Господа и дамы... После прочтения комментариев к статье про Airbus A320 в 1978 году у меня волосы встали дыбом... И до сих пор так и стоят. Авторы большинства комментариев дружно убеждают (меня или себя или окружающих?), что навигация на А320 без GPS работать не будет. Упорно игнорируя тот простой факт, что массовые полеты Airbus А320 начались в 1989 году, а доступ к GPS для гражданских был открыт в только 1993 году. И ничего, летали же как-то. Без штурманов. Да и сейчас, нет-нет, да и выскочит на навигационном дисплее веселая надпись - GPS PRIMARY LOST! И ничего, улыбаемся и летим дальше, ни на что это не влияет. Тысячный раз повторяю - для навигации нам НЕ НУЖНА GPS. GPS это ВСПОМОГАТЕЛЬНАЯ система, при ее неработоспособности мы чуть-чуть теряем точность, но не теряем способность ориентироваться и лететь куда надо! Потому что ОСНОВНАЯ навигационная система на А320 - ИНЕРЦИАЛЬНАЯ - IRS (Inertial Reference System)! Не знаете что это такое?
Все просто:
Представьте старого седого штурмана, сидящего в уютном кабинете. Перед ним на столе лежат бумажная карта, транспортир, линейки (и простая и НЛ-10) и карандаши. Рядом стоит радиостанция и пилот, летящий где-то в небе, докладывает ему:
-Взлетел из точки А курсом 140, через 90 секунд довернул на курс 128 градусов!
Тут же штурман тынц карандашиком в точку А на карте! И из нее коротенький отрезочек с направлением 140 градусов плюс (или минус) магнитное склонение в точке А и длиной S = V x t, в соответствующем масштабе. Скорость в момент отрыва и в наборе он знает не хуже пилота.
-После уборки механизации летел в наборе при полном штиле с магнитным курсом 128 градусов с приборной скоростью 450 километров в час 30 минут. Сию набрал высоту 10 000 метров.
Штурман берет линеечку и чертит на карте отрезок, соответствующий пройденному пути. Причем он учитывает (спасибо НЛ-10), что по мере роста высоты истинная скорость (а при штиле она соответствует путевой) будет все больше отличаться от приборной.
-Довернул вправо на курс 240 и летел так еще час с приборной скоростью 450 километров в час! Но уже при встречном ветре 50 километров в час!
Штурман вычитает из скорости самолета скорость ветра и хлоп - новый отрезок появляется на карте.
-После чего довернул на курс 330 и летел с той же скоростью и при том же ветре еще два часа! Штурмааааан! Где я?
Штурман рисует треугольник скоростей (причем в уме) и новый отрезок ложится на карту. Конец отрезка оказывается в точке Б!
-Ты, сынок, сейчас над точкой Б находишься!
Легко представить? Возможно это? Несложно это? А ведь примерно так и работает инерциальная навигационная система!
Есть некий компьютер (седой штурман перед бумажной картой) и связанный с ним набор датчиков - акселерометры, считывающие линейное ускорение, и гироскопы, позволяющие определить углы наклона самолета относительно основных осей: тангаж, рысканье и крен (пилот, сообщающий свои скорости и курсы). Обрабатывая данные с этих датчиков - линейные и угловые ускорения - компьютер (седой штурман) вычисляет: положение ВС в пространстве, вектор полета, путевой угол, курс, ускорение, путевую скорость, координаты и угловую скорость (слушает пилота) и по этим данным навигационная система строит линию пути (рисует отрезки на карте). Конечная, на данный момент времени, точка этой линии и соответствует нашему текущему местоположению. Таким образом, становится очевидным, что все что нужно, для того чтобы определить текущее местоположение самолета (точку Б на карте), это правильно и точно внести в систему начальное местоположение ("Взлетел из точки А!"). Что мы и делаем при подготовке кабины к полету. Или вручную - вбиваем координаты места стоянки, или доверившись GPS, но все равно проконтролировав правильность определения нашего места.
И таких вот независимых инерциальных систем на Airbus А320 стоит целых 3 штуки. Называются эти блоки ADIRU - Air Data and Inertial Reference Unit, впрочем, мы говорим сейчас лишь об Inertial Reference - инерциальной системе (но раз уж вспомнили - Air Data Reference собирает и обрабатывает информацию от наружных датчиков и выдает: барометрическую высоту, воздушную скорость, число Маха, текущий угол атаки и температуру). Более того, самолет постоянно сравнивает показания трех ADIRU между собой и выдает экипажу усредненную точку текущего местоположения. При этом, эти показания не должны различаться более чем на определенную величину. Например, если разница в определении местоположения между первыми двумя системами составляет одну морскую милю (1,852 км), а третья дает точку в ста милях в стороне, ее показания отбрасываются как заведомо недостоверные. О чем самолет и сообщает пилотам. На самом деле, конечно, он сравнивает эти показания и с данными GPS, если она работоспособна. А нет - ну и не надо, обойдемся.
В чем преимущества этой системы? В первую очередь в НЕЗАВИСИМОСТИ от внешних источников данных. То есть GPS - не нужна. Вообще ничего не нужно! Некий черный ящик с волшебством внутри! Во время предполетной подготовки на земле, в систему вводятся текущие координаты (вручную или от GPS). Далее IRS использует гравитацию Земли для задания начального положения самолета относительно поверхности и использует вращение Земли для определения географического северного полюса. После этого процесса, который называется «aligne IRS - согласование инерциальной системы" никакие внешние данные ей уже не нужны! А в чем недостатки? В накоплении ошибки. Точность всех этих датчиков и качество работы алгоритмов, преобразующих данные этих датчиков в расчет местоположения абсолютно невероятные, но... За час полета набегает ошибка в пару миль, то есть при рейсе на предельную дальность А320 ошибка в конечной точке может быть до 12-15 морских миль. Как с этим бороться? Это несложно, нужно только корректировать текущее местоположение по пролету характерных ориентиров. Вернемся в кабинет седого штурмана, где снова зашипела рация:
-Сию пролетаю над железнодорожным мостом у деревни N!
-Спасибо, принял!
И линейка, с помощью которой штурман рисует отрезки пути сдвигается на миллиметрик так, чтобы линия пути прошла точно над обозначенным на карте мостом. В реальной жизни этими ориентирами служат, как правило, радиомаяки, координаты которых известны системе. Причем вовсе необязательно пролетать точно над ними, достаточно взять на них пеленги. Ну или (ладно, уболтали) та самая GPS. Но, повторю еще раз - GPS служит для коррекции данных IRS, а не как их источник. Пропадет она - ничего принципиально не изменится, необходимую точность обеспечит коррекция по радиотехническим средствам. А если не обеспечит? Это же ужас что может выйти! Да нет, я бы так не сказал. Нужно понимать, что А320 это не Ан-2 и не Л-410 и мы летаем на достаточно неплохо оборудованные аэродромы. В худшем случае нас там будет ждать одинокая приводная радиостанция. А ее сигнал мы можем засечь с удаления миль в 50-80. То есть ошибка в 15 миль особой роли не сыграет - выйдем мы на этот привод с нужным курсом все равно. Вот так вот все просто, на самом деле. А вы - GPS, GPS. Тьфу на вашу GPS!
