Файл: Черниев, Л. Ф. Азбука судовождения.pdf

будет равно разности электродвижущих сил, возбуждае­ мых электромагнитным полем в обоих проводниках. Та­ кую конструкцию называют рамочной антенной, или рам­ кой, она является важной частью радиопеленгатора.

Установим рамочную антенну так, чтобы ее плоскость располагалась перпендикулярно направлению распрост­ ранения радиоволн. Так как в этом случае обе ветви находятся на одинаковом расстоянии от радиомаяка, то возникающие в них электродвижущие силы будут равны по величине. На входе приемника отсутствует их раз­ ность, поэтому звука в телефонах не будет.

Если плоскость рамки расположить в направлении распространения радиоволн, то в обеих ее ветвях воз­ никнут разные электродвижущие силы. Теперь на входе приемника будет наибольшая их разность и, следова­ тельно, в телефонах появится наибольший звук.

Поворачивая рамку в вертикальной плоскости, можно получить наименьшую, наибольшую или промежуточную интенсивность принимаемого сигнала. По интенсивности звука можно определять направление на радиомаяк, посылающий сигналы.

Направление на радиомаяк определяют по минимуму сигнала, так как в этом случае при повороте рамки на небольшие углы вызывается заметное на слух изменение в слышимости сигнала. Если поворачивать рамку около положения максимума громкости сигнала, то изменение силы звука будет меняться незначительно, поэтому оп­ ределение направления на радиомаяк может колебаться в больших пределах.

Из всего сказанного следует, что пеленгование «по минимуму» является более точным, чем пеленгование «по максимуму». Метод пеленгования «по минимуму» получил широкое распространение.

Итак, в зависимости от угла поворота антенны гром­ кость сигнала будет изменяться. В момент приема ми­ нимума слышимости сигнала положение указателя, пер-

125

пендикулярного плоскости рамки, укажет направление на радиомаяк. Угол поворота рамки, определяемый от­ носительно диаметральной плоскости судна, является курсовым углом радиомаяка, а угол, определяемый от­ носительно северной части меридиана, — истинным ра­ диопеленгом.

В настоящее время на судах применяются радиопелен­ гаторы с двумя взаимно перпендикулярными неподвиж­ ными рамками. Они соединены с гониометрическим уст­ ройством, которое предназначено заменить вращение рамки вращением небольшой катушки. Сущность пелен­ гования остается той же.

Итак, радиопеленгатор (т. е. радиоприемное устрой­ ство) состоит из антенного устройства, радиоприемника и индикатора. Антенное устройство, идею работы кото­ рого мы уже рассмотрели, является наиболее характер­ ным узлом радиопеленгатора, определяющим специфику его работы.

Радиоприемник выбирает из всех сигналов, приня­ тых антенным устройством, сигнал нужной частоты, уси­ ливает и преобразовывает его, а затем подает на инди­ катор. В соответствии с международными правилами для морского радиопеленгования выделены диапазоны радиоволн от 255 до 535 и от 1605 до 2850 кГц.

Индикатор указывает, при каком положении антенно­ го устройства можно брать отсчет по шкале радиопелен­ гатора, или непосредственно выдает отсчет направления на радиомаяк. В зависимости от типа индикатора

радиопеленгаторы подразделяют на слуховые и визу­ альные.

В слуховых радиопеленгаторах индикация осущест­ вляется при помощи телефонов или громкоговорителей по силе звука на выходе приемника. Слуховые радиопе­ ленгаторы просты по устройству, их стоимость сравни­ тельно мала. При работе с ними требуется значительное время для взятия пеленга, а процесс сравнения слыши-

126

мости сигналов связан с появлением субъективных оши­ бок. В настоящее время из слуховых радиопеленгаторов широкое распространение получил радиопеленгатор «Рыбка» (рис. 33). Им оборудуют суда рыбопромысло­ вого и морского флотов неограниченного района плава­

ния в любых широтах.

Радиопеленгатор «Рыбка» выпускается в различных вариантах в зависимости от типа питающей сети, спо­ соба аварийного питания и типа гирокомпаса, с которым радиопеленгатор сопрягается, типа примененного рамоч­ ного антенного устройства и т. д.

В визуальных радиопеленгаторах индикатором слу­

стых, т. е. неавтоматических. В них диаграмму направ­ ленности вращают вручную, а положение антенного устройства, при котором можно брать отсчет пеленга, оп­ ределяют на слух.

В автоматических радиопеленгаторах сам индикатор автоматически непрерывно показывает величину пелен­ га по соответствующему отсчету. Наибольшее распрост­ ранение получили двухканальный визуальный радиопе­ ленгатор с электроннолучевой трубкой «Румб» (рис. 34), одноканальный визуальный радиопеленгатор с вычерчи­ вающейся диаграммой направленности и др.

Радиопеленгатор «Румб» имеет визир, вдоль которо­ го проведена диаметральная линия. Чтобы определить направление на радиомаяк, необходимо повернуть визир и совместить его диаметральную линию со светящейся линией на экране. Отсчет по неподвижной шкале будет направлением на радиомаяк относительно диаметраль­ ной плоскости судна.

В одноканальном визуальном радиопеленгаторе с вычерчивающейся диаграммой направленности на экра-

127

Рис. 33. Радиопеленгатор «Рыбка»

Рис. 34. Визуальный радиопеленгатор «Румб»

не ЭЛТ вычерчивается фигура, имеющая форму «двух­ лопастного пропеллера». Отсчет пеленга снимают также по неподвижной шкале, совмещая визир с осью «пропел­ лера»-

Место судна определяют так же, как и по визуальным пеленгам: на карте прокладывают радиопеленги от ра­ диомаяков, а за обсервованное место принимают точку их пересечения.

С помощью радиопеленгатора определяют направле­ ние на радиомаяк относительно диаметральной плоско­ сти судна. Угол между носовой частью диаметральной плоскости судна и направлением на радиомаяк называ­ ют радиокурсовым углом (рис. 35). Если к истинному курсу прибавить радиокурсовой угол, получим истинный радиопеленг, который служит для прокладки радиопе­ ленгов.

Современные радиопеленгаторы дают показания совместно с подведенными к ним репитерами гироком­ пасов. Поэтому штурман при пеленговании может по­ лучить непосредственно компасный радиопеленг, а по­ сле исправления его соответствующими поправками — истинный.

При расчете и прокладке радиопеленги исправля­ ют поправками, которые зависят от навигационной карты и от внешних условий распространения радио­ волн.

На точность радиопеленгования влияет множество внешних факторов (например, электромагнитное поле судна, создающее радиодевиацию, ночной эффект, береговая рефракция и др.). При правильной методи­ ке наблюдений влияние этих факторов значительно сни­ жается.

Особенно важно при радиопеленговании учитывать радиодевиацию. Это явление заключается в том, что направление, показываемое радиопеленгатором, опре­ деляется в искаженном поле и отлично от направления

129

Рис. 35. Соотношение между истинным курсом судна и радиокурсовым углом (f — радиодевиа­ ция, г|з — ортодромнческая поправка)

прихода сигнала от радиомаяка. Искаженное поле воз­ никает вследствие влияния дополнительного электро­ магнитного поля, создаваемого металлическими частя­ ми судна. Радиодевиация иногда достигает большой величины, особенно при неудачном расположении ра­ диопеленгатора. Для уменьшения ее влияния рекомен­ дуется устанавливать пеленгатор возможно выше и так, чтобы все крупные металлические части судна располагались симметрично относительно рамки. Ве­ личина радиодевиации находится в тесной связи с ра­ диокурсовым углом радиомаяка.

Существуют различные способы уничтожения ра­ диодевиации, однако полностью уничтожить ее прак­ тически не удается. Поэтому путем специальных на­ блюдений определяют ее остаточное значение и учи­ тывают его при вычислении радиопеленгов.

Ночью на рамочную антенну поступают поверхно­ стные и отраженные от ионосферы радиоволны. Их суммарная величина порождает ночной эффект. Он вызывает увеличение и расплывчатость угла молча­ ния, его смещение, а сила сигнала часто колеблется. Особой интенсивности ночной эффект достигает во

130

время восхода и захода Солнца. Его влияние также сильно сказывается на расстояниях более 25—30 миль. Для уменьшения влияния ночного эффекта радиостан­ ции стараются пеленговать с возможно более близкого расстояния и по возможности избегают радиопеленго­ вания за 1—2 ч перед (или после) восходом и заходом Солнца.

На границе раздела вода — суша возникает берего­ вая рефракция — изменение фазовой структуры элек­ тромагнитного поля. Это вызывает изменение направ­ ления распространения радиоволн. Объяснение сущ­ ности береговой рефракции дано в работах советских ученых академиков Л. И. Мандельштама, II. Д. Папалекси, В. А. Фока и др.

Точность радиопеленгования зависит от многих факторов, поэтому штурман должен всегда анализи­ ровать обсервованное место судна, полученное по радио­ пеленгам, и давать ему критическую оценку.

В судовождении широко используются и радиома­ яки направленного действия: секторные, вращающиеся

степени совершенства. Они дают возможность опреде­ лить пеленг от направленного радиомаяка, который в сочетании с пеленгом другого секторного радиомаяка дает обсервованное место судна.

Направленные радиомаяки имеют большую даль­ ность действия. При благоприятных условиях она до­ стигает 1000—1500 миль. Пользоваться ими на рас­ стояниях меньше 25 миль не рекомендуется, так как возможны большие погрешности. На малых расстояниях секторный радиомаяк может быть использован как ра­ диомаяк кругового действия.

Самое оольшое достоинство секторных радиомая­ ков заключается в том, что для определения пеленга

131

их сигналы можно принимать с помощью обычного средневолнового радиоприемника. Процесс приема сиг­ налов очень прост и заключается в подсчете точек и тире, передаваемых секторным радиомаяком. Если пользуются радиопеленгатором, то прием ведут на вертикальную антенну.

Секторный радиомаяк состоит из трех антенн, расположенных на одной линии и удаленных друг от друга на расстояние около двух миль. Все антенны питаются от одного общего передатчика. Во время работы радиомаяка в течение цикла в пространство по смежным секторам передается 60 точек и 60 тире, т. е. направленные излучения. Точки и тире будут слышны в

равносигнальных зон точно известны, так как для дан­ ного маяка они всегда одни и те же. Затем все секто­ ры и их равносигнальные зоны равномерно поворачи­

направленных секторов достигается управлением фаз антенных токов.

Рассмотрим определение радиопеленга с судна на секторный радиомаяк. Допустим, что судно находится в точке А — сектор точек (см. рис. 36). Для того чтобы определить пеленг на радиомаяк, необходимо дополни­ тельно определить угол между равносигнальной зоной 3 и пеленгом точки А. Этот угол определяют подсчетом точек между началом работы цикла передачи точек и моментом, когда равносигнальная зона 3 проходит че­ рез место судна А. Для точного определения момента прохождения равносигнальной зоны через место судна

132

ленгов.

Штурманы для определения места судна пользуются специальными картами секторных радиомаяков. На них заранее вычерчены линии пеленгов, у которых ука­ зано количество точек или тире. Место судна будет на­ ходиться в точке пересечения двух линий, соответству­ ющих подсчитанным значениям знаков секторных ра­ диомаяков. Обсервованное место переносят на путевую карту, по которой ведут счисление пути судна.

Из всех современных средств морской радионавига­ ции секторные радиомаяки обладают существенными преимуществами перед другими системами: точность пеленгования, большая дальность действия, возмож­ ность использования обычных судовых радиоприемни-

Рис. 36. Характеристика секторного излучения всенаправленных маяков

133-

ков и исключительная простота приема сигналов и об­ работки вычислений.

В настоящее время во всем мире работает уже мно­ го секторных радиомаяков, зона действия которых ох­ ватывает северные части Атлантического и Тихого океа­ нов с прилегающими к ним морями и часть Северного Ледовитого океана у берегов Европы.

Направленные вращающиеся радиомаяки получили значительное распространение (особенно в Японии). Дальность их действия сравнительно небольшая (50— 100 миль). Однако простой прием сигналов, удобный расчет пеленгов и несложная аппаратура делают их популярными для определения места судна, особенно среди рыбопромысловых судов. Сигналы вращающихся радиомаяков могут быть приняты с помощью обыкно­ венного приемника. Если используется приемник радио­ пеленгатора, то он должен быть переключен на вер­ тикальную антенну.

Вращающийся радиомаяк работает на принципе приема минимума сигнала. Диаграмма излучения име­

обходимо сосчитать точки от момента начала работы маяка до момента, когда слышимость точек исчезает или доходит до минимума, т. е. когда через место суд­ на проходит угол молчания. Количество подсчитанных точек служит для расчета пеленга с маяка на судно или обратно. Для облегчения их подсчета тон подачи ме­ няют через каждые десять точек.

134