Астрономические навигационные устройства и системы

Астрономические навигационные устройства и системы предназначены для автоматического или полуавтоматического измерения курса и координат места ЛА. К ним относятся: дистанционные автоматические астрокомпасы типа ДАК-Б,
ДАК-ДБ (ДАК-ДБ-5В), ДАК-И и звездно-солнечные ориентаторы типа БЦ-63, а также визуальные астрокомпасы АК-53П, АК-59П.

Астрономические компасы. Астрономические компасы измеряют истинный или ортодромический курсы ЛА путем пеленгации небесных светил с учетом вращения Земли и координат места.

Рис. 1 Структурная электрическая схема астрокомпаса ДАК-ДБ:
СД-1 - сельсин-датчик; Д-2 - двигатель отработки; Г - генератор; М - кренокорректор; Д-4 - двигатель пеленгаторной головки; R2 - потенциометр; ДС - дифференциальный сельсин; У - широта; l - долгота; d - склонение светила; t_Гр- гринвичский угрл светила; ЧМ - часовой механизм; ПК - путевой корректор; СП-1 - сельсин-приемник; ДМ - дифференциал механический; Д-1 - двигатель отработки; ПД - потенциометрический датчик; Д-3 - двигатель отработки; СД-2 - сельсин-датчик; ПДК-45 - датчик курса

По принципу измерения курса астрономические компасы разделяются на горизонтальные ДАК-ДБ (Рис. 1), ДАК-И и экваториальные АК-53П, АК-59П, ДАК-Б (рис. 2).

Рис. 2 Принципиальная электрическая схема астрокомпаса ДАК-Б:
ЭДЧУ - электродвигатель часового угла; ЭДГУК - электродвигатель горизонтальной установки кардана; ПК - потенциометр курса; ЭП - электропереключатель; ЭДК - электродвигатель курса; ПШ - потенциометр широты; ЭДШ - электродвигатель широты; РЧ и К_н - регулятор чувствительности и кнопка

В горизонтальных компасах решается уравнение

где f_и- истинный курс самолета; А - азимут светила; КУ_с - курсовой угол светила.

Азимут светила вычисляется с помощью специального кинематического вычислителя - сферанта (рис. 3), воспроизводящего в пространстве параллактический треугольник: полюс мира P_м, зенит Z, место светила С.

Рис. 3 Упрощенная кинематическая схема сферанта горизонтального астрокомпаса:
1 - часовой механизм; 2, 5, 7 - скобы; 3 - кольцо; 4 - крест; 6 - потенциометр; - угловая скорость вращения Земли

Для определения курса с помощью экваториального астрокомпаса необходимо знать широту f и долготу l места ЛА, а также гринвичский часовой угол t_Гр светила.

При вводе в астрокомпас этих величин визирная система компаса поворачивается на местный часовой угол светила , шкала t_м-t_Гр-l, часовых углов наклоняется на угол 90°-f к горизонтальной плоскости. При визировании светила, что выполняется автоматически датчиком курса, имеющим фотоголовку, стрелка указателя покажет истинный курс ЛА.

Визуальные астрокомпасы (АК-59П, АК-53П) построены по экваториальной схеме и предназначены для определения истинного курса самолета по любому, светилу днем, ночью и в сумерки. Астрокомпас содержит три вида визирных устройств: визирное устройство для пеленгации Солнца, визирные системы для пеленгации звезд, Луны и планет и поляризационное визирное устройство для пеленгации Солнца в поляризованном свете.

Прибор имеет механизмы и шкалы для установки широты f и долготы l места ЛА, склонения d и гринвичского часового угла светила t_Гр.

Точность определения курса по солнечному и звездному визирным устройствам составляет ±2°, а по поляризационному устройству ±3°. Дистанционный автоматический астрокомпас ДАК-Б построен по экваториальной схеме и предназначен для автоматического определения истинного курса по Солнцу и выдерживания его в полете. Курс ЛА определяется как угол между смоделированной (приборной) полуденной линией и продольной осью ЛА.

Астрокомпас имеет шкалы и электромеханизмы для установки широты, долготы места ЛА и гринвичского часового угла Солнца.

Компенсация вращения Земли осуществляется часовым механизмом посредством вращения плоскости пеленгации вокруг оси мира в направлении, видимого суточного движения светил. Компенсация продольного крена ЛА в пределах ±8° производится с помощью специального жидкостного уровня с электрическим переключателем. Поиск и визирование Солнца осуществляются автоматически с помощью электропривода, управляемого фотоэлементом. Максимальная погрешность определения истинного курса не превышает 2 - 4° при высоте Солнца от +1 до +68,5°. Во время полета производится регулировка чувствительности фотоэлектрической следящей системы в зависимости от высоты Солнца и условий погоды. Недостаточная чувствительность вызывает большие углы застоя у пеленгаторной головки и замедленную отработку фотоследящей системы. Высокая чувствительность приводит к перерегулированию в фотоследящей системе и появлению автоколебаний.

Дистанционный автоматический астрокомпаа ДАК-ДБ построен по горизонтальной схеме и предназначен для автоматического определения истинного курса ЛА по Солнцу и выдерживания его при полетах по заданной локсодромии или ортодромии, а также для определения истинного курса ЛА ночью по любому светилу совместно с перископическим секстантом СП-1. Астрокомпас ДАК-ДБ (ДАК-ДБ-5В) может служить датчиком истинного курса для навигационного индикатора.

Компенсация суточного вращения Земли осуществляется автоматически с помощью часового механизма и сферанта, преобразующего изменение часового угла в изменение азимута светила. Компенсация кренов ЛА осуществляется с помощью специального маятникового корректора, вырабатывающего поправку по курсу. Предусмотренная в астрокомпасе связь с перископическим секстантом позволяет вручную визировать Луну, планеты и звезды, при этом астрокомпас автоматически определяет истинный курс ЛА.

Исходными данными для астрокомпаса, вводимыми в вычислитель вручную, являются: широта f, долгота l, места ЛА, гринвичский часовой угол светила t_Гр и склонение светила d.

Работа фотоследящей системы может в полете контролироваться с помощью кнопки на панели вычислителя. При нажатии кнопки стрелка указателя компаса начинает вращаться, после отпускания кнопки показания курса на указателе восстанавливаются.

Астрокомпас измеряет курс с инструментальной погрешностью ±2°. Измерение истинного курса в полете производится следующим образом. Включается питание компаса и 4 - 5 раз нажимается кнопка "Подзавод" часового механизма. На шкалах вычислителя координат устанавливаются исходные данные. На шкалах путевого корректора устанавливаются нулевые значения пройденного расстояния и путевой скорости. После установки переключателя в положение "ДКУ" производится отсчет истинного курса по шкале указателя.

При подготовке к полету у астрокомпасов проверяется внешнее состояние и работоспособность. При этом показания астрокомпаса (при наличии Солнца) сличаются со значением стояночного курса ЛА.

При периодических видах обслуживания основные агрегаты астрокомпасов снимаются с самолета, и у агрегатов и приборов проверяются технические характеристики на соответствие их требованиям технических условий.

Проверка комплекта и агрегатов астрокомпасов типа ДАК-ДБ и ДАК-Б в лаборатории производится с помощью установок УПАК-ДБ и УПАК-1) соответственно.

Звездно-солнечный ориентир БЦ-63 предназначен для определения истинного и ортодромического курсов ЛА и его географических и ортодромических координат при пеленгации двух светил. В дневном полете при автоматическом или ручном вводе координат ЛА БЦ-63 используется как горизонтальный астрокомпас для измерения курса ЛА.

Исходными данными для применения БЦ-63 при полетах ночью являются: географические координаты ЛА в момент настройки, склонения и прямые восхождения пеленгуемых светил, гринвичское звездное время в момент включения.

В дневном полете для измерения истинного курса ЛА на вычислителе БЦ-63 устанавливаются географические координаты места ЛА, склонение .и прямое восхождение Солнца.

Для определения навигационных элементов полета астроориентатор измеряет высоту и курсовой угол Солнца, а ночью — высоты и курсовые углы двух звезд. Измеренные координаты светил используются для расчета географических координат долготы и широты места и истинного курса ЛА.

Ортодромические координаты ЛА X, Y и истинный путевой угол ортодромии Y_ПУ определяются в вычислителе астроориентатора пересчетом географических координат на основе решения сферического треугольника.

Истинный и ортодромический курсы определяются по формулам:

где А — азимут светила.

Астроориентатор решает задачу по определению местоположения и курса ЛА, работает последовательно в режиме наведения на светило и слежения.

На рис. 4 приведена функциональная схема работы астроориентатора в режиме наведения на светило.

Рис. 2.31. Функциональная схема работы астроориентатора в режиме наведения на светило:
АС₁, АС₂ - астрономические секстанты; ЭЧ-1, ЭЧ-2 - электронные части; n - тангаж; g -крен; КУ₁, КУ₂ - курсовые углы; h₁, h₂ - высота светила; А₁, А₂ - азимуты светил; X, Y - ортодромические координаты; ПУ - пульт управления; ОК (ИК) - ортодромическии (истинный) курс; b - истинный путевой угол ортодромии; a₁, a₂ -прямые восхождения светил, s₁, s₂ - склонения светил; S_гр - звездное гринвичское время; Ф, L - географические координаты полюса ортодромии; f - широта места; l - долгота места; КС-6А - курсовая система; ЦГВ-5 -центральная гировертикаль; ИЭ-41 - индикатор электронный; НУ - навигационное устройство

Автоматические секстанты астроориентатора устанавливаются на фюзеляже ЛА, где им обеспечен круговой обзор, при изменении высоты светила от 0° до +70°. Плата секстанта в горизонтальном полете должна быть параллельна плоскости истинного горизонта. На плате наносится линия, параллельная продольной оси ЛА. На корпусе секстанта нанесена стрелка, которая при установке его на ЛА должна быть направлена к носу ЛА и быть параллельной линии, нанесенной на плате.
Стеклянные колпаки секстантов обдуваются чистым" сухим воздухом под давлением 0,15—1,0 атм, имеющим температуру 50—70°С.
В процессе эксплуатации астроориентатора производится чистка защитных колпаков автоматических секстантов снаружи и изнутри гигроскопической ватой, смоченной спиртом-ректификатом. Производятся также продувка воздухом двигателей типа ДП для очистки от щеточной пыли и промывка коллекторов бензином; чистятся контакты часового механизма, барабаны ламельных устройств, смазываются червячные зацепления и редукторы. Для проверки исправности астроориентатора применяется комплект контрольно-измерительных установок типа КПА-БЦ.

Реклама: