Навигационный треугольник скоростей решается через проекции составляющих векторов на оси выбранной системы отсчета. По известным значениямV, U, у/,Sиу/клегко
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Цель работы: - изучение построения навигационного треугольника скоростей, а также ознакомление с принципом действия и программной имитацией навигационном) автомата НИ50-БМ.
Теоретическая часть
Перед выполнением практической части лабораторной работ ы следует ознакомиться со следующими вопросами:
1) Принцип ориентировки методом курео-воздушного счисления;
2) Построение навигационного треугольника скоростей;
3) Принцип действия навигационного автомата НИ50-ЬМ.
4) Методика имитационного моделирования;
Практическая часть
Рекомендуется выполнение лабораторной работы в следующем порядке:
1) Ознакомиться с кратким описанием работы программы;
2) Получить у преподавателя задание по маршруту «полета» (полетной карте) и задаться направлением осей условной системы координат1;
3) Ознакомиться с интерфейсом программы, и определить какие навигационные параметры необходимы для задания начальных условий;
4) Построить навигационный треугольник скоростей, учитывая масштаб карты, и вычислить расчетное время «полета»;
5) Ввести измеренные навигационные параметры и провести серию «полетов» - реализаций, проверяя правильность попадания в КИМ и сверяя расчетное время «полета» со временем посчитанным прог раммой;
6) Проанализировать полученные графики позиционных ошибок и дать теоретическое обоснование полученным результатам, сделат ь выводы.
7) ГКОРИЯ ВОПРОСА
7) Введение
Штурманские чадами, такие как определение координат точки места ЛА, времени и направления полета до заданной точки маршрута, определение путевого угла, отображение точки места ЛА на географической карте и другие, могут быть автоматизированы. Такие навигационные устройства называют навигационными автоматами или навигационными системами счисления пути (11CC1I). В основе построения класса таких навигационных систем лежит так называемый метод воздушного счисления пути.
7) Панпгацни методом курсо-воз душного счисления
В практике самолетовождения для определения местонахождения самолета применяют различные методы ориентировки. Ориентировка методом счисления пути заключается в расчете местонахождения самолета путем последовательного учета величины и направления пройденного пути от места вылета.
В зависимости от типа датчика скорости, информация которого используется для автоматического счисления пути, различают в основном два режима счисления:
курсо-доплеровское счисление, предусматривающее совместную работу ДИСС и HI |,ВМ с использованием курсовой информации;
воздушное (аэрометрическое) счисление, предусматривающее совместную работу системы воздушных сигналов и БЦВМ с использованием внешней информации о курсе, получаемой от бортового оборудования, например, от ИКВ.
1 Примером реализации метода воздушного счисления пути является навигационный автомат 111150-ЬМ. Суть его работы заключается в непрерывном интегрировании по времени нутевой скорости самолета W, относительно земной поверхности.
Известно соотношение:
W-V+U,
|Дс V - вектор истинной воздушной скорости ЛА; U - вектор скорости ветра, рисунке представлен навигационный треугольник скоростей (см. Рис. 1).
Здесь ОХУ - плоская горизонтальная система координат, ориентированная на се-
1сР (С) и восток (В); У, U, W - горизонтальные проекции соответственно векторов истинной воздушной скорости, скорости ветра и путевой скорости; у/ - истинный курс JIA; у/п - путевой угол ЛА; /Зсн - угол сноса; 8 - угол ветра.
Рис. 1. Навигационный треугольник скоростей.
Навигационная задача сводится к решению навигационного треугольника скоростей, т.е. к определению путевой скорости через известные (или измеренные) значения векторов истинной воздушной скорости и скорости ветра.
Воздушное счисление пути является автономным методом, т.к. не зависит ни от условий видимости, ни от каких-либо наземных технических средств. При этом скорость и угол ветра могут быть заданы по радио или получены в полете бортовыми радиотехническими устройствами.
4) Структура имитационного комплекса
Структура программного комплекса для имитации навигационного автомата представлена на рисунке 2.
Программный комплекс, как видно из рисунка, состоит из следующих основных блоков:
8) блок инициализации;
9) блок моделирования СВС;
10) блок интегрирования;
блок пересчета; блок визуализации.
Рис. 2. Структура программного комплекса.
Блок инициализации подразумевает ввод идеальных значений модуля воздушной скорости V, угла карты
Истинного курса \\iu. Значения модуля скорости ветра U и угла ветра вводятся один раз и не меняются в течение полета. Также в данном блоке происходит ввод значений трех СКО составляющих инструментальной ошибки СВС. Такие составляющие ошибки как AVj - постоянная составляющая истинной воздушной скорости, Avj/j - постоянная составляющая истинного курса, Дц/„ I смещение нуля формируются один раз, а формирование случайных составляющих инструментальной ошибки AVr и Дуг происходит на каждом такте вычисления. В блоке моделирования СВС происходит формирование составляющих инструментальной ошибки системы и получение скорректированных значений истинной воздушной скорости и угла истинного курса ЛА. Блок интегрирования осуществляет интегрирование вычисленного значения вектора пУтевой скорости ЛА и сложение результата со значением вектора перемещения на предыдущем шаге интегрирования. Далее в блоке пересчета происходит пересчет полученных на каждом шаге интегрирования значений проекций вектора перемещения из условной системы координат в, так называемую, графическую систему координат, значения проекций, на которую и используются в блоке визуализации для отображения траектории. 4) Принцип действия навигационного автомата НИ50-БМ Навигационный автомат работает в условной прямоугольной системе координат ОХУ (см. 3). Эта система строится на полетной карте, которую позволяет визуализировать программный комплекс. Направление осей полетной карты относительно меридиана определяется углом карты у/к . Результатом решения навигационного треугольника скоростей является отображение в реальном времени на полетной карте траекторной информации о точке места J1A. Рис. 3. Условная система координат.
Навигационный треугольник скоростей решается через проекции составляющих векторов на оси выбранной системы отсчета. По известным значениямV, U, у/,Sиу/клегко
определить проекцииУх,У у,иUx, Ur-
Тогда скорости изменения координатX и УЛА определятся через эти проекции по Формулам:
Таким образом, если ЛА, находившийся в начальный момент времени в точке с коор- инатами Хо, Yo,выполняет полет с постоянным курсом и скоростью, то через время tего [юрдинаты Xи Yмогут быть получены в соответствие с выражениями:
Для решения этих уравнений необходимо задавать следующие параметры:
5) координаты исходного пункта маршрута^, Yo',
6) истинную воздушную скорость JIA;
7) истинный курс J1A;
8) угол карты Щщ;
9) скорость ветра U и угол ветра 8.
При моделировании метода на стенде модуль скорости ветра задается постоянным, либо флуктуирует вокруг среднего значения для диапазона широт, в котором находится JIA.