КОНСТРУКЦИЯ НА МАТЕМАТИЧЕСКИ МОДЕЛ НА СЛУЧАЙНА ПОЗИЦИЯ НА ВЪЗДУХОПЛАВАТЕЛНОТО СРЕДСТВО ПРИ ЗАХОД ЗА КАЗЦАНЕ -
Последният етап от полета на всеки самолет е подходът за кацане. На този етап от полета екипажът на самолета го довежда до линията за кацане - глисадата [7, 8].
Изпълнението на този етап от полета е най-важното и може да се извърши както с помощта на технически средства за кацане (използвайки радионавигационно оборудване), така и визуално чрез природни забележителности на земята. Като ориентация екипажът на самолета използва естествената линия на хоризонта и наблюдаваната писта (ПИК) [7, 8].
Трябва да се отбележи, че екипажът на самолета има право да извършва визуален подход за кацане от органите за управление на въздушното движение (ОВД) в случай на установяване на визуален контакт с пистата [7, 8].
Основните фактори, влияещи върху установяването на визуален контакт между екипажа на самолета и пистата са метеорологичните величини (метеорологични минимуми). Стойностите на метеорологичните минимуми за всеки самолет и конкретно летище са различни. Тези минимуми се изчисляват по специални методи за всяко летище, като се вземат предвид естествените и изкуствени препятствия, разположени в непосредствена близост до летището. Освен това се вземат предвид и характеристиките на скоростния режим на самолета, изпълняващ подхода за кацане [7, 8] Като пример ще дадем типични стойности на метеорологичните минимуми:
Целта на работата е да се определят възможните отклонения на самолета спрямо глисадата (по-високо или по-ниско), когато екипажът на самолета извършва визуално кацане.
Изследователски материали. Метеорологичните величини се променят както във времето, така и в пространството. Известно е, че съвкупността от метеорологичните стойности презцялото пространство се нарича поле с тази величина.
Атмосферният слой е нехомогенен и може да бъде разделен на повърхностен подслой (триещ слой) и свободна атмосфера. В подслоевете се наблюдават няколко още по-тънки слоя, различаващи се от съседните по показателя на пречупване [5].
Количествената мярка за промените в метеорологичните величини в космоса са градиентите на тези величини. Най-голям практически интерес представляват хоризонталните и вертикалните градиенти на метеорологичната стойност. Хоризонталният градиент винаги е положителен[6,9].
Вертикалният градиент може да бъде положителен или отрицателен. Следното общо правило е вярно: ако метеорологичната стойност намалява, тогава вертикалният градиент е положителен, ако стойността нараства с височина, тогава вертикалният градиент на тази стойност е отрицателен. Най-важни в метеорологичната практика са вертикалните и хоризонталните градиенти на налягане и температура [6, 9].
Ние ще характеризираме слоестите нехомогенности чрез големината на градиента на индекса на пречупване на техните граници, т.е. в преходния слой. Тук трябва да се отбележи, че броят на слоевете, разположени едновременно на километър височина, е неравномерно разпределен по височината. Например, на височини от 0,1–2 km средно има два пъти повече слоеве, отколкото на височини от 3–5 km [5].
В [4] са представени профилите на индекса на пречупване на атмосферата, реконструирани въз основа на данните от температурно-ветровото сондиране на атмосферата. При определяне на стойността на индекса на пречупване се използва зависимостта на последния от абсолютната температура (T), атмосферното налягане (p) и парциалното налягане на водните пари (e).
(1)
където факторът при 10 -6 е индексът на пречупване на атмосферата, изразен в N - единици [1, 2, 5].
INВ резултат на изследванията, проведени в [2, 4], беше установено, че в атмосферата възникват сезонни и дневни промени в индекса на пречупване, което може да доведе до изкривявания на траекториите на визуално наблюдение в атмосферата. За да се елиминират грешките при определяне на позицията на самолета спрямо пистата, е необходимо да се вземат предвид промените в индекса на пречупване, които се случват в атмосферата [4].
Източник на информация за коефициента на пречупване е действителното състояние на атмосферния слой в района на пистата, а именно температура, влажност на въздуха и атмосферно налягане.
В рамките на задачата, поставена в [3], се приемаше, че земната повърхност е плоска, т.е. неговата кривина може да се пренебрегне. Атмосферата тук е представена като набор от тънки слоеве с постоянни в рамките на слоя стойности на индекса на пречупване (n0, n1, ….ni), т.е. слоевете са успоредни на земната повърхност и n0 n0 е ясно, че отклонението на праволинейната траектория AB до формата AO' води до отклонение на хоризонталните проекции на съответните траектории върху земната повърхност и причинява грешка при определяне на положението на пистата, съответно проекциите Lapp и Lcurrent [3].
Извеждането на формулата за Lact, проекцията на траекторията на наблюдение през i-тия слой на атмосферата върху земната повърхност, е представена достатъчно подробно в [1] и не е представена в тази статия.
Замествайки в израз (5) израза за изчисляване на Lteca, след извършване на съответните трансформации, в общ вид, получаваме:
(7)
Заключение. Чрез заместване на данни за действителното състояние на вертикалния профил на метеорологичните елементи и стойностите на техните градиенти в получения израз е възможно да се изчисли големината на възможните грешки и да се определи произволното положение на самолета спрямоплъзгащи се пътеки, когато екипажът извършва визуален подход.
Рецензенти:
Сумин В. И., доктор на техническите науки, професор, професор в катедрата по управление и поддръжка на информационните технологии, Воронежки институт на Федералната служба за изпълнение на наказанията на България, Воронеж;
Ирхин В. П., доктор на техническите науки, доцент, професор в катедрата по основи на радиотехниката, Воронежки институт на Федералната служба за изпълнение на наказанията на България, Воронеж.