В прошлой статье (нажмите на синий текст — откроется) я рассказал об основных пилотажных приборах, они же немного навигационные. Сейчас будем разбираться дальше. Радиооборудование самолёта делится на радионавигационное, радиосвязное и радиолокационное. Начнём с первого, а в третьей статье расскажу о третьем.
Любому известно, как на море ориентируются по маякам — увидел и доворачивай на него. Примерно так же можно «рулить» по радиостанциям, если научиться видеть, откуда идут невидимые радиоволны. И прибор, умеющий пеленговать радиостанции, широко встал на крыло ещё в 1940-е годы — радиокомпас.
Сейчас все радиокомпасы работают автоматически (не нужно вручную крутить антенну и искать радиостанцию), потому и называются кратко — АРК, по-английски — ADF, automatic direct finder. На кораблях старой школы комплектов АРК два и стрелок тоже две:
Они умеют ловить сигналы как широковещательных радиостанций (ШВРС), так и специальных приводных радиостанций (ПРС), они же приводные радиомаяки (ПРМ). ПРС «говорят» не голосом, а непрерывно сигнализируют морзянкой — отбивают код маяка, его «паспорт». Прослушав код, пилот может понять — точно на тот маяк он летит или случайно поймался сигнал какой-то другой станции, работающей на той же частоте.
Обычно антенна ПРМ выполнена горизонтальной: две тонких мачты с «гамаком» из трёх тросов. Но встречаются разные:
А вот классический «гамак»:
Посередине стоит ещё антенна МРМ, о котором ниже.
Из-за особенностей распространения и пеленгования радиоволн ПРМ и АРК работают в диапазоне средних волн (СВ) — частотой от 150 до 1300 килогерц. ШВРС на таких частотах нынче практически не работают — свалили в более удобный УКВ-диапазон (сотни тысяч килогерц, то есть сотни мегагерц), поэтому по сути сейчас АРК работают лишь с маяками. Чем удобны УКВ? Тем, что они УК — ультракороткие, потому что частота высокая:
Чтобы успешно ловить и тем более излучать волну — надо иметь антенну сравнимого с волной размера, не обязательно такого же, но небольшой кратности. Скажем, сотовые телефоны GSM работают на частотах 900 — 1800 МГц, это длина волны примерно 0,3 — 0,16 м, антенна помещается в телефоне. Для ловли радио на частоте 100 МГц — длина волны 3 м — уже нужна антенна в проводной гарнитуре телефона либо «рогулька» на автомобиле. Для работы на частоте 300 кГц, длина волны при которой равна 100 м — сами понимаете... Поэтому антенны ПРМ столь огромны.
Взгляните на спину Ту-134: длинный плавник — шлейфовая (ненаправленная) антенна компаса АРК-11. Она принимает сигналы как рыбьи глаза — со всех сторон. Вторая антенна — направленная рамочная, вращающаяся на вертикальной оси, с ней связана стрелка указателя. Она стоит в фюзеляже.
Блок АРК сравнивает сигналы с обеих антенн и поворачивает рамочную до тех пор, пока сигнал с неё по амплитуде (величине) не сравняется с сигналом шлейфовой — значит, рамочная повернулась точно к маяку. Этот метод называется амплитудным.
На старых АРК есть индикатор мощности принимаемого сигнала — вот, например, на Ан-26:
Выводиться углы с АРК могут как на специальный прибор типа того же УШДБ, так и на комбинированный вроде РМИ. По нему видно как КУР (курсовой угол радиостанции — угол между носом самолёта и направлением на ПРМ), так и МПР (магнитный пеленг радиостанции — угол между направлениями на север и на радиостанцию), так как у РМИ помимо неподвижной шкалы есть карту́шка компаса:
Внизу видны некие два переключателя — это «АРК1/VOR1» и «АРК2/VOR2/РСБН». Так что настал черёд маяка VOR — VHF omni range, ультравысокочастотного всенаправленного. Вот он на земле:
Работают эти маяки на частотах 108 — 117,95 МГц, следующий диапазон (118 — 135,95 МГц) отведён под голосовую связь, а ниже 108 МГц — гражданские теле- и радиостанции, все эти «Первые каналы» и «101,2 FM». У VOR две антенны — ненаправленная, стоящая по центру, и стоящие по кругу направленные, «стреляющие» лучами каждая строго в свой сектор. Каждую секунду ненаправленная антенна излучает опорный импульс, одновременно с ней излучает направленная антенна, смотрящая на север (азимут 0).
Далее в течение секунды поочерёдно по часовой стрелке «стреляют» направленные антенны. Замерив задержку между приёмом сигнала ненаправленной антенны и приёмом сигнала направленной, можно точно сказать, на каком азимуте от маяка (радиале) находится корабль.
Кстати говоря, VOR тоже отбивают позывные, как и ПРМ — чтобы можно было убедиться в точных настройке и приёме. Прослушать морзянку можно, выбрав на своём абонентском аппарате СПУ (самолётного переговорного устройства) соответствующий радионавигационный прибор:
Например, если задержка составила 0,5 с — машина на радиале 180 (точно к югу от маяка VOR), 0,25 с — на радиале 90 (точно на востоке). В отличие от АРК, рамка которого редко успокаивается и частенько вместе с прямым сигналом унюхивает отражения (от гор, от береговой черты, от грозовой тучи), VOR является точным средством навигации. А в паре с VOR может работать маяк DME — distance measure equipment, оборудование измерения дистанции. А может и стоять отдельно.
DME работает на частотах 962 — 1213 МГц, которые жёстко связаны с частотами VOR (настройка выполняется одновременно, одной ручкой) и играет с самолётом в русскую лапту: бортовой комплект посылает маяку запрос (код из двух импульсов, между ними 12 микросекунд), маяк принимает его, выжидает 50 мкс и возвращает назад на немного другой частоте, отличающейся на 63 МГц.
Радиозапрос хоть и летает со скоростью света — 300 000 км/с, но всё ж не моментально — и по задержке понятно расстояние до маяка. Этот метод называется временны́м. Естественно, раз маяк вынужден активно взаимодействовать с бортом — он имеет ограничение по числу работающим с ним бортов. Один маяк DME может обслуживать до 126 машин — в отличие от VOR или ПРС, которые просто излучают сигнал и не знают, кто его поймает.
Чтобы зайти на полосу — достаточно знать курс полосы и иметь одну ПРС: по приводу находим полосу, по курсу подтверждаем, что не сядем поперёк неё. Но любой серьёзный аэродром оборудован двумя приводами с каждого торца полосы — ближний (БПРМ) установлен в километре от торца, дальний (ДПРМ) установлен в 4 км от торца. Они стоят точно в створе полосы — по осевой линии. Это уже мощный инструмент для захода на посадку:
Если стрелки параллельны — значит, самолёт в створе полосы. А курс может и не быть посадочным — при боковом ветре нужно поворачивать нос против ветра, поэтому, естественно, курсовые приборы будут показывать, куда повёрнут нос, а не с каким курсом действительно летит самолёт. А что самолёт на одной линии с маяками — это уже говорит о том, что он на одной линии и с полосой.
Про снос поговорим в следующей статье, а кабина какого самолёта на фото — в конце этой статьи. Теперь — о маркерных радиомаяках (МРМ). Они стоят возле ДПРМ и БПРМ и стреляют вверх узким лучом — импульсами на частоте 75 МГц.
Самолёт ловит сигнал, когда пролетает точно над приводом, и в кабине звучит сигнал — звонок либо тон, у дальнего маркера редкие звонки и средний тон (1300 Гц), у ближнего — частые звонки и высокий тон (3000 Гц).
Это важная информация — самолёт в 4 км от полосы (или в 1 км), поскольку DME или иные точные средства есть не везде, а в счислении по секундомеру обязательно есть погрешность.
Эта информация подтверждает, что корабль снижается по глиссаде (предпосадочной прямой) более-менее точно. В зарубежной терминологии дальний маркер зовётся средним, потому что есть ещё третий маркер — внешний (outer), стоящий в 8 км от торца. Он обозначается очень редкими звонками и тоном 400 Гц. Также от маркеров загораются специальные лампы: белая от ближнего, жёлтая от среднего, синяя от внешнего:
И наконец — самое точное средство захода на посадку, курсо-глиссадная система, она же instrumental landing system (ILS) или система слепой посадки. Она состоит из двух маяков, излучающих «крестом» — курсового (localizer, LOC) и глиссадного (glideslope, GS). Мачта сбоку полосы возле зоны приземления с двумя или тремя «книжками» антенн — как раз глиссадный:
Курсовой маяк работает на тех же частотах, что и VOR (108 — 111,95 МГц), и стреляет двумя лучами-«лепестками», лежащими по обе стороны от глиссады. Левый лепесток модулирован частотой 90 Гц, а правый — 150 Гц. Что это значит на людском языке? Что сигнал правого лепестка сам по себе имеет частоту, допустим, 110 МГц, но пульсирует с частотой 150 Гц (150 раз в секунду).
Если самолёт идёт точно по оси полосы — он находится в равносигнальной зоне, «слышит» оба лепестка одинаково хорошо. Если уклонился — то увеличится мощность приёма одного из лепестков.
«Грабли» возле БПРМ — как раз курсовой маяк:
Глиссадный маяк работает точно так же — верхний лепесток модулирован частотой 90 Гц, нижний — 150 Гц, только излучает на другой частоте, 329,15 — 335 МГц. Как частоты DME приведены к частотам VOR — так и частоты GS приведены к частотам LOC, настройка производится одной ручкой, хотя фактически от этой ручки синхронно настраиваются два приёмника. На ряде отечественных машин с VOR/DME, ILS и МРМ работает аппаратура Курс-МП, вот её блоки на Ту-154Б:
Как видите, на раме стоит и маркерный радиоприёмник (МРП-3ПМ), и глиссадный (ГРП-3ПМ-02).
Информация ILS выводится на ПНП — её показывают планки положения, курсовая и глиссадная, а факт приёма сигнала показывает уборка красных блинкеров «К» и «Г». Убрались блинкеры — можно лететь по планкам, куда отклонилась планка — там равносигнальная зона, туда нужно рулить. Вот для сравнения ПНП истребителя МиГ-27 и всё того же Ту-154:
Сигнал VOR тоже может отображаться курсовой планкой ПНП, для этого отдельной ручкой (стоит в стороне от ПНП — на среднем или верхнем пульте) выбирается радиал — и планка показывает, с какой стороны от радиала находится корабль.
А можно вывести показание на РМИ (тем самым переключателем «АРК/VOR») либо УШДБ (тумблером) — тогда стрелка острым концом покажет, с каким курсом надо лететь, чтобы идти на маяк, а тупым концом — на каком радиале находится самолёт.
Данные дальномера, работающего с DME, выводятся на индикатор самолётной дальности, у ИДР-1, например, он винтажный барабанный. Вот он на штурманской доске Ту-134УБ-Л:
А каковы дальности работы радиосредств? Зависит от мощности маяков и условий приёма — прежде всего погоды и солнечной активности. Обычно маяки — мощностью в несколько сотен ватт, принимаются за 200 — 300 км. Иногда там, где это не нужно, ставятся станции послаблее — например, дальний привод обычно ставится мощным, так как вокруг него строится схема захода, ближний же стоит намного слабее, чтобы ловиться километров за 50 — этого достаточно, чтобы поймать его уже в зоне аэродрома и достроить заход.
В третьей статье будет рассказано о директорной системе захода на посадку и о сути захода вообще, а также о радиолокационном оборудовании — радиовысотомере (РВ), ДИСС, «Грозе», ответчике — том самом, который подкинули частнику в фильме «Воздушная тюрьма» — и наземных локаторах.
