Автоматические радиокомпасы

Ав­то­ма­ти­че­ские ра­дио­ком­па­сы (АРК) являются уг­ло­мер­ными РНС.

АРК пред­на­зна­че­ны для ав­то­ма­ти­че­ско­го оп­ре­де­ле­ния на­прав­ле­ния (пе­лен­га) на ра­бо­таю­щую приводную ра­дио­стан­цию, т.е. используются для определения курсового угла этой радиостанции.

АРК предназначен для ре­шения сле­дую­щих за­да­ч:

- оп­ре­де­ления ме­сто­на­хо­ж­де­ния ЛА (при од­но­вре­мен­ном пе­лен­го­ва­нии двух на­зем­ных ра­дио­стан­ций с из­вест­ны­ми ко­ор­ди­на­та­ми);

- обеспечения по­лета ЛА на ра­дио­стан­цию и от нее с ви­зу­аль­ной ин­ди­ка­ци­ей кур­со­во­го уг­ла;

- обеспечения за­хода ЛА на по­сад­ку;

- организации од­но­сто­рон­ней те­ле­фон­ной радиосвязи ЛА с зем­лей (АРК вы­пол­ня­ет роль ре­зерв­но­го ра­дио­при­ем­ни­ка).

Принцип действия АРК основан на направленном радиоприеме излучения приводной радиостанции, который реализуется за счет использования ДНА специальной формы (форма кардиоиды).

 

Структурная схема АРК представлена на рис. 8.

 

Рис. 8. Структурная схема радиокомпаса

 

Антенная систе­ма АРК включает блок рамочных антенн (БРА), гониометр, и ненаправленную антенну (рис. 8).

В состав БРА входят две одинаковые рамки, оси которых располагаются ортогонально (рис. 9). Ось одной из рамок ориентирована по измерительной оси (х), совпадающей с продольной осью ЛА (рис. 9).

Гониометр включает три обмотки (катушки, рамки): две, расположенные ортогонально, - неподвижные и одну – подвижную (рис. 9).

Выводы каждой рамки БРА подключены встречно к соответствующим неподвижным обмоткам гониометра (рис. 9).

 

 

Рис. 9. К пояснению принципа действия двухрамочной антенны АРК

 

Если направление на пеленгуемую радиостанцию не ориентировано по нормали к плоскости рамки (), то поступившие на рамку ЭМВ, с учетом времени их распространения от одной стороны рамки к другой, сформируют в ее правой и левой стороне различные электрические потенциалы.

В результате по обмотке гониометра потечет ток. Амплитуда тока и его фаза будет зависеть от величины () и направления отклонения оси рамки от направления на приводную радиостанцию. Для второй рамочной антенны происходящие процессы будут аналогичными.

В результате, создаваемые токами катушек переменные ЭМПоля, наведут в подвижной катушке гониометра ЭДС. Величина ЭДС, равно как и тока на выходе катушки будет зависеть от , а начальная фаза – от направления на приводную радиостанцию.

Зависимость амплитуды сигнала с подвижной катушки, характеризуется той же кривой, что и для одиночной рамки, но только с учетом того, что поворот подвижной катушки на угол α будет эквивалентен повороту одиночной рамки на угол .

Но вернемся к антенной системе АРК.

Прием излучаемых приводной радиостанцией сигналов осуществляет как направленная антенна, а это БРА, так и ненаправленная антенна.

Вид ДНА направленной и ненаправленной антенны показан на рис. 10. Суммарная ДНА антенной системы формируется в результате сложения сигналов обеих антенн на входе приемника. Результатом такого сложения является ДНА либо ДНА , которая получила название «кардиоида».

Если приводная радиостанция находится на Земле, так как показано на рис. 10, то в результате сложения принятых сигналов: ненаправленной антенной - точка б и направленной антенны – точка а, формируется результирующий сигнал – показан точкой в.

Амплитуда этого сигнала будет зависеть от величины отклонения направления приводной радиостанции относительно оси рамочной антенны , а фаза – от направления этого отклонения.

Для того, чтобы определить направление отклонения приводной радиостанции, необходимо определиться с направлением начала отчета.

Известно, что рамочные антенны в составе БРА – неподвижны и если курсовой угол приводной радиостанции не равен нулю, то самолет необходимо развернуть в пространстве. Но на какой угол и в какую сторону?

На этот вопрос дает ответ величина амплитуды сигнала, снимаемого с подвижной катушки гониометра, потому что она содержит в себе информацию о величине отклонения направления на приводную радиостанцию от продольной оси фюзеляжа самолета. Если эту катушку развернуть так, чтобы выполнилось равенство (т.е. будет скомпенсирована амплитуда сигнала, снимаемого с рамочной антенны БРА), то на выходе гониометра амплитуда напряжения станет равна нулю. Таким образом, за РСН принимается направление в пространстве, при котором .

Для определения направления отклонения приводной радиостанции относительно РСН, информация о которой содержится в фазе огибающей сигнала снимаемого с приемника АРК, необходимо электрическим способом «перемещать» результирующую ДНА АРК справа налево и наоборот. Такое перемещение осуществляется специальным образом с помощью генератора звуковой частоты и коммутатора фазы (рис. 10).

Временные диаграммы сигналов, действующих в различных точках схемы АРК, показаны на рис. 11.

 

 

 

Рис. 10. Диаграмма направленности антенной системы АРК

 

 

 

 

 

а) б) в)

 

Рис. 11. К объяснению принципа работы АРК

 

Доцент кафедры

 

Д. Корабейников