасу, поэтому этот режим не требует дополнительного отдельного рассмотрения.
Рассмотрим работу к
Понятие о радиовысотомерах
Радиовысотомер (РВ) является автономным радиотехническим устройством. Это означает, что для его работы используются радиоволны и не требуется какого-либо оборудования на земле.
Разл
Принцип работы, устройство и погрешности барометрического высотомера.
По принципу своего устройства барометрический высотомер по сути представляет собой барометр-анероид с тем лишь отличием, что его шкала отградуирована не в единицах давления, а в единицах выс
Погрешности барометрического высотомера
Барометрический высотомер имеет ряд погрешностей, различающихся по вызывающим их причинам. Погрешности, вызванные разными факторами, складываются, образуя одну общую погрешность – разность между пр
Уровни начала отсчета барометрической высоты
В принципе, путем установки давления на шкале барометрического высотомера пилот может сам выбрать уровень, от которого он желает отсчитывать высоту. Но с точки зрения безопасности полетов необходим
Правила установки давления на шкале барометрического высотомера
Рассмотрим порядок установки давления при полете по ППП.
Традиционная технология, принятая в нашей стране, предусматривает, что перед вылетом все члены экипажа на своих высотомерах
Однострелочные указатели скорости
В уравнение Бернулли входят плотности воздуха ρ в обоих сечения струйки. Для небольших скоростей (до 400-450 км/ч) и высот полета (до 4000-5000 м) воздух можно считать несжимаемым
Комбинированные указатели скорости
На больших скоростях и высотах разность истинной и приборной скоростей становится уже значительной. Кроме того, на больших скоростях и высотах начинает заметно сказываться сжимаемость воздуха. Поэт
Погрешности указателей скорости
Инструментальные погрешности ΔVи возникают из-за несовершенства конструкции прибора и неточности его регулировки. Каждый экземпляр прибора имеет свои значения инструментальны
Понятие о счислении
При выполнении любого полета члены летного экипажа должны в любой момент времени знать текущее местонахождение ВС. Определение места самолета – одна из основных задач аэронавигации. В аэронавигации
Графическое счисление пути
Полная прокладка. Целью полной прокладки является определение текущего МС и поэтому она, конечно, выполняется во время полета. Не следует думать, что в каждом полете пилот или штурман выполн
Принцип автоматизированного счисления частноортодромических координат.
Счисление – это расчет текущих координат, поэтому основной частью любой автоматизированной системы счисления пути является навигационный вычислитель. Он может быть аналоговым, то есть основа
ДИСС. Курсодоплеровское и курсовоздушное счисление.
Доплеровский измеритель скорости и сноса (ДИСС) – бортовое радиотехническое устройство, позволяющее измерять на борту ВС его путевую скорость и угол сноса.
ДИСС основан на использов
Основные правила аэронавигации. Контроль пути и его виды.
На протяжении всего полета экипаж обязан выполнять следующие основные правила аэронавигации.
1) Контроль выдерживания заданной траектории полета с периодичностью, необходимой для обеспечен
Визуальная ориентировка.
Визуальная ориентировка – способ определения МС, основанный на сличении карты с пролетаемой местностью.
Для визуальной ориентировки используются ориентиры.
Навигационный ориентир
Обобщённый метод линий положения. Навигационный параметр, поверхность и линия положения.
Навигационный параметр. Место самолета можно определить с помощью различных технических, в том числе радионавигационных средств и разными методами. Но как показал профессор В.В
Поверхность и линия положения.
Если в какой-то точке пространства навигационный параметр имеет какое-то определенное значение, то это не вовсе не значит, что в других точках его значения должны быть обязательно другие. Наверняка
Виды линий положения.
В навигации чаще всего используются навигационные параметры, которые являются геометрическими величинами, то есть расстояниями, углами и пр. В этом случае каждому виду навигационного параметра соот
Виды погрешностей. Средняя квадратическая погрешность.
Виды погрешностей. Практически всегда погрешность включает в себя две составляющие ее части: систематическую и случайную.
Δa= Δaсист + Δaслуч .
Навигационная характеристика радиокомпасной системы.
Радиокомпасная система включает в себя наземную радиостанцию и бортовой пеленгатор, называемый автоматическим радиокомпасом (АРК). В качестве радиостанций могут использоваться специально установлен
Принцип работы АРК и порядок его настройки.
Принцип работы радиокомпаса основан на направленном приеме радиоволн. АРК включает в себя следующие основные составные части:
– поворотную рамочную антенну;
– ненаправленную (шлей
Способы полёта на РНТ (пассивный, курсовой, активный).
Способы полета на или от радиостанции. Как показано ранее, КУР не является навигационным параметром, поскольку в одной и той же точке пространства может иметь любое значение в
Контроль пути по направлению с помощью АРК при полёте на и от РНТ.
Условие контроля пути по направлению.
Существует общий термин «радионавигационная точка» (РНТ), которым можно обозначать любое наземное радионавигационное средство: ОП
Контроль пути по дальности с помощью АРК.
Контроль пути по дальности – это определение пройденного или оставшегося расстояния до ППМ. Для его выполнения также можно использовать АРК и ОПРС. Но для этого ОПРС, конечно, должна находиться не
Расчёт ИПС и определение МС по двум радиостанциям.
Для решения некоторых навигационных задач, например, для определения МС, необходимо проложить на карте ЛРПС. Для этого необходимо сначала определить пеленг самолета. Поскольку на любой карте нанесе
Определение места самолета по двум радиостанциям
Определение места самолета – это полный контроль пути, поскольку если известно место самолета, то можно определить и уклонение от ЛЗП (контроль пути по направлению), и пройденное или оставшееся рас
Исправление пути с выходом в ППМ и с углом выхода.
Исправление пути с выходом в ППМ. Исправление пути это действия по выводу ВС на заданную траекторию после того, как отклонение от нее обнаружено.
Один из способов испр
Исправление пути с углом выхода
Ранее в главе 1 уже был рассмотрен один из способов исправления пути – с выходом в ППМ. Но такой способ в гражданской авиации применим главным образом при небольших линейных уклонениях, например, н
Указатели типа РМИ и УГР. Полёт по ЛЗП с их использованием.
Наиболее распространены так называемые радиомагнитные индикаторы (РМИ). По-английски они называются точно так же – Radio Magnetic Indicator (RMI). В некоторых типах отечественных навигационных комп
Полет в створе радиостанций
Если полет должен выполняться по ЛЗП, на которой установлены две радиостанции, то говорят о полете в створе радиостанций. Если ВС летит между РНТ (одна впереди, а другая сзади), то створ называется
Минимальная и максимальность действия РНС.
Минимальная дальность действия. В вертикальной плоскость диаграмма направленности большинства наземных радионавигационных средств (радиостанций, радиомаяков) выглядит примерно
Навигационная характеристика радиопеленгаторной системы.
Характеристика радиопеленгаторной системы. Радиопеленгаторная система является в первую очередь средством управления воздушным движением (УВД). С ее помощью диспетчер УВД на зе
Радиомаячная система VOR и её применение для полёта по ЛЗП, определение МС.
Принцип действия VOR. Радиомаячная угломерная система VOR (Very High Frequency Omni-directional Range) включает в себя наземное оборудование – радиомаяк VOR, и бортовое оборудо
Определение места самолета по одной радиостанции
В соответствии с обобщенным методом линий положения для определения МС необходимо два навигационных параметра и две соответствующие им линии положения. Казалось бы, что если радиостанция только одн
Принцип действия дальномерных систем. Наклонная и горизонтальная дальности.
Характеристика DME. Дальномерная радионавигационная система (ДРНС) включает в себя наземное оборудование (дальномерный радиомаяк) и бортовое оборудование (самолетный дальномер)
Угломерно-дальномерные системы. Навигационная характеристика РСБН.
Угломерно-дальномерными радионавигационными системами (УДРНС) называют такие системы, которые позволяют одновременно измерить два навигационных параметра – пеленг и дальность. С помощью УДРНС можно
Навигационная характеристика наземных РЛС и их применение для контроля и исправления пути.
Понятие о радиолокации. Под радиолокацией (от «радио» и location (лат.) – определять местоположение) в широком смысле слова понимают способы определения местоположения и характ
Понятие о зональной навигации.
Навигационное наведение. Невозможно понять, что такое зональная навигация, да и современная навигация вообще, если не иметь представления о таком понятии, как навигационное нав
Принцип работы бортовой РЛС. Органы управления БРЛС «Гроза».
Бортовая радиолокационная станция (БРЛС) является автономным радиотехническим средством, позволяющим наблюдать радиолокационное изображение пролетаемой местности и окружающей воздушной обстановки,
Способы определения МС с помощью БРЛС (угломерный, дальномерный, угломерно-дальномерный).
С помощью БРЛС можно определить МС гораздо точнее, чем обзорно-сравнительным способом. Для этого на экране локатора нужно измерить курсовой угол и дальность до ориентира.
Курсовой угол ори
Обзорно-сравнительный способ ориентировки по БРЛС и определение с её помощью путевой скорости и угла сноса.
Благодаря тому, что на экране БРЛС формируется изображение пролетаемой местности, пилот может вести ориентировку путем сопоставления радиолокационного изображения с полетной картой, наподобие того,
Определение путевой скорости и угла сноса по БРЛС
Определение путевой скорости. Все ориентиры на экране по мере движения ВС перемещаются в сторону, противоположную направлению движения ВС, то есть, на экране примерно вниз. Име
Принцип инерциального счисления пути
Инерциальные навигационные системы (ИНС) основаны на измерении ускорений ВС по осям системы координат. Ускорения измеряются устройствами, называемыми акселерометрами. Принцип действия
Параметры, определяемые с помощь ИНС. Бесплатформенные ИНС.
Параметры, определяемые с помощью ИНС.Инерциальные системы предназначены для определения координат места самолета. Но в процессе их определения можно получить значения многих д
Бесплатформенные инерциальные навигационные системы
На протяжении многих десятилетий усилия инженеров, разрабатывавших традиционные ИНС, были направлены на уменьшение собственного ухода гироскопов, удерживающих гироплатформу в заданном положении. Не
Расчёт курса, скорости и времени по известному ветру.
Рассмотрим порядок решения задачи на примере со следующими исходными данными:
V = 400;
ЗМПУ =232;
δ =290;
U = 70;
S = 164;
ΔМ= –4.
Определение ветра в полёте.
Дано:
V=680;
W=590;
МК=312;
УС=+8;
ΔМ= –4.
Найти: δн , δ, U.
Расчёт истинной скорости по широкой стрелке.
Истинная скорость по показанию широкой стрелки КУС рассчитывается по формуле:
Vи = Vпр + ΔVи + ΔVa + ΔVсж + ΔV
Новости и инфо для студентов