Файл: Тихонов И.И. Радиоэлектроника и ее военное применение.pdf

Глава 4

РАДИОЭЛЕКТРОНИКА В НАВИГАЦИИ, АВТОМАТИКЕ И РАДИОТЕЛЕУПРАВЛЕНИИ

Применение в военном деле современных скорост­ ных самолетов и быстроходных кораблей, их полеты или

плавание в сложных условиях погоды и видимости были бы невозможны без создания и использования в воен­ но-воздушных силах и военно-морском флоте радио­

электронного навигационного оборудования. По принци­

пу устройства и действия радиоэлектронную аппаратуру, используемую авиацией и военно-морскими кораблями для навигации, подразделяют на две большие группы: автономных навигационных устройств и зависимых на­ вигационных устройств.

Примером автономных навигационных устройств яв­ ляются самолетные или корабельные панорамные ра­ диолокационные станции. Их действие основано на ис­ пользовании радиолокационных контрастов местности, т. е. различной интенсивности отражения радиоволн при облучении местности, над которой летит самолет, или береговой черты, вдоль которой идет корабль. Вслед­ ствие этого на экране панорамного радиолокатора вос­ производится своеобразная световая карта местности, свечение отдельных участков которой пропорционально

степени отражения радиоволн. Можно заранее состав­ лять такие радиолокационные карты и использовать их для сравнения с изображениями, получаемыми во время полета по маршруту, или определять местоположение корабля (самолета) по характерным отметкам (ориенти­ рам), полученным на экране панорамного радиолока­ тора.

Зависимые навигационные устройства состоят из на­

59

земного оборудования, размещенного в определенных точках земной поверхности, и аппаратуры, установлен­ ной на самолете (корабле).

Как видно из материалов, опубликованных в ино­ странной печати, зависимые навигационные устройства получили большее распространение и прежде всего по­ тому, что они более дешевы. Наземная аппаратура таких устройств используется для одновременного обеспечения полетов большого числа самолетов.

Зависимые навигационные устройства позволяют оп­ ределять собственное местоположение подвижного объекта либо по принципу определения направления на

постоянный опорный пункт (наземную станцию), либо по принципу измерения расстояний между подвижным объектом и одним или несколькими определенными на­

земными пунктами.

Радиопеленгаторы, радиомаяки, радиокомпасы со­ ставляют группу средств, применяемых в навигации для определения направления от подвижного объекта на на­ земный опорный пункт, и относятся к угломерным систе­

мам. Наряду с большими достоинствами этой группы ра­ дионавигационных приборов приходится считаться и с присущими им недостатками. Основной из них состоит в том, что точность местоопределения при небольших углах невелика и понижается с увеличением расстояния от опорных точек. В иностранной литературе описаны си­

стемы дальней и ближней радионавигации1.

Дальномерные системы, действие которых состоит в измерении расстояний между подвижным объектом и на­

земными пунктами, позволяют получить значительно более высокую точность. К таким системам относятся разностно-дальномерные (фазовые и импульсные) систе­ мы, а также комбинированные суммарно-разностные и круговые дальномерные системы.

Рассмотрим принципы действия дальномерных си­ стем для самолетовождения на примерах импульсно-

гиперболического и кругового методов.

При импульсно-гиперболическом методе радионави­ гации используют две мощные радиостанции, размещен­

60

ных друг от друга на расстояние в несколько сотен ки­ лометров.

Рассматривая пункты А и Б как фокусы, можно по­ строить семейство гипербол, обладающих следующим

замечательным свойством. В какой бы точке данной ги­ перболы ни находился в данный момент самолет, всегда разность расстояний от этой точки до фокусов гипербо­ лы будет величина постоянная (это пояснено на рис. И)

и имеет для каждой гиперболы определенное значение. Следовательно, если радиопередатчики станций, уста­ новленных в пунктах А и Б, будут периодически излу­ чать радиосигналы на одной волне и одновременно в ви-

создаваемые станциями А и Б; а, б, в, г, д, е — гиперболы, созда­ ваемые станциями В и Г

61

де коротких импульсов, то на приемнике самолета они

будут получены в разное время, так как радиоволны пройдут различные расстояния (АС и БС). Для вывода самолета на цель по гиперболе необходимо, чтобы сдвиг ■во времени при получении сигналов от станций А и Б был постоянным и соответствовал гиперболе, проходя­ щей через район цели

Для определения своего местоположения или момен­ та выхода на цель при применении данного метода ис­ пользуется еще одна пара радиостанций, установленных в пунктах В Vi Г. Эти радиостанции должны излучать ра­ диосигналы на иной волне (или на той же волне, но с другой частотой повторения импульсов), чем первая па­ ра радиостанций. Тогда приемник, принимающий сигна­ лы станций В и Г, будет регистрировать изменения сдви­ га во времени сигналов, приходящих от этих станций.

Так как каждой гиперболе соответствует своя постоян­ ная разность во времени, то можно заранее рассчитать разность времени прихода сигналов от первой и второй пары радиостанций, которое будет соответствовать мо­ менту выхода самолета в заданную точку пересечения гиперболы д с гиперболой 2.

Импульсно-гиперболическая система радионавигации используется в авиации, а также в надводном и под­

водном флоте при действиях на больших расстояниях от

базисных станций. Достоинство данного метода радио­

навигации состоит в неограниченной пропускной спо­ собности, т. е. в одновременном использовании ее любым числом самолетов (кораблей).

Методы разностно-дальномерной гиперболической

навигации используются, например, в американских си­ стемах дальней навигации («Лоран») и ближней навига­ ции («Шоран») 12.

По данным иностранной литературы, дальность дей­ ствия такой системы определяется мощностью и усло­ виями распространения радиоволн базисных радиостан­

62

При самолетовождении с использованием УКВ считает­ ся, что дальности могут составить 300—500 км, на корот­ ких волнах — до 1000 км, а при использовании длинных волн — значительно большие расстояния. Однако при навигации в боевой обстановке необходимо считаться с тем, что такие устройства подвергаются воздействию искусственных радиопомех, которые в районе цели мо­ гут быть особенно значительными.

Точность вывода самолетов на цель зависит от угла,

под которым пересекаются гиперболы двух семейств, и составляет около 1 % от дальности. Чем ближе угол пе­ ресечения гипербол к прямому, тем выше точность. Для пользования данной системой заранее составляются спе­ циальные карты.

Круговой метод радионавигации также относится к числу дальномерных, но отличается от рассмотренного выше импульсно-гиперболического метода размещением приемных и передающих радиосредств и порядком их работы при измерении необходимых расстояний.

На самолете устанавливаются радиопередатчик и два приемника для регистрации сигналов, поступающих от базисных радиопередатчиков, установленных в пунктах

А и Б, разнесенных на расстояние до 400 км. Как видно

из рис. 12, при навигации поданному методу необходимо удерживать неизменным расстояние СА. За этим следит один из двух приемников, установленных на самолете.

Другой приемник регистрирует изменение расстояния СБ. При выходе самолета в точку С, лежащую на ок­

ружности с центром в точке Л и на заранее рассчитан­

ном удалении СБ, производится бомбометание.

В отличие от импульсно-гиперболической системы передача сигналов базисными станциями А и Б произ­ водится по запросу бортового радиопередатчика самоле­ та, излучающего сигнал в диапазоне метровых волн. Этот сигнал, принятый приемниками пунктов А и Б, автома­ тически запускает радиопередатчики базисных радио­ станций и они посылают ответные сигналы, принимаемые самолетом на частотах /1 (станции 4) и /2 (станции Б)

соответственно.

Круговую систему навигации характеризует высокая точность вывода самолета в заданный район, которая практически не изменяется от расстояния, так как изме-

63

Рис. 12. Принцип радионавигации по круговому методу. Условия системы: СА = Г] = постоянно, С5=Г2=расчетное расстояние, при котором производится бомбометание

рение расстояний от самолета до базисных пунктов осу­

ществляется очень точно. Кроме того, ввиду небольшого радиуса действия данной системы (около 400 км) воз­ можно иметь на базисных станциях радиопередатчики небольшой мощности, смонтированные в автомашинах. Это позволяет широко маневрировать базисными стан­ циями в соответствии с обстановкой и возникающими боевыми задачами.

Как видно из рассуждений иностранных специали­

стов, к 'недостаткам кругового метода радионавигации относится меньшая, чем при импульсно-гиперболическом методе, пропускная способность, т. е. меньшее количе­

ство одновременно наводимых самолетов, так как в про­ тивном случае базисные станции не будут успевать отве­ чать на получаемые их радиоприемниками запросы.

Помехозащищенность круговой системы оценивается как аналогичная гиперболической.

В сухопутных войсках для обозначения переднего края для своей авиации, а также районов выброски де­ сантов, района сбора войск и т. п. все большее примене-

64