Пилотажно-навигационные приборы и устройства

Конечной целью полета является вывод самолета в расчетную точку пространства относительно земной поверхности, которая характеризуется высотой и географическими координатами: ши­ротой φ и долготой λ, измеряемыми от экватора и начального меридиана земли.

Приборы, предназначенные для измерения высоты полета над земной поверхностью, называются высотомерами.

В зависимости от базы отсчета высоты подразделяют на:

абсолютную высоту (Набс), отсчитываемую от уровня Миро­вого океана при атмосферном давлении 1013,25 ГПа (760 мм рт. ст.) и температуре среды +15°С;

относительную высоту (Н_ОТН), измеряемую относительно поверхности, над которой известно атмосферное давление;

истинную высоту (Нист), измеряемую относительно точки на поверхности, над которой в данный момент пролетает самолет.

Различают три высоты полета: абсолютную — высоту относительно уровня моря; относительную — высоту относительно какого-либо места, например, аэродрома взлета или посадки; истинную — высоту над пролетаемой местностью.

Барометрический метод измерения высоты основан на зависимости между абсолютным давлением в атмосфере и высотой. Измерение высоты этим методом сводится к определению абсолютного давления с помощью барометра.

Радиотехнический метод основан на измерении времени прохождения радиосигналом пути от самолета до поверхности земли и обратно.

Широта и долгота измеряются либо астрономическими прибо­рами, либо счислением пройденного пути вдоль меридиана и па­раллели.

Абсолютная и относительная высоты измеряются барометри­ческими приборами, истинная высота — радиовысотомерами.

К параметрам поступательного движения центра масс самолета относятся: скорость полета, его курс, углы относительно вектора скорости и линейные ускорения вдоль траектории.

Самолет под действием тяги двигателей перемещается относи­тельно воздушной среды со скоростью Vист, которая называется истинной воздушной скоростью полета. Вместе с тем он совместно с воздушной средой перемещается со скоростью U, получившей наименование скорости ветра. Таким образом, движение центра масс происходит в направлении результирующего вектора Wp, определяемого навигационным треугольником скоростей.

Схема измерения высот полета

Проекция этого вектора на плоскость земной поверхности называется путевой скоростью W — скоростью перемещения самолета относительно Земли.

Вертикальная составляющая вектора Wp носит наименование вертикальной скорости V_Y. Угол между вектором путевой скорости и горизонтальной проекцией истинной воздушной скорости является углом сноса самолета βсн.

Если истинная воздушная скорость измеряется без учета изменения плотности и температуры среды на данной высоте полета, величина называется приборной скоростью Vnp. Ее измерение играет исключительную роль при пилотировании самолета, так как вне зависимости от реальной высоты полета при одинаковых значениях Vnp показатели устойчивости и управляемости не от­личаются от параметров при полете у земли в условиях стандарт­ной атмосферы. Поэтому рекомендации летному составу по пило­тированию самолетов выдаются в величинах приборной скорости.

Измерение истинной, воздушной, приборной и вертикальной скоростей осуществляется с помощью анероидно-манометрических приборов. Путевая скорость измеряется радио­техническими средствами или вычисляется построением навига­ционного треугольника скоростей.

Измерители высоты полета

Знание высоты является необходимым условием для выполнения любого полета: для обеспечения безопасности полета, решения аэронавигационных задач, пилотирования, аэрофотосъемки, совершения посадки ВС. Режимы наибольшей дальности и продолжительности полета возможны только на определенных высотах для каждого типа ВС.

Газообразная оболочка, окружающая Землю, называется атмосферой. Она имеет несколько слоев с различными физическими свойствами. Нижний из них, прилегающий к земной поверхности, называемой тропосферой, где сосредоточено примерно 90% массы всего воздуха и имеют место восходящие и нисходящие потоки, создающие вертикальное перемещение воздуха.

Считают, что в среднем высота тропосферы у полюсов равна 8-10 км, у экватора - I6-I8 км, в средних широтах — 10-11 км. В тропосфере значительно меняются температура, давление, влажность и другие характеристики воздуха.

Слой, лежащий над тропосферой, называется стратосферой. Он простирается до 90 км и характеризуется тем, что в нем температура по вертикали постоянна.

Над стратосферой располагается ионосфера до высоты 800 км, воздух в этом слое ионизирован (способствует распро­странению радиоволн). Самый верхний слой называется экзосферой, он постепенно переходит в межпланетную среду.