МДК 01.04 Приборное оборудование воздушных судов (стр. 18 )

Рис.6. Основные радионавигационные элементы

Пеленгом самолета ПС называется угол между меридианом радиостанции и направлением от радиостанции на самолет. ПС отсчитывается от северного направления меридиана по ходу часовой стрелки до направления на самолет от 0 до 360°. В зависимости от начала отсчета курса самолета пеленги самолета могут быть истинными ИПС и магнитными МПС. Пеленги самолета рассчитываются по формулам:

МПС = МК + КУР ± 180°;

ИПС = ИК - КУР ± 180°; (8)

ИПС = КК +∆ К + ∆ М + КУР ± 180°.

Указанные формулы для расчета ИПС простой обратной засечкой могут быть использованы лишь в том случае, если разность между долготой радиостанции и долготой самолета составляет не более 1,5°. При большей разности долгот ошибка существенно сказывается на точности определения линий положения. Поэтому при расчете ИПС необходимо учитывать поправку на угол схождения меридианов:

ИПС = ИК + КУР ± 180" + (± 8). (9)

Для карт видоизмененной поликонической проекции поправка на угол схождения меридианов будет равна:

(10)

где -долгота радиостанции;

- долгота самолета;

- средняя широта листа карты.

Действие самолетных радиопеленгаторов основано на одновре­менном приеме сигналов радиостанции на две антенны — рамочную и открытую.

Открытая антенна представляет собой вертикальный штырь или провод, и характеристика направленности ее является окружно­стью. Сила приема на такую антенну одинакова независимо от на­правления приходящего радиосигнала.

Характеристика направленности рамочной антенны изображена на рис.7.

Рис.7. Характеристики направленности рамочной и открытой антенн и сложение принимаемых ими сигналов:

1 – характеристика направленности рамочной антенны; 2 – характеристика направленности открытой антенны; 3, 4 – кардиоиды после сложения сигналов рамочной и открытой антенн в первой и второй полупериоды низкой частоты; OA – величина сигнала принимаемого приемником в первый полупериод низкой частоты; OB – величина сигнала, принимаемого приемником во второй полупериод низкой частоты; ab – плоскость рамки.

Если плоскость рамки совпадает с направлением на радиостанцию, то сила приема максимальна; если плоскость рамки перпендикулярна направлению на радиостанцию, то сила приема равна нулю. При дальнейшем повороте рамки сигнал появится вновь (перевернутый по фазе) и достигнет максимума, когда пло­скость

рамки вновь совпадет с направлением на радиостанцию.

При одновременном приеме на обе антенны суммарная диаграм­ма силы приема изобразится так называемой кардиоидой.

При соответствующем подборе параметров антенн кардиоида однозначно определяет направление на радиостанцию, однако ми­нимум, определяемый кардиоидой, недостаточно ярко выражен. Для того, чтобы устранить этот недостаток, ЭДС от рамочной ан­тенны подают на балансный модулятор, т. е. на электронный пере­ключатель, который несколько десятков раз в секунду изменяет на 180° фазу сигнала рамочной антенны.

Таким образом, в приемник радиопеленгатора поступают две ЭДС: Ер — от рамки, Eа — от открытой антенны. Высокочастотные колебания, подводимые от рамки, меняют фазу с частотой 50 Гц (рис.8, а). Эти колебания складываются с колебаниями, по­ступающими от открытой антенны (рис.8, б), и на усилитель поступает суммированная ЭДС (рис.8, в). В первый полу­период низкой частоты 50 Гц сигнал высокой частоты рамки совпа­дает по фазе с сигналом высокой частоты открытой антенны, и поэтому результирующее напряжение будет равно сумме напряже­ний поступающих сигналов.

Во второй полупериод напряжение сигнала рамки находится в противофазе с напряжением открытой антенны и результирующее напряжение будет равно их разности. Далее суммарный сигнал усиливается и выпрямляется. Величина напряжения частотой 50 Гц на выходе приемника зависит от угла поворота рамки. Если плоскость рамки образует прямой угол с направлением на радиостанцию, рамка не принимает приходящие сигналы, следовательно, нет модуляции сигнала антенны, а на вы­ходе приемника не будет напряжения частоты 50 Гц.

Рис.8. Сложение колебаний рамки и открытой антенны в радиопеленгаторе после коммутации

При переключении фазы образуется другая кардиоида, которая является как бы зеркальным отображением первой. Эти две кар­диоиды (рис.9) и определяют направление сигнала на выходе пеленгатора. Одна из кардиоид — отрицательная, другая — поло­жительная. Если преобладает ЭДС с отрицательным знаком, сиг­нал на выходе будет одного направления; при положительном зна­ке сигнал имеет другое направление.

Рис.9. Диаграмма направленности на выходе радиопеленгатор

На рисунке 10 изображена блок-схема автоматического радио­компаса.

Рис.10. Блок-схема радиокомпаса:

1 – рамочная антенна; 2 – открытая антенна; 3 – усилитель сигнала рамки; 4 – электронный переключатель; 5 – приемник; 6 – управляющая схема; 7 – звуковой генератор; 8 – двигатель поворота рамки; 9 – сельсин-датчик; 10 – указатель с сельсин-приемником.

Выходной сигнал поступает на электродвигатель, автома­тически отрабатывающий рамку в положение пеленга. Сельсин-датчик передает положение рамки на указатель. Указатель радиокомпаса показывает курсовой угол радиостанции, принимаемой радиокомпасам. Азимутальную шкалу указателя курса поворачивают с помощью кремальеры, помещен­ной сбоку. Если азимутальная шкала установлена так, что против индекса находится нуль, то стрел­ка укажет курсовой угол радио­станции. Если против индекса установить деление, соответст­вующее истинному курсу самоле­та, то стрелка покажет истинный пеленг радиостанции.

В комбинированных указате­лях и навигационно-плановых приборах азимутальная шкала может быть дистанционно связа­на с компасом, и тогда по одной шкале можно отсчитать три пара­метра: курс, курсовой угол ра­диостанции и истинный радио­пеленг.

На рис.11 изображена функциональная схема автоматиче­ского радиокомпаса АРК-15. Для обеспечения безотказной работы на самолете Ту-154 установлены два комплекта АРК-15. Радиоком­пас предназначен для измерения курсовых углов приводных радио­маяков и широковещательных радиостанций при полетах по марш­руту и предпосадочном маневрировании. АРК-15 имеет дискретную беспоисковую настройку «а частоты радиостанций в диапазоне 150—1800 кГц. По информации, получаемой от АРК, можно опре­делить координаты самолета, навигационные параметры движения и осуществлять контроль пути.

Рамочная антенна радиокомпаса обладает резко выраженным направленным действием. В рамочных цепях принимаемый сигнал усиливается и коммутируется с частотой 135 Гц. Кроме того, здесь происходит дополнительный доворот фазы сигнала рамочной антен­ны на 90°, так как напряжения от направленной и от ненаправлен­ной антенн приходят со сдвигом по фазе на 90° и этот сдвиг надо скомпенсировать. В качестве направленной антенны в АРК-15 ис пользуется рамочная антенна из двух взаимно перпендикулярных обмоток и гониометр. Гониометр представляет собой устройство из двух неподвижных взаимно перпендикулярных катушек и одной подвижной катушки, выполненной в виде витка. Каждая из не­подвижных катушек соединена с одной обмоткой рамочной антенны. Принимаемый сигнал через гониометр подается на усилитель и поступает на коммутатор фазы, где он периодически меняет фазу на 180°, и далее складывается с сигналом, принятым открытой нена­правленной антенной. Работой коммутатора фазы управляет гене­ратор звуковой частоты 135 Гц. Антенное согласующее устройство АСУ согласует параметры антенны и кабеля со входом приемного устройства.

Ненаправленная антенна АРК-15 выполнена в виде полоски ла­тунной посеребренной фольги, вклеенной в диэлектрический кожух.

В результате взаимодействия двух сигналов, принятых рамочной и ненаправленной антеннами, в контуре сложения образуется амплитудно-модулированный сигнал. Сигнал от ненаправленной ан­тенны является опорным, а сигнал от рамочной антенны — моду­лирующим. В направлении пеленга рамочный сигнал исчезает, а сигнал в приемнике становится немодулированным. Наличие ампли­тудной модуляции указывает на то, что направление приходящего сигнала не совпадает с направлением нулевого приема рамочной антенны. Фаза модуляции определяется фазой рамочного сигнала по высокой частоте и указывает сторону отклонения приходящего сигнала относительно направления пеленга.

Фильтр сосредоточенной селекции служит для выравнивания коэффициента передачи сигнала в пределах поддиапазона с по­мощью варикапов, использованных в качестве элементов связи.

Полученный сигнал усиливается, проходит по всему приемному тракту и попадает на детектор.

Приемное устройство АРК-15 содержит все функциональные звенья, присущие приемнику амллитудно-модулированных сигналов (высокая частота, промежуточная частота, низкая частота с теле­фонным выходом). Схема «сетки частот» обеспечивает настройку прибора на нужную частоту. Радиокомпас АРК-15 может работать в режиме автоматического согласования, в режиме приема на не­направленную антенну и в режиме приема на направленную ан­тенну.

В режиме автоматического согласования, когда прибор настро­ен на частоту пеленгуемого радиомаяка, стрелки подключенных к нему индикаторов будут показывать курсовой угол радиомаяка. В этом режиме сигнал с выхода детектора через усилитель воздей­ствует на следящую систему, и электродвигатель отрабатывает по­движную катушку гониометра до момента равновесия, т. е. до отсут­ствия сигнала от рамочного входа. Одновременно с поворотом под­вижной катушки гониометра связанный с ней синусно-косинусный трансформатор дает сигнал на индикатор курсового угла.