Авиационные карты 1 Назначение авиационных карт Авиационные

Авиационные карты 1

Назначение авиационных карт Авиационные карты используются как при подготовке к полету, так и в процессе полета. При подготовке к полету карта необходима для решения следующих задач: • прокладка и изучение маршрута полета; • измерение путевых углов и расстояний между пунктами маршрута; • определение географических координат пунктов (аэродромы, ППМ, радиотехнические средства и т. д. ); • получения данных о магнитном склонении района полета; • изучения рельефа местности и определения высоты гор и отдельных точек местности. Применение карты в полете: • ведение визуальной и радиолокационной ориентировки; • контроль пути и прокладка линий положения самолета; Карты нужны также службе движения для руководства полетами и контроля за правильностью их выполнения. 2

Масштаб карт Главный масштаб карты – отношение длины линии на карте к действительной длине этой же линии на местности. Масштаб показывает степень уменьшения расстояний на карте относительно соответствующих им расстояний на местности. Главный масштаб одинаков для любой точки глобуса. При отображении сферической поверхности на плоскость (карту) неизбежно возникают искажения – растяжения, сжатия и т. п. В каждой точке карты их характер будет различным. В одной и той же точке искажения, например, длин будут разными по различным направлениям – на север, восток и т. д. Поэтому частный масштаб различен в каждой точке карты и по каждому направлению. На карте всегда обозначен главный масштаб. Масштаб обозначается дробью, у которой числитель единица, а знаменатель – число, которое показывает, во сколько раз уменьшены действительные расстояния при нанесении на карту. Например, 1 : 5 000 (в 1 см – 5 км). Чем меньше знаменатель, тем более крупным будет масштаб данной карты. 3

Искажение на картах По характеру искажений картографические проекции делятся на следующие группы. 1. Равноугольные. Эти проекции не имеют искажения углов и сохраняют подобие небольших фигур. В равноугольных проекциях угол, измеренный на карте, равен углу между этими же направлениями на поверхности Земли. 2. Равнопромежуточные. В этих проекциях расстояние по меридиану или по параллели изображается без искажения. 3. Равновеликие. В этих проекциях площадь изображенной фигуры на карте равна площади той же фигуры на местности, т. е. площади фигур передаются без искажений. Равенства углов и подобия фигур в этих проекциях нет. 4. Произвольные. Эти проекции не обладают ни одним из указанных выше свойств, но широко применяются для построения авиационных карт. Некоторые карты в таких проекциях имеют в определенных пределах практически очень небольшие искажения в длинах, направлениях и площадях, что позволяет более просто решать многие практические задачи самолетовождения. По виду сетки меридианов и параллелей все картографические проекции делятся на цилиндрические, конические, поликонические и 4 азимутальные.

Нормальная равноугольная цилиндрическая проекция (Меркатора) Основные свойства: • меридианы и параллели изображаются взаимно перпендикулярными линиями; • расстояния между меридианами одинаковые, а между параллелями увеличиваются с увеличением широты; • сохраняется равенство углов; • масштаб переменный – с увеличением широты возрастает; • искажение масштаба практически не ощутимо только в полосе ± 5° от экватора; • локсодромия – прямая линия; • ортодромия изображается кривой линией, выпуклой к полюсу (т. е. в сторону более крупного масштаба). 5

Равноугольная поперечно-цилиндрическая проекция (Гаусса-Крюгера) Поверхность глобуса проектируется на боковую поверхность цилиндра, расположенного перпендикулярно оси вращения глобуса. Поверхность Земли делят меридианами на 60 зон. Каждая зона по долготе занимает 6°. Счет зон идет на восток от Гринвичского меридиана, который является западной границей первой зоны. Каждая зона изображается на своем цилиндре, касающемся поверхности глобуса по среднему меридиану данной зоны. Основные свойства: • незначительные искажения масштаба; • сохраняется равенство углов и подобие фигур; • на крайних меридианах зон фигуры изображаются в более крупном масштабе, чем на среднем меридиане; • осевой меридиан зоны и экватор изображаются прямыми взаимно перпендикулярными линиями. Остальные меридианы – кривыми линиями, сходящимися от экватора к полюсам, а параллели – дугами, выпуклыми к экватору; • кривизна меридианов и параллелей в пределах одного листа карты незаметна; • локсодромия имеет вид кривой, выпуклой к экватору; • ортодромия на расстоянии до 1000 км изображается прямой линией; 6

Равноугольная коническая проекция Коническая проекция – изображение поверхности глобуса на боковой поверхности конуса с последующей разверткой этой поверхности на плоскость. Конические проекции строятся на касательном или секущем конусе. Основные свойства: • меридианы изображаются в виде прямых, сходящихся к полюсу; • параллели имеют вид дуг концентрических окружностей, расстояния между которыми увеличиваются по мере удаления от параллели касания; • на параллели касания искажения длин отсутствуют, а в полосе ± 5° от этой параллели они незначительны и в практике не учитываются; • локсодромия изображается кривой линией, обращенной своей выпуклостью к экватору; • ортодромия для расстояний до 1200 км изображается прямой линией, а для больших расстояний имеет вид кривой, обращенной своей выпуклостью в сторону более крупного масштаба. 7

Разграфка (нарезка) и номенклатура (обозначение) карт ЦАИ ГА – центр аэронавигационной информации Гражданской авиации Система деления общей карты на отдельные листы называется разграфкой, а система обозначения листов – номенклатурой. Каждому листу карты в присваивается свое обозначение, что позволяет оперативно подбирать нужные листы карты для подготовки к полету. 8

Пример аэронавигационной карты Лист карты содержит информацию по воздушным трассам, предназначенным для выполнения полетов ВС всех ведомств, обеспеченным трассовыми и внетрассовыми аэродромами и оборудованным средствами радионавигации, 9 контроля и управления воздушным движением.

Основные обозначения на аэронавигационной карте Приводная радиостанция с указанием наименования, частоты, позывного, кода Морзе и координат Аэродром гражданской авиации Воздушная трасса с односторонним движением. Магнитный путевой угол (МПУ) – 135°, расстояние между навигационными точками 37 км Воздушная трасса с двусторонним движением. МПУ – 91°, расстояние между навигационными точками 22 км Аэродром государственной авиации 10

Разграфка (нарезка) карт ИКАО – международная ассоциация Гражданской авиации (ICAO – Intenational Civil Aviation Organization) 11

Пример аэронавигационной карты Jeppesen «Линейка» расстояний в км и NM Номер эшелона (Fl – Flight Level) в футах (20700) Информация о зонах ограниченного использования – обозначение страны, характер (R – ограничение по времени и/или высоте полета), номер зоны, верхняя и нижняя граница зоны (GND – от земли) 12

Пример изображения схем прилета (STAR) на аэронавигационной карте Jeppesen Название аэродрома, страна Вид схемы (STAR – прилет, SID – вылет) Изображение схемы выполнено без соблюдения масштаба Траектория схемы TERPA 3 E Расстояние между навигационными точками (длина участка схемы) Направление полета Навигационная точка и ее координаты Описание выполнения схемы 13

Пример представления информации в навигационной базе данных в формате ARINC – 424 Аэронавигационная информация хранится в специальных базах данных в формате ARINC-424. Фрагмент базы данных, в котором содержится описание взлетно-посадочной полосы (ВПП), координаты навигационных точек и навигационных средств, описание отдельных участков схемы: АЭРОПОРТ: SEURP ESNQESAKRN 1 082 Y N 67491654 E 020200813 E 006501508 СХЕМА: SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 010 TERPAESPC 1 E IF SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 010 TERPAESPC 2 P SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 020 D 157 PESPC 1 E TF SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 020 D 157 PESPC 2 P SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 030 D 157 NESPC 1 E TF SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 030 D 157 NESPC 2 P SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 040 1 CI 3370 SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 040 2 P 0020 SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 050 D 200 LESPC 1 E R AF KRA ES SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 050 D 200 LESPC 2 P SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 060 CD 03 ESPC 1 EE CF KRA ES SEURP ESNQESETERP 3 E 2 RW 03 060 CD 03 ESPC 2 P KRA ES 06000 MWGE 06000 KIRUNA KRA ESD + 05000 0130 0020 200001201570 D 0090 2110009003100030 D + 03800 0050 КОНТРОЛЬНЫЕ ТОЧКИ: SEURP ESNQESCTERPA ES 1 W Z N 67215030 E 020415160 E 0077 TERPA SEURP ESNQESCD 157 P ES 1 I E N 67335389 E 020322557 E 0077 KRA 157016 SEURP ESNQESCD 157 N ES 1 I E N 67354836 E 020305510 E 0077 KRA 157014 SEURD KRA ES 111520 VDHW N 67490920 E 020201500 E 0065015002 375 WGEKIRUNA SEURP ESNQESCD 200 L ES 1 I E N 67382661 E 020061441 E 0074 KRA 200012 SEURP ESNQESCCD 03 ES 1 ICZ N 67420173 E 020055268 E 0074 KRA 211009 14

Выбор информации, необходимой для построения траектории заданной схемы Колонки Наименование поля (длина) 14 -19 Идентификатор SID/STAR (6) 27 -29 Порядковый номер (3) Описание Поле содержит имя SID или STAR, в котором записан указатель. Поле определяет расположение записи в серии (взятой последовательно), определяющей маршрут полета (схему). Колонки Фрагмент описания аэродрома 14 -18 23 -27 Наименование поля (длина) Фрагмент описания схемы SID / STAR Описание Идентификатор ВПП (5) Поле идентифицирует ВПП, в следующем формате: 1, 2 символ «RW» ; 3, 4 символ цифры от 01 до 36; 5 символ: «С» - центральная ВПП; «L» - левая ВПП; «R» - правая ВПП. Длина ВПП (5) В поле указывается длина ВПП в футах с разрешением 1 фут. 15

Пример изображения заданной траектории схемы с соблюдением масштаба Параметры аэродрома Заданная траектория схемы Параметры выполнения схемы 16

Время 17

Использование времени в воздушной навигации Параметр «время» используется практически во всех навигационных задачах, например: • время вылета, расчетное время прибытия в аэродром назначения; • расчет общей продолжительности полета, время выхода в заданную точку; • возможность полета на запасной аэродром – решение топливо-временной задачи; • вероятность нахождения в одном районе, на одном эшелоне одновременного нескольких воздушных судов. 18

Общие определения Время является скалярной непрерывно изменяющейся величиной. Отсчет времени ведется от начального момента, который устанавливается для каждого случая. Текущие значение времени определяется числом единиц времени, прошедших от начального до текущего момента. Для измерения времени используют астрономические методы, в основе которых лежит анализ движения небесных светил. Измерение времени основано на обращении Земли вокруг Солнца, и вращении ее вокруг своей оси. 19

Единицы измерения времени Период обращения Земли вокруг Солнца называется годом. Промежуток времени, в течение которого Земля совершает полный оборот вокруг своей оси относительно какой-нибудь точки на небесной сфере, называется сутками. Сутки делятся на 24 часа, час – на 60 минут, минута – на 60 секунд. Единицами измерения времени являются: год, сутки, час, минута, секунда. 20

Местное, всемирное и поясное время Местное время – среднее солнечное время, измеренное относительно местного меридиана. Местное время одинаково для точек, имеющих одинаковую долготу. Для точек с разной долготой местное время отличается. На меридианах, расположенных к востоку, оно больше, к западу – меньше и отличается на разность долгот этих меридианов, выраженную во времени. Местное время, отсчитываемое от меридиана Гринвича, называется гринвичским или всемирным – Tutc. Местным временем пользоваться неудобно, так как при передвижении по долготе надо переводить часы. Поэтому используют поясное время – Tп. 21

Часовые пояса « 0 -й» пояс « 1 -й» пояс Тп = Tutc + 1 Земной шар разделен с запада на восток меридианами на 24 часовых пояса, отличающихся друг от друга по долготе на 15°. Каждый пояс имеет свой номер от 0 до 23. Нулевой пояс выбран исходя из положения Гринвичского меридиана в середине пояса. Номера поясов возрастают в восточном направлении. Разница по долготе между средними меридианами часовых поясов составляет 15°. Разница во времени между каждым поясом – 1 час. Внутри пояса установлено единое время, которое соответствует местному времени среднего меридиана. При пересечении границы пояса в восточном направлении время переводится на 1 час вперед, в западном - назад. Границы поясов проходят точно по меридиану только в пустынях и океанах. На остальной территории они обычно проходят по границам административного или государственного деления. 22

Зимнее и летнее время. Связь поясного и всемирного времени Зимнее – поясное время, увеличенное на 1 час, летнее – увеличенное на 2 часа. Переход с зимнего на летнее время происходит в последнее воскресенье марта переводом на час вперед, а с летнего на зимнее – в последнее воскресенье сентября переводом на час назад. Поясное время отличается от всемирного на фиксированную величину: Tп = Tutc + ΔT Московское летнее время: Tмл = Tutc + 4 ч (14400 сек) Московское зимнее время: Tмз = Tutc + 3 ч (10800 сек) 23

Высота 24

Общие определения Высота полета (H) – расстояние до воздушного судна, отсчитанное по вертикали от начального уровня, принятого за начало отсчета. Высота используется для выдерживания заданного профиля полета и предотвращения столкновения с земной поверхностью, искусственными препятствиями, а также для выполнения взлета и посадки. Высота полета измеряется в метрах, километрах, футах. В зависимости от уровня начала отсчета различают истинную, абсолютную и барометрическую высоту. 25

Классификация высоты полета Истинная высота (Hист) – относительно рельефа местности. Абсолютная высота (Набс) – относительно среднего уровня моря. Барометрическая высота (Нб) – относительно изобарической поверхности, которая соответствует заданному значению атмосферного давления. 26

Виды барометрической высоты Барометрическая высота измеряется барометрическим высотомером. Это высота в стандартной атмосфере, которая соответствует измеренному значению атмосферного давления. Барометрическая высота: • относительная (Но) – относительно давления аэродрома вылета или посадки (используется при полетах на высоте нижнего эшелона в зоне взлета и посадки); • эшелона – относительно условного уровня, который соответствует стандартному атмосферному давлению 760 мм рт. ст. (используется для выдерживания заданных эшелонов при полетах по трассам и в зоне ожидания). 27

Вертикальное эшелонирование Система вертикального эшелонирования РФ Эшелонирование – распределение ВС в пространстве на безопасные интервалы для предотвращения столкновений. Численные значения этих интервалов – нормы эшелонирования. Существуют три вида эшелонирования: вертикальное, боковое и продольное. Для каждого из них установлены допустимые нормы эшелонирования. При вертикальном эшелонировании нормы – минимальные расстояния по вертикали между заданными траекториями полета. Классическая система эшелонирования – полукруговое эшелонирование. В этой системе предусмотрено выполнение полетов на различных эшелонах в зависимости от магнитного курса (путевого угла). 28

Скорость 29

Общие определения Скорость полета необходима для пилотирования самолета и решения навигационных задач. Полет самолета со скоростью ниже минимальной приводит к потере устойчивости и управляемости. Увеличение скорости сверх допустимой может привести к разрушению самолета. В навигационных расчетах скорость применяется, например, для определения продолжительности полета, определения радиуса разворота и т. д. В самолетовождении используют воздушную, приборную и путевую скорости полета, а также число М. Воздушная, приборная и путевая скорости измеряются в километрах в час (км/ч) или метрах в секунду (м/с). В международных полетах также используются единицы измерений – узлы (мили в час – mph). Число М – безразмерная величина. 30

Воздушная, приборная и путевая скорости Воздушная скорость (V или Vи) – относительно воздушной среды. Зависит от силы тяги двигателей, аэродинамических качеств самолета, полетного веса и плотности воздуха. Ветер не оказывает влияния на ее величину. Приборная скорость (Vпр) – определяется величиной скоростного напора. Зависит от воздушной скорости и плотности воздуха (прямо пропорциональна барометрическому давлению воздуха и обратно пропорциональна температуре воздуха). При одинаковой воздушной скорости на разных высотах или при различной температуре на одинаковой высоте приборная скорость различна. Скоростной напор определяет подъемную силу крыла, поэтому ограничения по скорости задаются в значениях приборной скорости. При наборе высоты и снижении скорость выдерживается также по приборной скорости. Выпуск и уборка посадочной механизации производится тоже по приборной скорости. Число М – отношение воздушной скорости к скорости звука на высоте. Путевая скорость (W) – относительно земной поверхности. Зависит от воздушной скорости, направления и скорости ветра. 31

Зависимость давления (Р), температуры (Т), плотности (ρ) воздуха и скорости звука (а) от высоты 32