Ориентировка по звездам

Рис 34. Астрокомпас АК-53п

Астрокомпасы этого типа могут сочленяться и с другими навигационно-пилотажными приборами и после взаимной коррекции выдавать навигационные элементы полета.

Рис. 35. Комплект аппаратуры дистанционного астрокомпаса истребителя

Для более -высокой точности самолетовождения с применением астрономических курсовых приборов рекомендуется выбирать небесные светила с небольшой высотой, ближе всего расположенные к горизонту, а также производить измерения в условиях прямолинейного полета при отсутствии ускорений на самолете. При измерении курса самолета на астрокомпасе устанавливаются координаты места самолета. Желательно эти координаты устанавливать возможно точнее, не допуская ошибок свыше 25—30 км.

Применение астрономических компасов, работающих по Солнцу, дает большую точность при полетах в высоких широтах, а также в средних широтах зимой или летом утром в вечером.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕСТА САМОЛЕТА

Определение места самолета — одна из важнейших задач экипажа в полете. Она может быть решена при помощи различных технических средств самолетовождения, в том числе и астрономических. Для этого могут применяться авиационные секстанты, астроориентаторы и астрономические таблицы как расчетные пособия.

Определение в полете места самолета астрономическими средствами основано на измерении высот небесных светил, расчете астрономических линий положения самолета (т. е. линий, пересечение которых дает местоположение самолета) и геометрическом построении их на карте или отсчете на приборах, указывающих координаты самолета на земной поверхности.

Если центр Земли соединить прямой линией со светилом, то эта линия пересечет земную поверхность в некоторой точке. Человек, находящийся в этой точке на Земле, будет наблюдать светило над головой — в зените.

Точка проекции светила на земную поверхность М₁ (рис. 36) называется географическим местом светила (ГМС).

Очевидно, что координаты географического места светила (φ_*, λ_*) соответствуют экваториальным координатам светила: широта географического места светила равна склонению светила, а западная долгота — гринвичскому часовому (западному) углу; т. е.

φ_* = δ;  λ_* = t_гр.

Географическое место тех светил, которые не изменяют положения на небесной сфере (звезды), перемещается по земной поверхности вдоль параллелей в направлении, обратном вращению Земли, т. е. с востока на запад. При этом широта ГМС остается постоянной, а долгота изменяется. Географическое место тех светил, которые изменяют свои экваториальные координаты (Солнце, Луна и планеты), также перемещается по земной поверхности, и его координаты всегда соответствуют экваториальным координатам этих светил, но линия перемещения не совпадает с земными параллелями.

Для наблюдателя, находящегося на некотором расстоянии от ГМС, высота светила будет меньше 90°, а зенитное расстояние соответственно больше 0°. Во всех точках окружности, центром которой является ГМС, высота соответствующего светила одинакова. Такая окружность называется кругом равных высот светила. Соответственно и зенитное расстояние постоянно для каждого круга равных высот. Расстояние между двумя кругами равных высот равно разности их зенитных расстояний или разности высот светила.

Чтобы выразить радиус круга равных высот линейной величиной, пользуются известным соотношением: одна минута дуги (на земной поверхности) равна одной морской миле, т. е. 1’ = 1,852 км.

Для определения своего местонахождения наблюдатель должен измерить вначале высоту какого-либо светила, отметив время измерения. По времени измерения определить координаты ГМС для данного момента. Затем на глобусе найти точку, соответствующую координатам ГМС, и радиусом, равным зенитному расстоянию (90° — h), провести окружность, в одной из точек которой и будет местонахождение наблюдателя.

Если измерить высоту другого светила и также провести окружность, являющуюся кругом равных высот другого светила, то эти окружности пересекутся в двух точках А и В (рис. 37), в одной из которых и находится наблюдатель.

Рис. 36. Экваториальные координаты и координаты его географического места (ГМС)

Эти точки обычно удалены друг от друга на большое расстояние (в несколько тысяч километров). Поэтому наблюдатель, зная хотя бы весьма приближенно свое местонахождение, может всегда определить, в какой из двух точек он находится. Например, измерив высоту светил в прикаспийских степях, наблюдатель без всякого сомнения будет считать, что он находится в точке A, а не в точке B, расположенной где-то в Индийском океане (рис. 37).

Радиусы кругов равных высот очень велики. Даже при высоте светила h = 70°, т. е. когда зенитное расстояние z = 20°, радиус круга равных высот составляет 2220 км (один градус дуги большого круга на земной поверхности равен 111 км). Поэтому участок круга равных высот можно без большой ошибки изобразить на карте в виде прямой линии — прямой равных высот, на которой находится наблюдатель (на земле или в шлете). Обычно прямую равных высот проводят в виде касательной к дуге круга равных высот.

Рис. 37. Круги равных высот на земной поверхности и точки их пересечения

Прямая равных высот должна быть перпендикулярна к направлению на светило из точки, в которой производится измерение высоты светила. Азимуты ГМС и светила равны между собой. Так как азимут ГМС определяется направлением радиуса круга равных высот из точки наблюдателя, то астрономическую линию положения нужно проводить перпендикулярно к радиусу, проведенному к месту наблюдателя из точки ГМС.

В практике не представляется возможным наносить на карту ГМС и проводить радиус круга равных высот. Поэтому при прокладке астрономической линии положения поступают следующим образом. Для некоторой точки, расположенной в районе предполагаемого места самолета, по моменту измерения высоты и по астрономическим таблицам определяют высоту и азимут данного светила. Эту точку обычно называют счислимой, а высоту светила, вычисленную для данной точки и момента измерения, — вычисленной высотой светила.

Под углом, равным азимуту светила А, через счислимую точку проводят линию азимута. Затем определяют разность

Δh между измеренной h и вычисленной h_B высотами и перевозят ее из угловой величины в линейную. Эта разность характеризует удаление счислимой точки от линии положения самолета. Отложив величину Δh км на линии азимута от счислимой точка, получим точку пересечения линии азимута светила с линией положения самолета, которая и проводится перпендикулярно к линии азимута.

На рис. 38 изображена схема прокладки астрономической линии положения на карте. Здесь точка К является счислимой точкой; линия КМ — линией азимута светила; линия ВВ₁, проведенная через счислимую точку перпендикулярно к азимуту светила,—линией равных высот светила для вычисленной высоты h_B. Линия ДД₁, проведенная перпендикулярно к линии азимута на удалении от счислимой точки на величину разности высот Δh, является линией равных высот (линией положения) для наблюдателя, измерившего высоту светила.

Рис. 38. Прокладка на карте астрономической линии положения

Для измерения высоты светил применяются авиационные секстанты, представляющие собой оптические угломерные приборы. Они бывают двух видов — ручные и перископические, вмонтированные в фюзеляж самолета (рис. 39).