Техника прошлого: как пилоты летали ночью до появления GPS

Регулярные полеты над океаном начались задолго до появления спутниковой навигации. Чтобы не заблудиться в черном пространстве без единого огонька, авиаторы применяли хитроумные приборы, которых не было даже у корабельных штурманов.

Надеюсь, даже пилоты согласятся, что в целом это описание соответствует истине и помогает понять, как развивалась техника аэронавигации.

Но вернемся к делу. Если вы читали мемуары пилотов ранней эпохи ночных полетов – например, замечательные повести Антуана де Сент-Экзюпери или Ричарда Баха – то наверняка помните, как часто они ориентировались по огням на земной поверхности.

При полетах над крупными водными акваториями этот способ недоступен. Перелет через океан – это, по сути, путешествие в черной пустоте, когда даже горизонт можно распознать с трудом.

Проблему отчасти решает техника полета по приборам – то, что в простонародье называют «полет вслепую». До появления современных инерциальных навигационных систем (о них подробнее позже) пилоты вручную вычисляли свое местоположение, используя показания ряда приборов:

• измерителя высоты и скорости,
• данные о силе и направлении ветра, полученные от метеорологов перед полетом,
• компаса,
• альтиметра и других.

Однако если лететь долго по приборам, постепенно накапливается ошибка счисления из-за влияния разных факторов – неточности приборов, ветров на разных высотах и других. Если не уточнять свое положение время от времени по хоть каким-то ориентирам, можно вместо Европы улететь в Африку.

Довоенная эпоха: секстант

Решением проблемы стали секстанты – приборы для ориентирования по звездам, позаимствованные у моряков. С их помощью можно точно вычислить широту и долготу. Штурман британского авиалайнера VC-10 на следующем снимке смотрит не в перископ, а в окуляр самолетного секстанта.

Подобными «перископами» оснащалось большинство авиалайнеров начиная с тридцатых и вплоть до семидесятых годов. Даже на гигантских Boeing 747 они присутствовали.

Как ни странно, в литературе по истории авиации секстантам уделено очень мало внимания. А жаль. Одним из исключений стала замечательная повесть Владимира Туболева «Ночной полет», посвященная советским бомбардировщикам времен Великой Отечественной войны.

Авиационный vs корабельный

В корабельном секстанте высоту светила меряют по разнице между направлением на горизонт и звездой.

В летящем самолете такой способ измерения невозможен, потому что полет проходит на несколько километров выше земной поверхности и горизонт уходит вниз. Поэтому в авиации используются пузырьковые секстанты – линия горизонта в них определяется так же, как в линейках с пузырьковым «горизонтом», которые используют строители,

Послевоенное время: комплексные навигационные системы

Начиная с пятидесятых годов, авионика начала быстро развиваться в сторону комплексных автоматизированных приборов. Первым значимым новшеством этого типа стали инерциальные навигационные системы (inertial navigation systems, INSs). В едином устройстве были объединены датчики углового и линейного ускорения, гирокомпас, альтиметр и датчики для измерения магнитного поля.

  С их появлением и постепенным увеличением точности секстанты начали отходить на второй план. По воспоминаниям пилотов, в гражданской авиации их применение практически сошло на нет в восьмидесятых годах. В военной авиации они применялись вплоть до девяностых, но затем и здесь перешли на более современные системы.  

Наши дни: умная авионика

Сейчас в авиации используется сочетание нескольких систем определения местоположения.

Инерциальные навигационные системы по-прежнему применяются. Старые системы с механическими гироскопами и датчиками ускорения уступили место высокоточным лазерным системам, в которых ускорение измеряется по изменению длины волны светового луча. Соответственно, оборудование этого класса называется иначе – «инерциальные опорные системы» (inertial reference system, IRS).

Данные IRS дополняются показаниями спутниковой навигации GPS или ГЛОНАСС.

Наконец, ориентироваться помогает сеть наземных радиомаяков: азимутальных (VHF omni-directional radio range, VOR) и дальномерных (distance measuring equipment, DME).

Данные от всех трех аэронавигационных систем сводятся в бортовую систему самолетовождения (flight management system, FMS), которая выводит координаты самолета на цифровой дисплей перед пилотом.

Источник:  www.techinsider.ru