8.6. Аварийные радиостанции

В соответствии с международными соглашениями для подачи сигналов бедствия в средневолновом и коротковолновом диапазонах отведены частоты 500, 2182, 4350 и 8364 кГц. Для поисковоспасательных служб отведены частоты 3032,5 и 5680 кГц. В гражданской авиации аварийноспасательные службы используют частоты 121,5 и 243 МГц.

Аварийные радиостанции индивидуального или группового пользования обеспечивают радиосвязь летного состава после приземления или приводнения с самолетами или вертолетами аварийноспасательной авиационной или морской службы. Они также используются для подачи сигнала бедствия в тональном телеграфном режиме, выполняя роль радиомаяка, по которому облегчается поиск с самолетов или вертолетов, оборудованных радиокомпасами.

В настоящее время наибольшее применение получили аварийные радиостанции типа Р855У для индивидуального снаряжения летного состава авиации. Они обеспечивают двухстороннюю беспоисковую и бесподстроечную связь, а также подачу сигналов бедствия.

Глава 9. Радиолокационное оборудование самолётов 9.1. Общие сведения о принципах радиолокации

Процесс обнаружения объектов (целей) и определения их пространственных координат и параметров движения с помощью радиотехнических средств называется радиолокационным наблюдением, а оборудование, обеспечивающее выполнение этих функций, — радиолокационными станциями (РЛС).

Определение пространственного положения цели осуществляется в сферической системе координат, началом которой служит антенна РЛС, а измеряемыми параметрами — наклонная дальность Д, азимут 6 и угол места е цели (смотреть статью под номером 9.1).

Наклонная дальность — это кратчайшее расстояние до цели. Азимут цели измеряется углом между вертикальной плоскостью, проходящей через цель, и продольной плоскостью самолета. Угол места цели — угол между линией наклонной дальности АЦ и ее проекцией АЦ! на горизонтальную плоскость. Измерение этих угловых координат цели осуществляется угловым перемещением диаграммы направленности антенны РЛС в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Такое перемещение может производиться как вращением всей антенной системы, так и сканированием ее диаграммы направленности относительно неподвижного рефлектора.

Носителем информации о положении целей служат электромагнитные волны высокой частоты. В зависимости от способа получения этой информации практически применяемые в авиации методы радиолокации подразделяются на активный с пассивным ответом, пассивный и полуактивный.

При активной радиолокации с пассивным ответом (смотреть статью под номером 9,2, а) излучаемые передатчиком РЛС радиоволны в виде импульсов направляются на цель. Достигая цели, они наводят на ее поверхности переменные токи такой же частоты. Эти токи индуцируют собственное переменное электромагнитное поле, которое распространяется во все стороны, в том числе и в направлении на РЛС. Интенсивность переизлучения зависит от материала и состояния поверхности цели, ее конфигурации, а также от соотношения размеров объекта и длины волны зондирующего сигнала. Наибольшая интенсивность отражения наблюдается в том случае, если поверхность объекта металлическая и гладкая, а длина волны соизмерима с размерами объекта. Приемное устройство РЛС принимает отраженные волны и преобразует их так, что выходное устройство извлекает содержащуюся в отраженном сигнале информацию об объекте. Этот метод получил наибольшее практическое применение.

Эффективная площадь антенны РЛС самолетов находится в пределах 0,8 . 1 м2, мощность сигналов — около 100 кВА.

Активная радиолокация с активным ответом (смотреть статью под номером 9.2, б) предполагает наличие на объекте ответчика (ретранслятора), который состоит из приемного устройства, принимающего и усиливающего прямой сигнал от РЛС, и передающего устройства для создания переизлученного сигнала. Этот метод позволяет значительно увеличить дальность действия РЛС при облучении своих объектов, оборудованных ответчиками, а также повысить надежность получения информации. В авиации этот метод нашел применение в аппаратуре опознавания государственной принадлежности самолетов, кораблей и других объектов.

При пассивной радиолокации (смотреть статью под номером 9.2, в) сама цель является источником излучения электромагнитных волн, а РЛС выполняет функции приемного устройства. Обладая высокой скрытностью, этот метод используется в системах наведения управляемых ракет на цель. Разновидностью активной радиолокации служит полуактивная радиолокация. Ее характерной особенностью является то, что передающее и приемное устройства комплекса разнесены в пространстве.

Рассмотрим работу импульсной РЛС, в основу принципа действия которой положен метод активной радиолокации с пассивным ответом.

Управление режимом работы всех каскадов РЛС осуществляет синхронизатор (смотреть статью под номером 9.3, а).Он вырабатывает через строго определенные промежутки времени Т, называемые периодом повторения, положительные первичные импульсы (смотреть статью под номером 9.3, б). Под воздействием этих импульсов модулятор передатчика вырабатывает с такой же частотой повторения импульсы необходимой амплитуды и длительности ти, запуская генератор СВЧ передатчика. Созданные генератором высокочастотные электрические колебания большой мощности через фидерную систему и антенный переключатель поступают в антенну, которая излучает их в виде зондирующих радиоимпульсов.

Отражаясь от цели, сигналы поступают в приемник, где после усиления и детектирования преобразуются в видеоимпульсы—электрические сигналы низкой частоты. Эти сигналы подаются на индикаторы дальности, азимута и угла места цели, а также в систему ее автоматического сопровождения.

Поскольку время запаздывания t3 в приходе отраженного сигнала меньше периода Г излучения зондирующего сигнала, можно использовать одну и ту же антенну для работы РЛС попеременно как в режиме излучения, так и в режиме приема. Ее автоматическое подключение к выходу передатчика и к входу приемника осуществляет антенный переключатель. Блок управления антенной производит поиск, наведение антенны на цель и слежение за ней. Если станция работает в режиме автоматического сопровождения цели, блок управления непрерывно совмещает ось диаграммы направленности антенны с целью.

92. Радиолокационные станции обзора земной поверхности и безопасности полетов

Широкий диапазон эксплуатационных скоростей и высот полета самолетов значительно усложнили решение навигационных задач и проблему обеспечения безопасности полетов в условиях отсутствия визуальной видимости земной поверхности. В связи с этим на всех пассажирских самолетах средних и дальних линий применяется специальное оборудование, получившее наименование радиолокационных визиров (РЛВ). Действие визиров основано на использовании принципа активной радиолокации с пассивным ответом.

Современная тенденция развития самолетного радиолокационного оборудования характеризуется объединением РЛС различного назначения в одну, решающую несколько задач. Примером многофункциональной РЛС является комбинированный метеонавигационный радиолокационный визир «Гроза».

Устанавливаемый на самолетах гражданской авиации этот визир обеспечивает обзор земной поверхности, предупреждение столкновений с наземными препятствиями, наблюдение воздушной обстановки с целью предотвращения столкновения с другими самолетами, обнаружение грозовых фронтов и выявление в них безопасных для пролета зон. Кроме того, станция, будучи сопряженной с навигационным вычислителем, используется для периодического уточнения координат самолета по точным радиолокационным ориентирам.

Комплект аппаратуры станции представлен на смотреть статью под номером 9.4.

Антенный блок  с параболическим рефлектором устанавливается на гиростабилизированной площадке в носовой части фюзеляжа под радиопрозрачным обтекателем. Он формирует требуемую диаграмму направленности и перемещает ее по азимуту и углу места. В зависимости от режима работы станции антенна формирует веерообразный или осесимметричный иглообразный зондирующий луч.

Приемопередатчик 2 обеспечивает генерирование высокочастотных колебаний, передачу их с помощью волноводного фидера к антенне, их излучение, прием отраженных сигналов и преобразование в видеоимпульсы.

Индикатор 6, являющийся одновременно и пультом управления, служит для получения радиальносекторной развертки электронного луча на экране и яркостной индикации отраженных сигналов в системе координат «дальность — азимут». Благодаря специальному покрытию экран обладает достаточным временем послесвечения, что позволяет практически непрерывно вести наблюдение за окружающим пространством в пределах рабочего сектора обзора.

Блок стабилизации и управления 3 обеспечивает гироскопическую стабилизацию диаграммы направленности антенны и ручное управление ее положением в пространстве.

Комплект РЛВ «Гроза» работает в одном из четырех режимов: «Земля», «Метео», «Контур» и «Снос».

При работе станции в режиме «Земля» обеспечивается обзор земной поверхности, находящейся впереди самолета в пределах азимутальных углов ±100° в обе стороны от его продольной оси. Визуальное распознавание рельефа местности и целей на экране индикатора обусловливается различием отражающих свойств земной и водной поверхностей и находящихся на них объектов. Наиболее отчетливо видны на экране границы между водой и сушей. Гладкая водная поверхность дает зеркальное отражение, а земная поверхность в силу неровности и неоднородности рассеивает волны во всех направлениях.

Обзор пространства осуществляется как веерной диаграммой направленности (на малых дальностях), так и попеременным переключением веерного и иглообразного лучей (на масштабе 200— 300 км). Наблюдаемая на экране картина позволяет вести ориентировку и проводить измерения направлений и расстояний до отдельных опознанных ориентиров. В этом режиме возможно проведение коррекции бортового навигационного вычислителя по характерным радиолокационным ориентирам. Для этого предусмотрена специальная электронная схема, формирующая электронное перекрестие на экране. Когда калибровочное электронное перекрестие с метками азимута и наклонной дальности совпадет с (изображением опознанного ориентира, штурман нажатием кнопки «Коррекция» на пульте управления подключает РЛВ к бортовой вычислительной машине. Сигналы, пропорциональные азимуту и наклонной дальности, после обработки подаются на плановый индикатор навигационной обстановки (ПИНО). Поскольку за время полета вне визуальной видимости ориентиров текущее значение их координат на ПИНО может сместиться от фактических значений, корректирующие сигналы РЛВ исправят ошибку и приведут метку в истинное положение. Следует отметить, что дальность радиолокационной видимости крупных городов с высоты 10 км составляет до 360 км.

В режиме «Метео» на экране индикатора получается изображение воздушной обстановки в пространстве, ограниченном углами ±100° по азимуту и ±(1,5, .3)° по углу места. Обзор производится иглообразным лучом.

Радиолокационное наблюдение конфигурации облаков на фоне неба обеспечивается благодаря взвешенным частицами влаги. Уровень потенциала отраженных сигналов зависит от степени ионизации атмосферы в районе грозовой деятельности. В грозовых очагах ионизация среды наибольшая, и на экране индикатора будут наблюдаться ярко выраженные области гроз. Одновременно с этим обнаруживаются и попадающие в зону обзора пролетающие самолеты и вертолеты. Максимальная дальность обнаружения грозовых очагов станцией составляет около 200 км.

Режим «Контур» позволяет найти в сложной грозовой обстановке зоны, не представляющие опасности для пролета самолета, и этим сократить путь обхода грозоопасных облаков. При работе станции в этом режиме можно выявить внутри грозовых зон области, с особо сильными восходящими потоками, представляющие наибольшую опасность для самолета. Водяные капли большого диаметра в восходящих потоках создают высокую отражающую способность, эти области наблюдаются на экране индикатора в виде затемненных участков, находящихся в более ярком обрамлении отражений от грозовых зон с меньшей турбулентностью.

Принцип действия РЛВ в режиме «Снос» основан на использовании амплитудной модуляции отраженного от земли сигнала спектром вторичных доплеровских частот. Определение угла сноса производится перемещением антенны по азимуту в такое положение, при котором яркостная модуляция сигналов на экране индикатора была бы наименьшей. Это явление наблюдается в том случае, когда проекция оси веерной диаграммы направленности антенны совпадает с направлением линии пути самолета. Измерение угла сноса осуществляется на экране индикатора относительно его курсовой черты.

Аэронавигационное оборудование и бортовые системы управления полетом самолетов