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地标在空中领航中的应用

2017-09-27曲霞

课程教育研究·新教师教学 2015年31期
关键词:航迹领航标的

曲霞

摘要:地标是指地球表面上有特征的地形地物,在空中领航中的应用极其广泛,对实施空中领航有着非常重要的意义。本文主要阐述了地标在确定飞机位置、校正飞机位置、检查航迹、修正航迹、获取领航要素等方面的应用。

关键词:地标,空中领航,应用

【中图分类号】TP301.6

空中领航的根本任务是使飞机沿线、准时到达预定地点,目前,飞机上安装了多种导航设备,以辅助飞行员完成领航任务。但是,我们都知道,设备总有误差,不仅如此,设备还存在受人为干扰或故障后无法使用的情况。所以,对于飞行员来说,必须掌握不受设备限制的方法。

地球表面上的地形地物丰富多彩,一些有特征的地形地物被称为地标。飞行中,利用看到的地标可以解决多种领航问题。

一、确定飞机位置

确定飞机位置是每次飞行都要进行的工作之一,在能见地面的情况下,利用看到的地标就可以确定飞机的位置。根据飞机与地标间的相关位置不同,利用地标来确定飞机位置又可分为以下两种方法。

(一)地标在飞机正下方

这种情况确定飞机位置非常简单。如果某一时刻看到一个地标正好位于飞机的正下方,那么这一时刻的飞机位置就在该地标上空。

(二)地标在飞机侧方

在多数情况下,飞机往往不是正好从某一地标的正上方通过,飞行员看到的地标在飞机的侧方。这时,如果想要确定飞机的位置,就需要知道飞机相对于地标的距离和方位两个要素,这样太麻烦了,不利于空中领航工作。在沿航线飞行的时候,为了减轻工作量,快速有效地确定飞机位置,通常是在飞机通过地标正侧方的时候来确定飞机位置。因为这时只需要知道一个要素——飞机相对于地标的水平距离。现在的问题转化为如何确定飞机相对于地标的水平距离。

1.计算法

如图1所示,飞机与地标的连线称之为观测线,飞行员观测地标的观测线与铅垂线之间的夹角称之为垂直观测角,记为ZG。ZG的获取来自于两种途径,一是通过相关的仪器设备(比如说瞄准具)测出来,二是直接目测。当然,目测角度需要有一定的飞行经验,否则往往有较大的误差。垂直观测角知道后,如果还能知道当时的飞行真高H真(飞行中,H真可通过无线电高度表直接读出或者通过计算得到),飞机到地标的水平距离S水平就可以计算出来。

在实际飞行中,根据具体的情况,还可以有不同的方法,比如说,利用两个或多个地标的相关位置来确定飞机位置。举一个简单的例子,某一时刻发现飞机距离左右两个地标的距离相等,则该时刻的飞机位置就在这两个地标的中间。这种确定飞机位置方法不受地形和高度的限制,且确定的位置比较准确,在飞行中可以多加使用。

2.标志法

由图1可以知道,在飞行高度一定的条件下,垂直观测角越大,飞机距侧方地标的距离越远。为了飞行员在空中能快速准确地判定飞机与侧方地标的水平距离,可预先在机翼前缘上找出一些参照点,飞行员根据视线通过机翼前缘的不同部位和标志去直接目测,如图2所示。举个例子来说,如果飞行员看某地标的视线从机翼前缘的2H处经过,此时飞机与该地标的水平距离就是当前飞行高度的两倍。

二、校正飞机位置

目前,多数飞机上都安装了惯性导航系统,这是由于惯性导航系统是自主式导航,其工作无需地面台站相配合,不受干扰。但是,由于惯导是通过推算的方法得到飞机位置的,随着飞行距离的增长,推算误差会越来越大,所以必须对惯导推算出来的位置进行校正。利用已知位置的地标校正惯导的推算位置也是常用的一种方法,具体有以下两种方法。

(一) 飞机必须飞到地标正上空

飞行前,把已知坐标点、特征明显的地标作为一个航路点输入计算机,这个航路点的坐标就是知道的。飞行过程中,惯导会解算飞机的即时位置。如果飞行员在空中能发现该地标,并能操纵飞机飞到该地标的正上空时,进行相关操作后,计算机存储的坐标就会替换惯导推算出来的坐标。在后面的飞行中,惯导就以替换后的坐标为基准继续推算,这样,惯導前面积累的推算误差就被消除掉了。

采用这种方法时,一是要求气象条件良好,飞行员能够发现所需地标;二是飞机必须飞到该地标的正上空。

(二) 飞机无需飞到地标正上空

飞机上如果安装有雷达,可以利用雷达的测距功能。同样,飞行前,需要把已知坐标点、特征明显的地标作为一个航路点输入计算机。利用雷达对该地标进行测距,得到该地标相对于飞机的倾斜角、方位角和距离。计算机根据该地标的坐标以及雷达测距后得到的数据(倾斜角、方位角和距离),就能计算出飞机的即时位置, 。以此位置为基准,就能计算得到惯导的推算位置与此基准的差值。当飞行员进行相关操作后,基准位置的坐标就替换了惯导推算出的位置坐标,惯导的积累误差就被校正掉了。

采用这种方法的好处是飞机没有必要一定要飞到该地标的上空,只要该地标在雷达的测距范围内即可。

三、获取领航要素

为了顺利完成领航任务,一些要素的获取是必不可少的,比如说偏流、地速等等。

(一)求地速

实际飞行的地速等于距离与飞过时间之比。飞行中,保持航向不变,如果能够利用两个地标确定出两个飞机位置,并记下飞过这两个地标的时间,就可以根据两个地标之间的距离和飞过的时间算出地速。这种计算地速的方法简便实用。

(二)求偏流

偏流是航迹偏离航向线的角度,并且偏流=航迹角-航向。如果保持航向不变飞行,并利用地标确定两个飞机位置,则这两个飞机位置的连线就是飞机飞过的平均航迹,从而可以量出平均航迹角,减去所保持的平均航向,就可以得到平均偏流。

四、检查航迹

对于空中领航来说,主要任务就是使飞机能够沿线、准时到达预定点。但是空中多种因素的影响会使得飞机偏离原来的航线,为此,飞行中进行航迹的检查是必须的。利用地标可以检查航迹,分为方向检查和距离检查。

地标可分为点状地标、线状地标和面状地标,对于领航而言,最有价值的当属线状地标。

(一)方向检查

沿某段航线飞行时,如果航线附近有与航线平行或近似平行的线状地标,就可以用来对飞机的方向进行检查。比如说,某一航段的左侧有一条大河,与该航段近似平行。根据飞机飞行的时间和地速推算出飞机大致的位置后,在飞机的右侧发现了位于航线左侧的大河。此时就可以知道,飞机一定偏在了这一航段的左侧。

(二)距离检查

通常情况下,飞行前应在航段上设置检查点,通过比较到达检查点的实际时刻与预达时刻,判断飞机保持原空速飞行能否准时(按预达时刻)到达预定点。这一检查点就是地标,通常选择明显的、易于辨认的地标作为检查点。

此外,如果航线上有与航线垂直或近于垂直的线状地标,进行距离检查就更加方便了,这是因为线状地标是易于发现和辨认的地标。通过比较到达线状地标的实际时刻与预达时刻,就可以进行距离检查。

五、修正航迹

如果想要利用地标来修正航迹,对地标的要求更加苛刻。此时的地标不仅要求是线状地标,还要与航线重合或基本重合。如果在某航段飞行时,存在与航线近似重合的线状地标,当发现飞机不在该线状地标上空时,可使飞机飞向该线状地标进行航迹的修正。

六、复航

迷航是严重的领航事故。飞行中一旦迷航,必须及时采取有效的方法复航。复航的方法有很多,其中,利用显著的线状地标复航也是常用的复航方法之一。

通常情况下,可以选取大河、海岸线等比较明显的线状地标。如果在迷航区域内发现了这样的线状地标,首先采取同线状地标近似垂直的航向飞行,并且力争在飞向线状地标的过程中复航。如若不能,在到达该线状地标后,沿线状地标飞行,同时搜索辨认显著地标,直至复航。

从前面的分析可以看出,地标在领航中有着十分重要的作用,可以解决领航的许多问题。但是,想在飞行中利用地标,前提是必须能够找到并识别地标,而这会受到能见度、飞行地区的地形特点、季节、昼夜气象条件等因素的影响,在飞行中应注意地标的合理使用。endprint

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