Бортовые радиолокационные станции

На ВС гражданской авиации для наблюдения за земной поверхностью и различными препятствиями широко применяются бортовые радиолокаторы (БРЛ). БРЛ - автономные средства, для их работы не требуется наземного оборудования.

БРЛ, предназначенные для наблюдения за земной поверхностью, получили название РЛ обзора земной поверхности, или навигационных РЛ. Они создают на экране индикатора в некотором масштабе радиолокационное изображение (карту) пролетаемой местности. Радиолокационная карта местности позволяет ориентироваться в сложных метеорологических условиях и ночью. Для ориентировки с помощью БРЛ необходимо, чтобы на пролетаемой местности были хорошо опознаваемые радиолокационные ориентиры.

БРЛ, предназначенные для обнаружения атмосферных образований и оценки степени их опасности, называются метеорологическими. Большинство БРЛ совмещают функции метеорологического и навигационного радиолокаторов, их называют метеонавигационными радиолокаторами (МНРЛ).

Используя радиолокационные изображения местности и гидрометеообразований, можно решать следующие навигационные задачи:

— вести ориентировку на местности, наблюдая за радиолокационными ориентирами;

— определять место ВС и производить контроль пути;

— находить дальность и курсовой угол ориентиров (КУО);

― определять путевую скорость, угол сноса и высоту полета;

― предупреждать столкновение с ВС и другими препятствиями;

— обнаруживать грозовые очаги и осуществлять их обход;

— выводить ВС в заданный район или на аэродром посадки,

БРЛ и качество их работы тесно связаны с безопасностью полетов. Объясняется это тем, что БРЛ являются единственным источником информации о зонах грозовой деятельности и мощной кучевой облачности, в которых велика вероятность сильной турбулентности атмосферы. Поэтому отказы БРЛ или их неправильное применение могут привести к опасной ситуации и развитию авиационного происшествия.

Принцип работы и структурная схема.

В общих чертах принцип работы БРЛ ничем не отличается от принципа действия любого РЛ импульсного типа. БРЛ излучает в пространство мощные высокочастотные импульсы, называемые зондирующими. Они достигают различных участков земной поверхности и других объектов и отражаются ими.

Отраженные сигналы возвращаются к БРЛ, принимаются им, усиливаются, и после преобразования поступают на электронно-лучевой индикатор. Принятые БРЛ сигналы создают на экране электронно-лучевого индикатора (ЭЛИ) яркостью засветки, по которым определяются координаты отражающих объектов.

Наклонное расстояние до объекта r определяется по времени запаздывания отраженных сигналов, которое вследствие постоянства скорости распространения радиоволны прямо пропорционально r. Угловая координата объекта в горизонтальной плоскости — КУО определяется по углу поворота антенны относительно продольной оси ВС в момент поступления отраженных сигналов. Объясняется это тем, что вследствие использования направленной в горизонтальной плоскости антенны, отраженные объектом сигналы будут приниматься БРЛ только тогда, когда антенный луч направлен на этот объект.

Яркость засветок на экране ЭЛИ определяется интенсивностью отраженных сигналов. Различные участки земли и другие отражающие объекты имеют разную отражаемость и отображаются, поэтому на экране индикатора засветками разной яркости. Совокупность засветок разной яркости образует на экране ЭЛИ разноконтрастное яркостное изображение пролетаемой местности (радиолокационную карту). Вид радиолокационной карты местности определяется структурой и характером земной поверхности.

Радиолокационное изображение на экране индикатора не всегда точно совпадает с фактической картой местности. Искажения объясняются двумя причинами: измерением наклонных, а не горизонтальных расстояний и влиянием кривизны земной поверхности. Первая причина приводит к искажениям, возрастающим при увеличении угла в вертикальной плоскости, под которым наблюдается объект. Искажения удаленных участков земной поверхности практически отсутствуют. Вторая причина приводит к искажениям только на больших дальностях при полете на больших высотах.

В состав БРЛ (рис. 51) входят следующие основные устройства: антенно-фидерное устройство АФУ, передатчик Прд, приемник Прм, синхронизатор и ЭЛИ.

Синхронизатор вырабатывает периодическую последовательность импульсов, которые поступают на Прд и ЭЛИ. Он задает моменты излучения зондирующих импульсов и согласует во времени работу различных устройств станции. Прд служит для формирования зондирующих импульсов, Прм — для усиления отраженных сигналов, ЭЛИ — для отображения радиолокационной информации.