Воздушная навигация

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Эту статью следует викифицировать.
Пожалуйста, оформите её согласно общим правилам и указаниям.

Навигация воздушная, аэронавигация — наука о методах и средствах вождения летательных аппаратов (ЛА) — самолётов, вертолётов, ракет и др.; совокупность операций по определению навигационных элементов наземными пунктами управления полётами или на борту ЛА и использованию их для вождения ЛА. Принципы Н. в. берут начало от возникшей в древние времена морской навигации, в частности у неё заимствован метод использования магнитного компаса, и мореходной астрономии.

Н. в. обеспечивает вождение ЛА по траектории, определяемой маршрутом (трассой) и профилем полёта, с заданной программой, регламентирующей режим полёта ЛА от его взлёта с начального пункта маршрута и до посадки в конечном пункте в заданное время (см. Авиалиния). Кроме того, Н. в. решает частные навигационные задачи — выдерживание заданных дистанций и интервалов времени между ЛА на трассах с интенсивным воздушным движением или при выходе с трассы к аэродрому посадки, предупреждение столкновения ЛА в полёте с наземными препятствиями (горой и др.), сближение двух ЛА в полёте (встреча с самолётом-танкером для дозаправки горючим и др.) и т. д. При выполнении полёта по заданным траектории (или маршруту) и программе задача Н. в., в отличие от пилотирования, сводится в основном к получению непрерывной или периодической информации о текущих навигационных элементах поступательного движения центра масс ЛА относительно системы координат, привязанной к земной поверхности.

Для определения навигационных элементов (курса, сноса угла, путевого угла, воздушной и путевой скоростей, высоты, координат местонахождения ЛА и др.) применяются различные технические средства, которые в зависимости от первичного источника навигационной информации подразделяются на 4 основные группы: геотехнические, позволяющие определять относительную высоту полёта, магнитный курс, местонахождение ЛА измерением различных параметров геофизических полей Земли (магнитного, гравитационного и др.); к ним относятся высотомеры, измерители воздушной и путевой скоростей, магнитные компасы, и гиромагнитные компасы, гирополукомпасы, оптические визиры, инерциальные навигационные системы и т. д.; радиотехнические, позволяющие определять истинную высоту, путевую скорость, местонахождение ЛА измерением различных параметров электромагнитного поля по радиосигналам, излучаемым специальными передающими устройствами; к ним относятся радиовысотомеры, радиомаяки, радиокомпасы, радионавигационные системы и т. д.; астрономические, позволяющие определять курс и местонахождение ЛА; к ним относятся астрономические компасы, секстанты, астроориентаторы и т. д. (см. Авиационная астрономия); светотехнические, предназначенные для обеспечения посадки ЛА в сложных метеорологических условиях и ночью, а также для облегчения ориентировки (светомаяки). Так как каждой группе технических средств навигации свойственны свои преимущества и недостатки, то для обеспечения точного полёта ЛА по заданному маршруту в любых условиях погоды навигационные средства, работающие на различных принципах, объединяются как датчики в единые комплексные системы. В таких системах с помощью аналоговых или цифровых вычислительных машин решаются основные навигационные задачи и записывается программа предстоящего полёта (координаты пунктов заданного маршрута, высоты и скорости пролёта над пунктами, координаты радионавигационных систем и др.). Комплексные навигационные системы, связанные с автопилотом, могут обеспечить автоматический полёт по всему маршруту и заход на посадку при отсутствии видимости земной поверхности. В общем случае применяемая комплексная навигационная система определяет местоположение ЛА по трём координатам: 2 координаты — проекции его центра масс на горизонтальную плоскость (долгота и широта), и одна — высота. Для ориентировки ЛА достаточно знать 2 координаты в горизонтальной плоскости. Маршрут полёта контролируется по линии пути, определяемой проекцией вектора путевой скорости. Последний находится как результат сложения измеряемых векторов воздушной скорости (скорости ЛА по отношению к воздуху) и скорости воздушного течения по отношению к земной поверхности. Высота полёта измеряется высотомером.

Для определения текущих координат местоположения ЛА в полёте используются разные методы, сводящиеся к трём основным:

счисления пути, основанный на получении линий (поверхностей) положения ЛА дискретным или непрерывным суммированием во времени его измеряемой скорости или ускорения;
позиционны и (линий положения, или позиционных линий), которым непосредственно определяют линии (поверхности) положения ЛА без учёта пройденного им расстояния путём нахождения координат местоположения ЛА относительно известных наземных ориентиров или небесных светил;
обзорно-сравнительный (ориентировка), которым определяют местоположение ЛА либо путём сличения фактически наблюдаемой картины местности по опознанным наземным ориентирам (зрительным, радиолокационным, магнитным и др.) с географической картой или условной моделью местности, либо путём сличения участка небесного свода со звёздной картой. В зависимости от специфики вождения различных видов ЛА, их класса и назначения, районов их применения и характера маршрута комплексные системы Н. в. отличаются друг от друга по составу. Выбор технических средств Н. в. и её методов производится в соответствии с заранее разработанным штурманским планом.

Требования по обеспечению максимально возможной безопасности воздушного движения в условиях возрастающей его интенсивности, увеличения числа и протяжённости воздушных авиалиний, дальнейшего возрастания скоростей полёта ЛА привели к созданию и внедрению автоматизированных комплексных систем Н. в. и управления воздушным движением.