Визначення курсу літака(тема 3)

НАВЧАЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Вплив вітру на політ літального апарата. Інтервали

повторних вимірювань вітру в польоті

2. Навігаційний трикутник швидкостей, його елементи й залежність між ними

3. Вплив зміни режиму польоту і вітру на навігаційні елементи

ЛІТЕРАТУРА:

1. Самолетовождение. Учебник, часть 1. Воениздат. М. - 1972. С. 143 – 148, 160 – 164.

2. Применение геотехнических средств воздушной навигации. Учебник. Воениздат. 1992. С. 156 – 196.

3. Руководство по самолетовождению. Воениздат. М. - 1972. С. 44 – 46, 57 – 62.

ТЕМА: “ВИЗНАЧЕННЯ ТА ОБЛІК ВІТРУ В ПОЛЬОТІ”

ВСТУП.

Польоти сучасних літальних апаратів виконуються вдень і вночі, у простих і складних метеорологічній умовах. Досягти високої точності повітряної навігації можна шляхом більш повного обліку усіх фізичних явищ, що виникають у польоті і надають вплив на політ повітряного судна.

Сучасні ЛА оснащені сучасним навігаційним, прицільним і десантним устаткуванням, що дозволяє виконувати польоти і вирішувати бойові завдання з високою точністю і надійністю. Надійність повітряної навігації, у свою чергу, істотно залежить від точності і своєчасності підготовки вихідних даних для введення їх в автоматичні навігаційні пристрої.

Для успішного і безпечного водіння повітряного судна, ефективного рішення бойових завдань льотчики, штурмани й офіцери бойового управління повинні в досконалості володіти теорією повітряної навігації в цілому, уміти враховувати вплив вітру на політ літального апарата зокрема.

1. ВПЛИВ ВІТРУ НА ПОЛІТ ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА, ІНТЕРВАЛИ ПОВТОРНИХ ВИМІРІВ ВІТРУ В ПОЛЬОТІ.

НАВІГАЦІЙНА ХАРАКТЕРИСТИКА ВІТРУ

Повітряне середовище, у якій відбувається політ, знаходиться в постійному русі та захоплює за собою ЛА, повідомляючи йому додатковий рух щодо земної поверхні, тобто змінюючи швидкість і напрямок його переміщення. Горизонтальне переміщення повітряної маси щодо земної поверхні називається вітром. Як усякий механічний рух вітер характеризується напрямком і швидкістю - векторною величиною.

В авіаційній метеорології за напрямок вектора вітру приймається той напрямок, відкіля дує вітер. Воно завжди відраховується від істинного меридіана спостерігача від 0º до 360° і позначається «d мет». У повітряній навігації за напрямок вектора вітру приймається той напрямок, куди дує вітер. Він відраховується від того ж меридіана, від якого виміряється курс ЛА, і позначається «dу, dі, dм» (мал. 1). Метеорологічний і навігаційний напрямки вектора вітру зв'язані наступними залежностями:

d і = d мет ± 180º

d м = d мет ± 180º - ΔМ

d у = d мет ± 180º + ΔА

Мал. 1. Системи відліку напрямку вектора вітру.

На практиці напрямок вектора вітру часто називають напрямком вітру.

Швидкість вітру виміряється в метрах у секунду й у кілометрах у годину. Позначається буквою u. Переклад швидкості вітру з м/с у км/год і зворотно провадиться по формулі

u км/год = 3,6u м/с. Для усного рахунка зручно використовувати співвідношення:

u км/год = 4u м/с - 0,1(4u м/с);

u м/с = 1/4 u км/год + 0,1(1/4u, км/г).

На НЛ-10М задача перекладу вирішується за допомогою шкал 1і 2 (мал. 2).

u м/сек u км/година

«1»

«2»

(36)

Мал. 2. Переклад швидкості вітру із км/год в м/с на НЛ-10М

Параметри вектора вітру в реальній атмосфері не залишаються постійними. Зі збільшенням висоти в більшості випадків швидкість вітру збільшується, а напрямок змінюється. Так, у середніх широтах швидкість вітру досягає максимального значення узимку на висотах 9 – 10 км і влітку – на висотах

11- 12 км. Вище цих висот до 20 км швидкість вітру поступово зменшується, а потім знову починає зростати. Переважними напрямками вітрів у середній і верхній тропосфері, а також у нижній стратосфері є вітри, що дують із заходу на схід.

У зонах струминних течій, особливо в холодну половину року, на висотах

9 – 12 км можуть спостерігатися вітри зі швидкістю 200 – 300 км/год і більш.

У звичайних умовах зміна швидкості вітру з висотою складає 7 – 15 км/год на кожні 1000 м висоти, а поблизу осей струминних течій воно може досягати

25 – 30 км/год і більш.

Інтервали повторних вимірів вітру не постійні і залежать від реальних умов польоту. При польотах на малих висотах напрямок і швидкість вітру змінюються значно частіше, ніж при польотах на середніх і великих висотах. Значна зміна напрямку і швидкості вітру спостерігається при перетинанні повітряних атмосферних фронтів, де через 10 – 15 хвилин польоту напрямок вітру може змінитися більш ніж на 90º, а швидкість може приймати різні значення. На основі аналізу фактичного стану атмосфери, а також практики польотів, можна зробити висновок, що необхідно визначати швидкість і напрямок вітру через 20 – 30 хвилин польоту, а також при зміні висоти польоту і перетинанні повітряних атмосферних фронтів.

Не облік вітру, особливо в дальніх польотах, може привести до великих відхилень від заданого маршруту.

2. НАВІГАЦІЙНИЙ ТРИКУТНИК ШВИДКОСТЕЙ ЙОГО ЕЛЕМЕНТИ ТА ЗАЛЕЖНІСТЬ МІЖ НИМИ

Трикутник, утворений у горизонтальній площині векторами повітряної швидкості, швидкості вітру і шляхової швидкості, називається навігаційним трикутником швидкостей (мал. 3). Основними елементами навігаційного трикутника швидкостей (НТШ), які однозначно визначають його положення в просторі, є повітряна швидкість (V), курс (g, К), швидкість вітру (u), напрямок вітру (б), шляхова швидкість (W) і шляховий кут (ШК). Додатковими елементами є: кут зносу (КЗ), кут вітру (КВ) і курсовий кут вітру (ККВ).

Мал. 3. Навігаційний трикутник швидкостей

Шляховим кутом (b, ШК) називається кут у горизонтальній площині, ув'язнений між обраною початковою лінією відліку напрямку і напрямком руху літального апарата щодо земної поверхні, тобто вектором шляхової швидкості. Розрізняють заданий (ЗШК) і фактичний (ФШК) шляхові кути, що можуть бути істинними, магнітними й умовними. Шляховий кут відраховується від початкової лінії відліку по ходу годинної стрілки від 0 до 360°.

Кутом зносу (КЗ) називається кут, укладений між подовжньою віссю літального апарата (вектором повітряної швидкості) і фактичною лінією шляху (вектором шляхової швидкості). Він відраховується від подовжньої осі вправо і уліво від 0 до 180° і має знак «плюс» при правому зносі і знак «мінус» при лівому зносі.

Кутом вітру (КВ) називається кут, укладений між вектором шляхової швидкості і вектором вітру. Він відраховується від вектора шляхової швидкості по ходу годинної стрілки від 0 до 360°.

Курсовим кутом вітру (ККВ) називається кут, укладений між вектором повітряної швидкості і вектором вітру. Він відраховується від вектора повітряної швидкості по ходу годинної стрілки від 0 до 360°.

Між елементами НТШ існують визначені залежності, що дозволяють по відомих елементах знаходити невідомі.

З мал. 3 видно, що:

ШК = К + (± КЗ);

КВ = d - ПК;

ККВ = d - К;

ККВ = КВ + (±КЗ).

Для розрахунку кута зносу і шляхової швидкості можна застосувати теорему синусів:

sin КЗ sin КВ sin (КЗ + КВ)

¾¾¾ = ¾¾¾ = ¾¾¾¾¾¾

u vw

відкіля sin КЗ = sin КВ;

Кути зносу порівняно малі, тому синуси можна замінити значеннями кута зносу, тоді

КЗ град = sin КВ;

Для наближених розрахунків можна користатися співвідношенням

КЗ град = sin КВ;

Максимальне значення кута зносу (КВ = 90º чи 270°) можна швидко визначити рахунком у розумі:

КЗ макс_град.» 60

Якщо послідовно спроектувати вектори повітряної швидкості і швидкості вітру на вектор шляхової швидкості, то можна одержати формулу розрахунку шляхової швидкості

W = V·соs КЗ + u·соs КВ

А з урахуванням малих значень кута зносу (соs КЗ» 1)

W = V + u·cos КB.

Отримані співвідношення між елементами НТШ дозволяють по одним елементах визначити інші і показати, як зміна одних елементів впливає на зміну інших. У польоті важливо знати, як будуть змінюватися кут зносу і шляхова швидкість при зміні курсу ЛА, повітряної швидкості, напрямку й швидкості вітру.

3. ВПЛИВ ЗМІНИ РЕЖИМУ ПОЛЬОТУ І ВІТРУ НА НАВІГАЦІЙНІ ЕЛЕМЕНТИ.