11.6. Радиотехнические системы посадки самолетов

Выполнение посадки в сложных метеорологических условиях и ночью является одним из наиболее ответственных этапов пилотирования самолетов. Отсутствие видимости горизонта и наземных ориентиров, а также ложное ощущение пространственного положения у пилота создают предпосылки к его ошибочным действиям по управлению самолетом. Безаварийная посадка требует от пилота исключительной четкости в выполнении всех эволюции самолета на последнем этапе перед приземлением и высокой точности его вывода в точку приземления на взлетнопосадочной полосе. Критическая ситуация может сложиться на высоте меньшей минимально допустимой высоты ухода самолета на второй круг. Для большинства самолетов эта высота составляет 15 . 20 м.

В общем случае заход на посадку может рассматриваться как динамическая операция вывода самолета в некоторую область пространства допустимых для него боковых AZ и вертикальных АН отклонений на высоте принятия решения (смотреть статью под номером 11.7). Их значения для различных типов самолетов неодинаковы и зависят от скорости подхода на посадку и маневренных характеристик самолета. Поскольку исправление боковых отклонений требует большего времени, чем исправление траектории по высоте, при построении предпосадочной траектории в горизонтальной плоскости уделяется большое внимание со стороны летного состава.

Международная организация гражданской авиации ИКАО определила эксплуатационные категории или так называемые посадочные минимумы, характеризующие высоту и дальность видимости взлетнопосадочной полосы, которые обеспечивают безаварийную посадку при применении различных посадочных систем. В смотреть статью под номером 11.1 приведены основные характеристики эксплуатационных категорий.

В настоящее время самолеты оборудованы системами, обеспечивающими посадку по категории 1и П. В стадии освоения находится оборудование для МГА, позволяющее совершать посадку по категории ШЛ. Работы по созданию аппаратуры, предназначенной для выполнения посадки по категориям II IB и II 1С, носят в основном исследовательский характер.

Посадочная траектория — это линия пересечения плоскостей посадочногокурса и глиссады снижения. Наземные системы для задания этой траектории в зависимости от принципа построения называются радиотехническими, лазерными или с лидирующим кабелем. Наибольшее распространение получили радиотехнические, такие как международная система ILS и отечественные системы СП50, «КатетС» и другие.

В состав наземной радиомаячной группы входят три маркерных маяка, а также курсовой и глиссадный радиомаяки (см. смотреть статью под номером 11.7).

Три маркерных радиомаяка — дальний (ДМРМ), средний (СМРМ) и ближний (БМРМ) — устанавливаются на определенных расстояниях от начала взлетнопосадочной полосы (ВПП). Они излучают вертикально вверх кодированные сигналы с диаграммой направленности в виде конуса. В момент пролета над маяком сигналы принимаются на самолете маркерным радиоприемником и поступают с его выхода на сигнальную лампочку и электрозвонок. Пилот, наблюдая за характером горения лампочки и прослушивая код сигнала по звонку, судит о дальности до ВПП. Точность выдерживания посадочного курса и глиссады планирования пилот контролирует по стрелочному индикатору, который работает от курсового и глиссадного радиоприемников.

Создание линии курса по направлению посадки обеспечивается работой курсового радиомаяка (КРМ). Он излучает в горизонтальной плоскости два сигнала: сигнал И, постоянной фазы ненаправленного излучения и сигнал И2 переменной фазы направленного излучения (смотреть статью под номером 11.8, а). Сигналы направленного излучения модулированы.по амплитуде напряжением 60 Гц и находятся в противофазе. Модуляция амплитуды сигнала ненаправленного излучения той же частоты производится вспомогательной поднесущей частотой 10 кГц. Она, в свою очередь, модулируется по частоте напряжением 60 Гц. При сложении в пространстве этих излучений образуется поле амплитудномодулированных колебаний с равносигнальной зоной шириной порядка 1°.

При полете точно по посадочному курсу приемная антенна курсового, приемника принимает сигналы постоянной фазы ненаправленного излучения, и вертикальная стрелка индикатора занимает среднее положение. При отклонении от курса посадки происходит прием сигналов Как постоянной, так и переменной фаз направленного излучения. В фазосравнительном устройстве приемника переменное напряжение определенной фазы увеличивается, и стрелка отклоняется от среднего положения. Индикатор устроен так, что при отклонении самолета влево от линии курса стрелка отклоняется вправо, и наоборот. Она указывает пилоту, куда необходимо довернуть самолет для выхода на линию курса.

Глиссада планирования создается глиссадным радиомаяком (ГРМ). С помощью двух антенн он излучает в вертикальной плоскости сигналы в виде двух лепестков. Напряжение несущей частоты, нромодулированное частотой 150 Гц, подается на верхнюю антенну, а напряжение, промодулированное частотой 90 Гц,— на нижнюю (смотреть статью под номером 11.8, б). В пространстве эти излучения пересекаются и образуют равносигнальную зону — глиссаду планирования. Напряженность поля в этой зоне от верхнего и нижнего лепестков одинакова. При полете по линии глиссады сигналы от обоих лепестков на входе приемника одинаковы, и горизонтальная стрелка индикатора занимает среднее положение. При отклонении от этой линии на выходе приемника преобладает сигнал определенной частоты, и стрелка отклоняется от среднего положения. При отклонении самолета вверх от линии глиссады стрелка индикатора отклоняется вниз от среднего положения и наоборот. Она указывает пилоту направление на глиссаду планирования.

Глиссадный приемник работает на трех, а курсовой приемник — на шести стабилизированных кварцами фиксированных частотах. Каналы курсоглиссадной систем переключаются дистанционно со щитка управления.

Описанная система обеспечивает надежный вывод самолетов к посадочной полосе до высоты 20 . 30 м. Окончательный этап посадки пилот выполняет визуально.

Самолетное оборудование системы СП50 позволяет производить посадку по радиомаякам международной системы ILS. В этом случае оно доукомплектовывается специальной амплитудной приставкой.

Радиолокационные системы посадки (РСП) предназначены для управления полетом в зоне аэродрома или для контроля за выдерживанием курса и глиссады тех самолетов, которые не имеюткурсоглиссадного оборудования. Отклонение самолета от заданных курса и глиссады определяется с помощью наземных радиолокационных станций. Полученная информация служит основой для наведения самолета по командам с земли во время захода на посадку до визуального контакта экипажа с наземными ориентирами. Команды принимаются на борту самолета командной радиостанцией.

Основным элементом РСП является посадочный радиолокатор (ПРЛ), контролирующий положение самолетов,начиная со входа их в зону действия ПРЛ до высоты 30 . 40 м. Он представляет собой импульсный радиолокатор сантиметрового диапазона и позволяет с высокой точностью одновременно определять азимут, угол места и дальность самолета. Азимут и угол места определяются с помощью двух антенн, формирующих два плоских луча (узких в плоскости измеряемого параметра), перемещающихся для просмотра заданных секторов пространства (смотреть статью под номером 11.9). Система индикации имеет индикатор курса (смотреть статью под номером 11.10, а) типа дальность—азимут в полярной системе координат, на который нанесена линия посадочного курса, и индикатор глиссады (смотреть статью под номером 11.10, б) типа угол места—дальность, на который нанесена линия глиссады. Оператор передает по командной УКВ радиолинии команды экипажу, добиваясь, чтобы отметка самолета находилась на линиях курса и глиссады.

Для повышения дальности действия системы, индивидуального опознавания каждого самолета и повышения точности определения координат посадочные радиолокаторы обычно используют метод активной радиолокации с активным ответом. Для этого все самолеты оборудуются специальными ответчиками, которые принимают кодированные сигналы радиолокаторов и излучают кодированные ответные сигналы в другом диапазоне волн. На самолетах может быть установлен один из двух разных типов ответчика: на самолетах, летающих в пределах нашей страны — ответчик СО63, а на самолетах, выполняющих полеты по международным авиалиниям — ответчик СОМ64. Последний имеет возможность работать с зарубежными радиолокаторами, использующими систему кодирования, принятую международной организацией ИКАО. Ответчики СО63 и СОМ64 позволяют передавать на землю дополнительную информацию о запасе топлива, высоте полета, условном бортовом номере самолета и сигнал бедствия.