Назначение дальномерной системы навигации (DME) и ее возможности.

Система обеспечивает получение на борту воздушного судна следующей информации:

• об удалении (наклонной дальности) воздушного судна от места установки радиомаяка;
• об отличительном признаке радиомаяка.

Радиомаяк дальномерный может устанавливаться совместно с радиомаяком азимутальным VOR или использоваться автономно в сети DME-DME. В этом случае на борту воздушного судна обеспечивается определение его местоположения в системе измерения двух дальностей относительно места установки радиомаяка, что позволяет решать задачи аэронавигации на трассе и в зоне аэродрома.

Радиомаяк DME является наземным оборудованием дальномерной системы навигации воздушных судов, определенной документами ICAO в качестве основного средства измерения дальности на авиатрассах и в зоне аэродрома. DME предназначен для формирования в пространстве по запросу бортового оборудования навигационных сигналов, содержащих информацию об удалении любой точки зоны действия радиомаяка от места его установки, и сигналов опознавания радиомаяка.

 

Обозначение VOR на картах. Символы, обозначающие радиомаяк VOR, различаются на картах, выпускаемых разными фирмами, а также на разных видах карт одной и той же фирмы. Наиболее часто используется небольшой символ азимутального круга – кружек с градусными делениями. Иногда он имеет небольшую стрелку в виде флажка, направленного на север. В последнее время компания Джеппесен обозначает VOR в виде шестиугольника или шестиугольника вместе с азимутальным кругом (рис.10).

 

Рис.10. Символы радиомаяка VOR на современных маршрутных картах компании Джеппесен.

 

Если в том же месте, что и VOR, установлен и радиомаяк другой навигационной системы (дальномерный маяк DME или угломерно-дальномерный маяк TACAN, то к шестиугольнику добавляется символ этого маяка, например, квадрат в случае DME (рис. 11).

 

Рис.11. Символы VOR, совмещенного с другим средством.

 

На рис. 12 (б) VOR изображен в виде азимутального круга с флажком. Наличие DME указывает буква D возле частоты. Здесь же указана буква Н в скобках, которая обозначает класс VOR (H – High, радиомаяк для использования в верхнем воздушном пространстве).

 

Рис. 12. Информация о VOR на маршрутных картах.

На рис. 12 (в) радиомаяк VOR обозначен просто небольшим кружком внутри черного треугольника (сам треугольник обозначает пункт обязательного донесения). Но внутри бокса также указана вся необходимая информация.

Радиомаяки VOR и их классификация. Радиомаяк VOR передает азбукой Морзе свой позывной, состоящий из трех букв. Большинство радиомаяков способны передавать информацию в телефонном режиме, то есть голосом. Некоторые голосом передают свой позывной или название, например, «Brindisi VOR». Если маяк временно не работает (например, находится на техническом обслуживании), то он ничего не передает, либо передает азбукой Морзе слово TEST (─ • ••• ─). Разумеется, в этом случае его использовать нельзя. VOR является одним из самых давно используемых навигационных средств. За годы эксплуатации конструкция маяков неоднократно совершенствовалась, они выпускаются разными фирмами, поэтому выглядеть могут совершенно по-разному (рис.5.5-5.8). Выпускается такое оборудование и в России. В документах аэронавигационной информации они также обозначаются как VOR, хотя официально имеют другие названия, присвоенные их производителями (например, «радиомаяк азимутальный»).

 

Рис. 13. Радиомаяк азимутальный РМА-90 (Россия).

 

 

Рис. 14. Радиомаяк азимутальный доплеровский DVOR-2000 (Россия).

 

 

Рис. 15. VOR, совмещенный с DME.

 

За рубежом маяки классифицируются в зависимости от объема воздушного пространства, в котором предполагается их применение. Поскольку маяки работают в УКВ диапазоне, то максимальная дальностьих действия определяется дальностью прямой видимости и зависит от высоты полета. Но если радиомаяк будет использоваться лишь в ограниченном районе (например, в районе аэродрома), то он может работать на пониженной мощности, что, естественно, повлияет на дальность уверенного приема сигнала. Радиомаяки класса T (Terminal, что в данном случае можно перевести как «аэродромные») предназначены для навигации в районе аэродрома и должны обеспечивать получение навигационной информации на высотах от не менее 300 до примерно 4000 м на удалении не менее 25 морских миль (это примерно 46 км).

Бортовое оборудование. Бортовое оборудование для работы с радиомаяками VOR выпускается на протяжении десятилетий самыми разными фирмами и может выглядеть по-разному. На многих отечественных ВС устанавливается бортовое оборудование Курс-МП разных модификаций. На более современных ВС, а также на ВС зарубежного производства может использоваться и оборудование другого вида и с другим названием, но предназначенное для этих же целей.

Если говорить о той части бортового оборудования, с которой непосредственно работает пилот, то конечно, оно должно включать в себя как минимум пульт для установки частоты радиомаяка, и индикатор, для отсчета измеренного навигационного параметра. В качестве такого индикатора наиболее часто используется радиомагнитный индикатор (РМИ). Стрелки РМИ могут показывать не только информацию, полученную от АРК, настроенных на приводные радиостанции, но и от бортового оборудования VOR. Для этого на РМИ для каждой из двух стрелок имеется переключатель АРК-VOR (за рубежом ADF-VOR). В зависимости от положения переключателя на стрелки подается информация либо от АРК, либо от бортового оборудования VOR (рис.16), при этом появляется соответствующая надпись.

В принципе, информация, отсчитываемая по РМИ, одинакова как при работе с АРК, так и при работе с VOR:

- напротив треугольного индекса – МК;

- напротив острого конца стрелки по внешней шкале – КУР;

- напротив острого конца стрелки по внутренней шкале – МПР;

- напротив тупого конца стрелки по внутренней шкале – МПС.

Но некоторая разница все же имеется.

При работе с АРКмагнитный курс (от текущего меридиана) механически складывается с КУР и получается МПР тоже от текущего меридиана. Индицируемый МПС (напротив тупого конца стрелки) отличается от МПР ровно на 180º, следовательно, получается тоже отсчитанным от меридиана ВС.

При работе с VORпроцесс получения этих же данных идет как бы в противоположном направлении. Непосредственно измеряется МПС (тупой конец стрелки) от меридиана радиомаяка. Следовательно, МПР (напротив острого конца) тоже оказывается от меридиана радиомаяка (отличается от МПС ровно на 180º). Но ведь МК по-прежнему отсчитывается от текущего меридиана ВС. Следовательно, когда от МПР механически вычитается МК,

то полученный КУР оказывается неточным, так как МПР и МК отсчитаны от разных меридианов. Разумеется, на небольших удалениях от радиомаяка с учетом невысокой точности измерения МПС и МК погрешностью определения КУР можно пренебречь. Тем более, что сам КУР в этом случае не очень-то и нужен.

 

 

Рис. 16. Радиомагнитный индикатор.

 

 

 

Рис.17. Полет на радиомаяк.

 

Показания этого индикатора можно интерпретировать следующим образом. Кружок в центре прибора – это ВС. Вертикальная планка – это ЛЗП. Если планка находится в правой части прибора (рис. 17), то ЛЗП находится справа от ВС, следовательно, ВС уклонилось влево от ЛЗП. Пилот должен увеличить курс, довернув вправо, и по мере приближения к ЛЗП планка будет приближаться к центру прибора. Таким образом, для следования по ЛЗП необходимо стремиться выдерживать вертикальную планку в центре. Следует подчеркнуть, что величина отклонения планки соответствует не линейному(выраженному в километрах), а угловомуотклонению ВС (в градусах). То есть, при полете от маяка – соответствует БУ, а на маяк – ДП. На зарубежных ВС максимальное отклонение планки соответствует величине БУ (ДП) 10°, следовательно, расстояние между двумя смежными точками на приборе соответствует 2°.

На многих ВС отечественного производства для работы с радиомаяками VOR используется бортовое оборудование КУРС-МП (например, КУРС-МП-2, КУРС-МП-70). Оно имеет двоякое назначение. При заходе на посадку оно работает с радиомаячными системами посадки (ILS, СП). Но это же оборудование может быть использовано для выполнения полета на или от радиомаяка VOR. Принцип его работы в этом случае аналогичен рассмотренному режиму OBS, но с некоторыми особенностями. ЗМПУ устанавливается на отдельном пульте, называемом «Селектор курса» (рис. 18). Это название, присвоенное разработчиками оборудования, является неправильным, поскольку на селекторе с помощью кремальеры устанавливается не курс, а путевой угол (course). Переключатель в центре этого пульта должен обычно находиться в нижнем положении. В этом случае загораются табло «от» или «на» в зависимости от соотношения установленного ЗМПУ и текущего радиала, аналогично тому, как в режиме OBS на зарубежных ВС.

 

 

Рис. 18. Селектор курса в оборудовании Курс-МП.

Характеристика DME. Дальномерная радионавигационная система (ДРНС) включает в себя наземное оборудование (дальномерный радиомаяк) и бортовое оборудование (самолетный или бортовой дальномер). В международной практике такие системы называют DME (Distance Measuring Equipment – оборудование измерения дальности). Такое на название используется и в документах аэронавигационной информации России, хотя радиомаяки, выпускаемые отечественными производителями, могут иметь и совсем другое официальное название (например, РМД – радиомаяк дальномерный). Принцип действия дальномерной системы в упрощенном виде заключается в следующем. Бортовой дальномер на борту излучает электромагнитные импульсы (радиоволны) по всем направлениям. Наземный радиомаяк принимает их и через фиксированное время задержки (50 микросекунд) излучает ответный сигнал, который принимается на борту.

Поскольку радиоволны УКВ-диапазона распространяются по прямой, то L в данной формуле – это наклонная дальность(по прямой линии от ВС до радиомаяка). В данном случае получается, что бортовое оборудование как бы запрашивает информацию у радиомаяка, то есть является запросчиком(interrogator), а радиомаяк отвечает ему, является ответчиком(transponder). Для работы DME выделен диапазон частот от 960 до 1215 МГц. Это дециметровые волны (UHF) ультракоротковолнового диапазона, откуда следует, что они распространяются в пределах дальности прямой видимости. Поэтому к ним относится все, что говорилось ранее о максимальной дальности действия средств УКВ-диапазона. Но оказывается, что в большинстве случаев пилоту вовсе не обязательно знать, на какой частоте работает радиомаяк DME. Дело в том, что по отдельности, сами по себе, такие радиомаяки устанавливают крайне редко. В большинстве случаев они совмещены (co-located) с маяками VOR или маяками посадочной системы ILS. Конструктивно эти средства с DME могут быть никак не связаны и работают на других частотах, просто установлены в одном и том же месте. В этом случае частоты таких радиомаяков DME и радиомаяков VOR (или ILS) являются спаренными, то есть объединены в пары. Каждой частоте VOR соответствует своя вполне определенная частота DME. Опубликованы специальные таблицы соответствия частот. Например, если частота VOR 108,40 МГц, то частота DME обязательно будет 1045 МГц для запросных импульсов и 982 МГц (на 63 МГц меньше) для ответных импульсов. То же самое и для ILS. Бортовое оборудование, работающее с маяками DME, часто называют самолетными дальномерами(например, СД-67, СД-75). Пилоту приходится иметь дело с его индикатором, на котором дальность отображается в виде цифр – электромеханическим способом (барабанный счетчик) или с помощью светодиодов. На рис. 19 изображен индикатор, входящий в состав СД-67. Если значение дальности на индикаторе недостоверно (например, при потере сигнала), цифры перекрываются бленкером, как и показано на рисунке.

 

Рис. 19. Вид индикатора самолетного дальномера.

 

DME является очень точным средством. В соответствии со стандартами ИКАО суммарная погрешность измерения дальности, выраженная в метрах, должна быть не больше ±(460+0,0125D), где D – значение измеряемой дальности. Чем дальше ВС от маяка, тем больше погрешность измерения дальности. Указанная погрешность соответствует вероятности 0,95 - это означает, что вблизи радиомаяка погрешность имеет порядок около D=0,3 км, а на удалении, например, D=300 км, уже около D=2 км. Это очень хорошая точность, которая в большинстве случаев удовлетворяет современным жестким требованиям к точности аэронавигации. У DME/P погрешность еще меньше (порядка 30 м).

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Ю.Н. Сарайский, А.В.Липин, Ю.И. Либерман «Аэронавигация». Часть II. Радионавигация при полете по маршруту. Учебное пособие. 2-е изд. Университет ГА. Санкт-Петербург, 2013.

2. Федеральные авиационные правила «Подготовка и выполнение полетов в гражданской авиации РФ» приказ Минтранса РФ № 128 от 31.07.2009 г.

3. Интернетресурсы.

 

Конспект составил:

Штурман авиационной эскадрильи

Омского ЛТК ГА                                                                   В.В. Рябченко