Сарайский Ю. Н., Алешков И. И. Аэронавигация. Часть 2_СПб ГУГА_2013. Аэронавигация часть II. Радионавигация в полете по маршруту

Министерство транспорта Российской Федерации (Минтранс России)
Федеральное агентство воздушного транспорта (Росавиация)
ФГБОУ ВПО «Санкт-Петербургский государственный университет гражданской авиации»
Ю.Н.Сарайский, А.В.Липин, Ю.И.Либерман
АЭРОНАВИГАЦИЯ
ЧАСТЬ II. РАДИОНАВИГАЦИЯ В ПОЛЕТЕ ПО МАРШРУТУ
Учебное пособие
Данный текст является предварительным черновым вариантом учебного пособия, которое готовится к печати. Авторы будут благодарны за информацию об обнаруженных ошибках и неточностях (saraysky@mail.ru)/
Санкт-Петербург
2013

Ш87/03
Сарайский Ю.Н., Липин А.В., Либерман Ю.И. Аэронавигация. Часть
II. Радионавигация в полете по маршруту: Учебное пособие. /Университет
ГА.С-Петербург,2013, 298 с.
Изложены основные понятия и правила навигации в полете по маршруту вне района аэродрома. Основное внимание уделено применению различных видов радиотехнических средств навигации.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлению подготовки
«Аэронавигация».
Соответствует отечественным и международным требованиям к подготовке пилотов коммерческой авиации.
Может быть использовано персоналом аэронавигационного обеспечения полетов, летным и диспетчерским составом подразделений гражданской авиации.
© Университет гражданской авиации, 2013

ПРЕДИСЛОВИЕ
Данное учебное пособие является второй частью комплекта учебных пособий по дисциплине «Аэронавигация», написанного профессорско- преподавательским составом кафедры аэронавигации Санкт-Петербургского государственного университета гражданской авиации. Этот комплект в целом по своему содержанию соответствует Программе теоретического обучения пилотов коммерческой авиации, утвержденной Федеральным агентством воздушного транспорта, а также полностью охватывает материал
Курса подготовки пилотов коммерческой авиации CPL (Commercial Pilot
Licence) в соответствии с требованиями Международной организации гражданской авиации. Вместе с тем, глубина и детализация изложения многих вопросов превосходит требования CPL и соответствует требованиям
Курса подготовки линейных пилотов ATPL (Airline Transport Pilot Licence).
Учебное пособие представляет собой общий курс аэронавигации, не ориентированный на какой-либо конкретный тип ВС или определенный вид навигационного оборудования. Понимание учащимися общих принципов навигации и ее теоретических основ позволяет им легко освоить любое конкретное навигационное оборудование. Приводимые в учебном пособии описания и характеристики отдельных навигационных приборов имеют целью проиллюстрировать применение теоретических принципов на практике.
Данная часть пособия посвящена использованию радионавигационных средств в полете по маршруту вне района аэродрома.
Для обеспечения связности и логичности изложения в учебном пособии приводятся минимальные необходимые сведения и из смежных с аэронавигацией дисциплин, например, радиотехники. Разумеется, это не снимает необходимости их отдельного изучения студентами.
Для основных навигационных терминов приводится их перевод на английский язык – язык международной аэронавигации.
Глава 10 написана доцентами А.В.Липиным, Ю.И.Либерманом и
Ю.Н.Сарайским совместно, остальные главы – Ю.Н.Сарайским. Авторы выражают благодарность профессорско-преподавательскому составу кафедры аэронавигации Университета ГА и рецензентам за ценные замечания, а также признательность О.Е.Архиповой за подготовку иллюстративного материала.

1. АЭРОНАВИГАЦИЯ В МАРШРУТНОМ ПОЛЕТЕ
1.1. Общие сведения о технологии навигационной деятельности
Этапы аэронавигации. Аэронавигация – это процесс управления траекторией движения воздушного судна (ВС).
Это управление осуществляется экипажем с помощью различных технических средств и, разумеется, во время самого полета. Те действия, которые в целях такого управления выполняет пилот, штурман или другой член экипажа будем называть навигационной деятельностью, а того, кто их выполняет – навигатором, безотносительно к тому, какую должность он занимает в экипаже.
Полету предшествует предварительная и предполетная навигационная
подготовка. Обе они имеют целью максимально облегчить работу экипажа в воздухе. Все, что можно сделать заранее, нужно сделать заранее, еще на земле. А некоторые действия, например, расчет необходимого количества топлива, в полете выполнять уже просто поздно. Навигационная подготовка к полету будет рассмотрена в другой части данного учебного пособия.
Сам же полет можно разделить на следующие основные этапы:
- взлет;
- полет по установленной схеме вылета;
- полет по маршруту, в котором можно выделить:
- набор высоты;
- горизонтальный полет;
- снижение;
- заход на посадку;
- посадка.
Если посадка по каким либо причинам не выполнена, то выполняется
уход на второй круг, после чего – повторный заход или полет на запасной аэродром.
Непосредственно взлет и посадка являются достаточно короткими по времени процессами и чаще всего протекают в условиях видимости земли, поэтому навигация по приборам присутствует на этих этапах минимально.
Наиболее сложными этапами с точки зрения навигации являются этапы маневрирования в районе аэродрома: выполнение процедур вылета и захода на посадку. Эти этапы полета будут рассмотрены в следующей части учебного пособия.
А данная часть посвящена более простому этапу полета – полету по маршруту. Современная навигация осуществляется главным образом с помощью радиотехнических средств навигации или, что то же самое, радионавигационных средств. Их применению в основном и посвящена данная книга. Однако перед изучением теории и практики использования

именно радионавигационных средств целесообразно рассмотреть то общее, что присуще любому маршрутному полету.
Основные правила аэронавигации. Как и любой вид трудовой деятельности, навигационная деятельность пилота осуществляется в соответствии с установленной технологией. Эта технология описана в
Руководстве по летной эксплуатации (РЛЭ) каждого типа ВС, в учебниках по навигации, в различных инструкциях и руководствах. Для многих типов
ВС изданы документы, которые так и называются, например, «Технология работы экипажа самолета Ту-154».
Но технология навигационной деятельности не может быть столь же жесткой и точно заданной, как, например, технология работы токаря, вытачивающего на станке одинаковые детали. Ведь каждый полет не похож на другой. Одной из причин этого является различие аэронавигационной обстановки.
Аэронавигационная обстановка – это комплекс условий выполнения полета, характеризуемый временем года и суток, высотой и скоростью полета, характером пролетаемой местности, оснащенностью трассы наземными техническими средствами, степенью совершенства бортового навигационного оборудования, наличием и расположением запасных аэродромов, наличием запретов и ограничений использования воздушного пространства, требованиями к точности и надежности навигации в данном регионе.
Понятно, что возможности для выполнения точной аэронавигации будут различны в зависимости от того, выполняется полет днем или ночью, зимой или летом, в густонаселенной или пустынной местности, над горами или океаном, при наличии или отсутствии наземных радиомаяков и т.д.
Другая причина непохожести одного полета на другой – вероятностный (случайный) характер процесса навигации. Он обусловлен влиянием внешней среды (например, непредсказуемым изменением ветра и температуры), случайными погрешностями всех навигационных измерений, да и в значительной степени случайным характером действий людей (как диспетчеров, так и самих членов экипажа). В результате всего этого, даже если навигатор будет пунктуально будет выполнять все требования правил и инструкций, траектория каждого полета будет разной.
Да и просто невозможно расписать по пунктам в нужной последовательности все действия, которые пилот должен выполнять в полете. В каком-то полете понадобилось обойти грозу, в каком-то другом оказался неисправным наземный радиомаяк, в третьем потребовалось уйти на запасной аэродром… Поэтому технология навигационной деятельности не является столь жестко заданной, как технология работы токаря («взять деталь, вставить ее в патрон…»). К тому же она в значительной степени зависит от типа ВС, его навигационного оборудования. Понятно, что навигация на Ан-2 и на А-320 несколько различается.

Вместе с тем можно попытаться сформулировать некоторые важные правила и выделить то общее, что должен делать навигатор практически любого типа ВС.
На протяжении всего полета экипаж обязан выполнять следующие основные правила аэронавигации.
1) Контроль выдерживания заданной траектории полета с периодичностью, необходимой для обеспечения требований к точности навигации. Собственно, основная цель навигации это и есть выдерживание заданной траектории, на это и должны быть направлены основные усилия навигатора. Разумеется, он не может заниматься этим непрерывно, как это иногда требуют в инструкциях и правилах. Ведь у пилота есть и другие обязанности, кроме навигации.
Но он должен контролировать местоположение ВС настолько часто, чтобы ВС не вышло за допустимые пределы (например, ширину трассы).
2) Контроль курса следования. Курс является важнейшим навигационным элементом уже потому, что даже небольшая ошибка в курсе
(например, из-за неверного учета угла сноса или отказа компаса) очень быстро приведет к уклонению ВС от линии заданного пути (ЛЗП).
3) Определение навигационных элементов полета и ветра. Пилот должен знать не только где сейчас находится ВС и куда с какой скоростью оно движется, но и где оно будет находиться и как двигаться в будущем. А для этого нужно знать ветер в данном районе полета, а для его определения требуется измерить путевую скорость, угол сноса и т.д.
4) Определение расчетного времени пролета поворотных пунктов маршрута (ППМ). Информация об этом времени нужна не только экипажу, но и диспетчеру УВД, который использует ее для предотвращения опасных сближений ВС друг с другом.
5) Периодический контроль остатка топлива и уточнение рубежа ухода на запасной аэродром.
6) Комплексное применение навигационных средств экипажем. Это одно из самых важных правил навигации, поэтому рассмотрим его подробнее.
Комплексное применение навигационных средств. Одной из причин практически любого навигационного инцидента (уклонения от маршрута или потери ориентировки) является некомплексное применение навигационных средств экипажем.
На заре авиации, когда навигационное оборудование самолета было примитивным (компас, часы, высотомер…), а ориентировка была исключительно визуальной, не было и речи о комплексном применении навигационных средств, поскольку таковых средств практически не было.
Но, по мере совершенствования ВС, на борту стали устанавливать все больше навигационных приборов, позволяющих измерять и рассчитывать самые разные навигационные параметры. Появилась избыточность навигационной информации, поскольку один и тот же параметр можно было

уже определить с помощью разных приборов или различными методами.
Например, курс можно было определить и по гиромагнитному компасу, и по гирополукомпасу, да и, наконец, по КИ-13. Место самолета также можно определить и с помощью системы счисления пути, и по бортовому радиолокатору, и с помощью наземных радиомаяков различных видов.
Казалось бы, избыточность информации – это хорошо. Но следует учитывать, что любое навигационное средство измеряет навигационные параметры не точно, а с погрешностями, которые носят случайный характер.
Если компас показывает курс 100º, то на самом деле курс может быть и 98º, и
103º … У каждого прибора свои погрешности и при каждом измерении они имеют различные значения. В результате получается, что по одному из приборов определено линейное боковое уклонение (ЛБУ) +3 км, по другому
+1 км, по третьему -2 км. А каково же значение ЛБУ на самом деле остается неизвестным. Как говорится: «Человек, у которого одни часы, точно знает. который час. А тот, у кого их несколько, ни в чем не уверен». Таким образом, из-за наличия случайных погрешностей избыточность информации приводит к ее неопределенности.
Кроме того, навигационные средства могут отказать вследствие их неисправности. Отказы могут быть явными, когда сразу видно, что прибор не работает. В этом случае пилот просто не будет его использовать, а обратится к другим, дублирующим навигационным средствам, с помощью которых можно измерить нужную ему навигационную величину. Такие явные отказы особой опасности не представляют.
Но отказ может быть и неявным, когда прибор работает, показывает какое-то значение измеряемой величины, но из-за неисправности прибора это значение вовсе не соответствует действительности. Пилот же, не зная, что прибор неисправен, будет использовать показания прибора для навигации, что может привести к печальным последствиям. Даже обычные стрелочные часы, когда они стоят, показывают какое-то время. А если компас показывает совсем неверный курс, но пилот использует его для выполнения полета?
Наличие избыточности навигационной информации на борту позволяет с одной стороны уменьшить погрешности измерения навигационных параметров, а с другой – исключить возможность использования недостоверной навигационной информации. Для этого необходимо использовать показания не одного, а нескольких навигационных средств, сопоставляя измеренные значения. При этом нужно учитывать характеристики точности и надежности каждого из них, а также аэронавигационную обстановку. Ведь нельзя однозначно сказать, что данное средство точнее другого. Многое зависит от условий полета, удаления и расположения наземных радиомаяков и т.п.
Под комплексным применением навигационных средств понимают
наиболее
рациональное
использование
избыточной
навигационной
информации в целях обеспечения точной и безопасной навигации в условиях
текущей аэронавигационной и метеорологической обстановки.

В частности, комплексное применение навигационных средств включает в себя следующие элементы.
1) Своевременный выбор и правильное применение средств и методов
навигации. Не существует какого-то одного самого точного средства навигации и самого лучшего способа его использования. Все зависит от аэронавигационной обстановки, условий полета, удаления радиомаяков и многих других факторов.
2) Контроль точности и достоверности используемой информации с
помощью дублирующих навигационных средств. Никогда нельзя доверять только одному навигационному средству, даже самому точному. Всегда нужно проверять его показания с помощью других приборов.
3) Знание счисленных координат. Здесь не имеются в виду обязательно координаты, счисленные бортовой автоматизированной системой или полученные полной прокладкой. Речь идет о предварительном знании примерного района возможного местоположения ВС, прежде чем начать определять место самолета каким-либо способом. Хотя бы по времени полета от последнего ППМ и приблизительной путевой скорости пилот должен
«прикинуть», где сейчас может находиться ВС (с учетом возможных погрешностей скорости и курса), а где, соответственно, не может. Нарушение этого важного правила приводит к грубым и серьезным ошибкам.
4) Знание и учет меры точности и надежности используемых
методов и средств навигации. Почти всегда бывает так, что одно средство показывает одно значение измеряемой величины (курса, ЛБУ и пр.), а другое средство – другое значение. Конечно, оба они не точны из-за случайных погрешностей измерений. Но какому из них больше верить? Какое из них точнее? А точность средства зависит не только от конструкции прибора, но и от многих других факторов: в каких-то условиях одно средство точнее, в других – другое. А если какое-то средство более точное, то оно обычно и более сложное, содержит больше конструктивных элементов. Но тогда и вероятность его отказа может быть выше, чем у более примитивного средства. Следовательно, навигатор знать характеристики точности и надежности разных способов навигации и от чего они зависят, чтобы правильно применять их в полете.
5) Прогнозирование координат ВС и периодическая коррекция
погрешностей прогноза. Известна поговорка, что штурман должен лететь впереди самолета. То есть, навигатор должен не только знать, где ВС сейчас находится, но и где оно будет находиться в будущем. А когда это «будущее» наступило и выяснилось, где самолет оказался в этот момент на самом деле, навигатор должен оценить, на сколько он ошибся и выяснить причину ошибки, чтобы следующий прогноз был более точным.

1.2. Контроль и исправление пути
Виды контроля пути. Чтобы ВС выполняло полет по заданной траектории, нужно прежде всего знать, где оно находится в данный момент времени. Контроль пути – это определение местоположения ВС
относительно заданной траектории полета.
Различают контроль пути по направлению, контроль пути по дальности и полный контроль пути.
Контроль пути по направлению заключается в определении уклонения
ВС от ЛЗП, то есть в определении ЛБУ, или разности фактического (ФПУ) и заданного (ЗПУ) путевых углов.
Контроль пути по дальности это определение пройденного или оставшегося расстояния, то есть определение того, насколько далеко прошло
ВС от начального ППМ участка или сколько осталось до конечного ППМ.
Контроль пути по дальности и контроль пути по направлению различаются тем, что именно определяется (боковое уклонение или продольное расстояние), а не тем, с помощью чего определяются эти величины. Например, контроль пути по дальности может быть осуществлен как с помощью дальномерных средств, так и с помощью средств угломерных, то есть определяющих направление на ВС.
Полный контроль пути – это определение места самолета. Он называется полным потому, что если известно МС, то легко определить как уклонение от ЛЗП, так и оставшееся (пройденное) расстояние.

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   27