Видео в конце...
Всем привет! На этот раз разберем один довольно важный аспект радионавигации. Одно дело следовать сигналу радиомаяка на воздушной трассе, совсем другое в условиях плохой видимости выйти в торец взлетно-посадочной полосы. В чем же тут ключевое отличие? Оно в точности. При следовании по воздушной трассе плюс минус километр правее или левее не считается отклонением. Однако, при отсутствии видимости, посадка на полосу километром левее или правее звучит даже как полный бред. Заход на посадку должен быть выполнен с ошибкой десяток другой метров. Эта ошибка должна быть скомпенсирована в ручном режиме ровно за время от появления полосы в непосредственной видимости до ее касания.
Вместо тысячи слов пару фотографий будут гораздо более эффективным средством. Вход в зону ограниченной видимости для неподготовленного человека скорее всего будет сопровождаться стрессом. Представьте, только что было видно местность на многие километры вокруг...
При входе в облачность пилот как будто утопает в молочном напитке, горизонт визуально не наблюдается, взлетно-посадочная полоса неизвестно в каком месте.
В этот самый момент максимальную информацию о полете приносят индикаторы навигационно-пилотажных приборов. Обработка их показаний представляет собой довольно сложную для человеческой психики задачу. Самым главным помощником в это время является индикатор авиагоризонта. Он находится на первичном полетном дисплее ( PFD - Primary Flight Display).
Синяя половина "неба" и коричневая "Земли" позволяют судить о положении самолета в пространстве. Кроме того, индикатор авиагоризонта совмещен с индикатором воздушной скорости (шкала слева) и высоты (справа). Кроме высоты, индикатор показывает вертикальную скорость.
Все эти показатели собраны в одном месте не случайно. PFD несет основную информацию о том находится самолет в, так называемой, посадочной конфигурации или нет. Посадочная конфигурация это соблюдение нескольких условий одновременно. Скорость (горизонтальная и вертикальная), высота и другие параметры в строго отведенных для этого диапазонах. Если какой-то параметр полета на момент принятия решения о посадке выходит за допустимые пределы, то на этот счет есть конкретные инструкции (пусть лучше это прокомментируют люди, изучавшие Руководство по летной эксплуатации конкретного типа самолета). В любом случае, параметры полета нужно контролировать.
Контроль посадочной конфигурации
Снижение воздушного судна к торцу полосы происходит по воображаемой линии, называемой глиссадой. Следовать глиссаде самолету помогает специальная радиотехническая система, называемая курсо-глиссадная система (КГС), она же Instrument Landing System (ILS). Подробности работы этой системы будут рассмотрены в будущих статьях.
Сейчас заостримся на более простой составляющей радиотехнической системы. Это маркерные маяки. На осевой линии взлетно-посадочной полосы на некотором удалении от торца размещаются антенны, излучающие в вертикальном направлении. Задача приемника сигнала маркерного маяка это принять его в строго определенном "конусе" и сигнализировать о пролете над антенной. Для пилота это будет означать пролет определенной точки и, в соответствии с документацией на аэродром, будет понятно удаление самолета от торца полосы. В этот самый момент необходимо удостовериться в том, что самолет имеет посадочную конфигурацию. На остановку десятков и сотен тонн массы самолета со скорости 250-300 км/ч выделено всего пару километров полосы и только соблюдая все параметры полета можно не ударить шасси по грунту досрочно, не выкатиться за пределы полосы и не перегреть тормоза.
На следующем рисунке показаны примерные нормативы размещения маркеров относительно полосы. Кроме того, для отличия одного маркера от другого синусоидальный сигнал передатчика модулируется по амплитуде низкочастотным сигналом с частотой 400, 1300, 3000 герц. Модуляция эта не постоянная, а временная, состоящая из точек и тире, подобно азбуке Морзе. Это все меры защиты, позволяющие пользователю отличить сигналы маркеров от различных помех, способных попасть в узкий диапазон частот приемника.
Конечно же, не всякий аэродром обладает всем набором маркеров, Часть аэродромов расположена у берегов водоемов или в горной местности, что не позволяет размещать маяки. Точную информацию о расположении маяков пилоты находят в документации.
Устройство приемника
Поскольку сигналы этих маяков предельно просты и приемник не работает ни с никакими сложными индикаторами, то придумать несложную схему обработки сигнала не составит большого труда. Известно, что несущая частота всех маркеров 75 МГц. Эта частота подвергается амплитудной модуляции низкочастотным сигналом.
Еще не так давно каждый школьник знал как принимать и обрабатывать подобный сигнал. Высокочастотное заполнение (синий цвет) невозможно услышать человеческому уху, кроме того, это слишком большая частота для того чтобы раскачивать диффузор динамика.
Добраться до низкочастотного колебания можно путем выпрямления знакопеременного напряжения высокой частоты и последующим сглаживанием пульсаций низкочастотным фильтром. В последующих статьях рассмотрим подробности реализации такого приемника в цифровом виде.
Выделенное низкочастотное колебание теперь может быть подано на звуковой динамик.
На самом деле, в этом приемнике чуть больше науки, но ненамного. Кроме звуковой индикации может быть использована и световая. А это уже приводит к необходимости раздельного зажигания индикаторов. Выделенный низкочастотный сигнал, в зависимости от частоты тона, зажигает только одну из сигнальных ламп. Для решения такой задачи придуманы частотные фильтры.
Фильтр позволяет выделить один из участков частотного спектра сигнала, подавить другие участки и после выпрямления и усиления оставшегося сигнала использовать его для включения лампы.
Подробную реализацию элементов приемника в цифровом виде пока рассматривать не будем, так как подготовительные статьи еще не выложены. Мы лишь затронули вопросы сложения, умножения и представления чисел. Приятнее вникать в подробности когда соблюдается принцип "от простого к сложному", поэтому набираемся терпения.
Продолжение следует...
Поддержите статью лайком если понравилось и подпишитесь чтобы ничего не пропускать.
