Пусть для определенности рамка закреплена на корпусе самолета и ориентирована так, что линия нулевого приема совпадает с осью самолета. Закрепленная рамка использовалась в радиополукомпасе РПК-10 (“Чаенок”), который стоял на советских истребителях во время Великой Отечественной войны.
Поясним процессы, происходящие в РПК. На верхней строке изображено напряжение с выхода рамочной антенны. Если ось самолета направлена на источник излучения, то есть плоскость рамки перпендикулярна направлению на источник излучения (рис. б), то напряжение с выхода рамки равно нулю. При отклонении оси самолета от направления на источник излучения на рамке появится высокочастотное напряжение. Изменение стороны отклонения приведет к изменению фазы на π. Обратите внимание на такое изменение фазы, показанное на диаграммах.
Напряжение с выхода вертикальной антенны не зависит от направления полета самолета. Сложение напряжений, снимаемых с рамки и с вертикальной антенны, происходит не непосредственно, а после коммутации первого низкочастотным процессом. После сложения получается амплитудно модулированный процесс.
Для ориентации самолета относительно радиостанции, показанной на рис. а), напряжения от рамки и вертикальной антенны совпадают по фазе. Амплитуда напряжения на выходе сумматора меняется в фазе с низкочастотным коммутирующим напряжением.
Если самолет отклоняется в другую сторону от направления на радиостанцию (рис. в)), то фаза напряжения, снимаемого с рамки изменится на обратную, т.е. на 180о. Это приведет к тому, что при положительном коммутирующем напряжении напряжение рамочной антенны будет вычитаться из напряжения вертикальной антенны, а при отрицательном – складываться. Амплитуда сигнала на выходе сумматора будет меняться в противофазе с низкочастотным коммутирующим напряжением.
Если самолет точно направлен на радиостанцию (рис. б)), то напряжение на рамочной антенне будет равно нулю. Напряжение на выходе сумматора образуется только напряжением вертикальной антенны, и амплитуда его не изменяется.
Таким образом, на выходе амплитудного детектора при точном направлении самолета на радиостанцию напряжение будет равно нулю. При отклонении оси самолета от направления на радиостанцию появится напряжение низкой частоты, причем при изменении стороны отклонения фаза напряжения изменяется на обратную.
В качестве индикатора курса использовался измерительный электромагнитный фазочувствительный прибор. Если на два его входа подаются низкочастотные напряжения, совпадающие по фазе, то стрелка отклоняется в одну сторону, если противофазные, то – в другую. Если одно из напряжений равно нулю, то стрелка находится в центральном положении.
Радиополукомпас использовался для вывода самолета в зону аэродрома. Вблизи аэродрома находилась приводная радиостанция, и пилот должен вести самолет по сигналу этой радиостанции так, чтобы стрелка индикатора РПК все время находилась на нуле.
Чтобы вести самолет по какой либо другой траектории, измеряя при этом направления на несколько радиостанций, нужно иметь радиополукомпас с поворотной рамкой. В СССР таким радиополукомпасом был РПК-2 (“Чайка”). Но все-таки механический разворот рамки усложнял работу пилота.
Дальнейшим усовершенствованием РПК стал радиокомпас. Основное отличие его от РПК заключалось в том, что поворот рамки проводился не вручную, а автоматически.
5. Системы слепой посадки самолетов по радиомаякам
Сначала об общих законах посадки. Получив разрешение на посадку, самолет подходит к аэродрому, делает над ним круг и затем выходит на направление взлетно-посадочной полосы (ВПП). Некоторое время самолет летит на высоте 300 – 400 м и, когда до аэродрома остается 4 – 5 км начинает снижаться. Траектория снижения самолета называется глиссадой планирования. Слепая посадка может обеспечиваться разными системами. Первой была слепая посадка по радиомаякам.
На аэродроме устанавливается группа радиомаяков, которые позволяют летчику правильно выдерживать направление полета при посадке (курсовой маяк), правильно проводить снижение самолета (глиссадный маяк) и, кроме того, фиксировать момент начала снижения и момент пролета границы аэродрома (маркерные маяки). На рисунке ниже показано расположение наземной радиоаппаратуры на аэродроме.
Курсовой радиомаяк, устанавливаемый в направлении ВПП, формирует две пересекающиеся диаграммы направленности, формирующие равносигнальное направление в горизонтальной плоскости, совпадающее с направлением ВПП. Каждой диаграмме направленности соответствует модулирующий сигнал своей частоты: 90 и 150 Гц. Эти диаграммы направленности показаны на следующем рисунке. Как видите, они имеют достаточно причудливую форму, чтобы обеспечить максимум излучения вдоль ВВП и определить сторону подлета самолета.
Глиссадный радиомаяк создает равносигнальную зону в вертикальной плоскости. Направление этой равносигнальной зоны соответствует траектории снижения самолета. Равносигнальная зона, как можно увидеть на рисунке ниже, сформирована двумя диаграммами направленности, по которым излучаются сигналы, отличающиеся частотой модуляции. Ширина равносигнальной зоны глиссадного маяка составляет 0,8о. Дальность действия около 25 км.
Три маркерных маяка служат для фиксирования момента пролета самолета над точками, отстоящими от начала ВПП на известных расстояниях. Маркерные маяки устанавливаются вдоль направления ВПП со стороны посадки. Излучение этих маяков направлено вверх и концентрируется в сравнительно узком конусе. В момент пролета маркерного маяка на самолете загорается сигнальная лампочка. Располагаются они на расстоянии: 5 – 7 км от границы аэродрома; 1 – 2 км от границы аэродрома и на самой границе аэродрома.
Эта система обеспечивала вывод самолета к взлетно-посадочной полосе. Далее посадка осуществлялась пилотом вручную.
Заключение
Путем радиопеленгации источника с двух и более удаленных друг от друга точек можно определить местоположение источника излучения путем триангуляции. Обратно, при радиопеленгации двух и более разнесенных радиомаяков, местоположение которых известно, можно определить положение радиопеленгатора. И в том и в другом случае для получения удовлетворительной точности требуется, чтобы определяемые направления достаточно отличались друг от друга. В первом случае этого добиваются выбором точек, с которых осуществляется радиопеленгация, во втором -- путем выбора подходящих радиомаяков.
Многие радионавигационные системы используют радиопеленгацию в качестве метода определения положения. Например, радиокомпас, по сути, является специализированным пеленгатором, принимающим сигналы приводных радиомаяков или вещательных станций средневолнового диапазона.
Существует большое количество различных аварийных радиобуёв, содержащих в себе радиомаяки, местоположение которых в случае аварии может быть установлено путем радиопеленгации. Современные радиобуи, как правило, передают индивидуальный код, позволяющий идентифицировать буй, а также координаты места бедствия, определенные встроенным навигационным приемником,
Также приемы радиопеленгации используются при поиска лавинных радиомаяков (англ.). Наиболее распространенные типы лавинных маяков используют частоту 457 кГц, на которой направленность антенн определяется в первую очередь эффектами ближней зоны.
Список литературы
1. Палий А. Радиоэлектронная борьба. М Военное издательство 1981г.
2. Перминов И.Г. «Физические основы получения информации». 2006 год.
3. Кукес И.С., Старик М. Е., Основы радиопеленгации, М., 1964;
4. Вартанесян В.А., Гойхман Э.Ш., Рогаткин М.И., Радиопеленгация, М., 1966;
5. Мезин В.К., Автоматические радиопеленгаторы, М., 1969.
