Главная / Обучение / Теория / Характерные углы

Введем несколько новых терминов, которые нам пригодятся в дальнейших объяснениях. У нас, как было описано выше, есть три системы координат. Отметим три группы углов, определяющих связь между ними:

углы, определяющие ориентацию ЛА относительно Земли;

углы, определяющие ориентацию ЛА относительно воздушного потока;

углы, определяющие направление движения ЛА относительно Земли.

Ориентация ЛА относительно Земли определяется тремя углами: креном, тангажом и курсом.

Крен — угол отклонения плоскости симметрии ЛА (плоскость XY связанной СК) от вертикального положения относительно поверхности Земли.

Тангаж — угол между продольной осью ЛА (ось X связанной СК) и плоскостью поверхности Земли.

     
Рис. 1.10. Крен.         Рис. 1.11. Тангаж.

Для измерения крена и тангажа в "большой авиации" (для парапланеристов любой, даже самый маленький самолетик, можно смело отнести к "большим") используется специальный прибор "авиагоризонт".

Рис. 1.12. Авиагоризонт АГК-47Б (устанавливается на самолете Ан-2).

Парапланеристы такого оборудования не имеют из-за его большого веса и габаритов и могут определять свое положение в пространстве лишь глазами относительно видимой линии горизонта. Забегая немного вперед, отметим, что при попадании в облако в отсутствии видимости земли и горизонта, пилот СЛА может потерять пространственную ориентировку и возможность нормально управлять своим аппаратом. Это одна из причин, по которой полеты в облаках парапланеристам запрещены.

Курс — угол в проекции на горизонтальную плоскость между выбранным началом отсчета и продольной осью самолета (ось X связанной СК). В зависимости от меридиана, от которого ведется отсчет, различают истинный, магнитный, приборный и условный курсы.

Рис. 1.13. Истинный, магнитный и приборный курсы.

Истинный курс — отсчитывается от северного направления истинного меридиана. То есть от направления на географическую точку — географический северный полюс.

Магнитный курс — отсчитывается от северного направления магнитного меридиана. То есть от направления на географическую точку — магнитный северный полюс.

Курс измеряется в градусах от 0-я до 360-ти. Направление на север: 0°. На восток: 90°. На юг: 180°. На запад: 270°.

Разница направлений между магнитным и истинным меридианами называется "магнитное склонение". Если северный конец стрелки магнитного компаса отклонен к востоку от истинного меридиана — склонение восточное (положительное). Если к западу — западное (отрицательное). Положение магнитных полюсов Земли непостоянно. Поэтому со временем магнитное склонение может меняться.

Для Москвы склонение восточное. По состоянию на 2018 г оно составляет чуть меньше 11°. Если мы хотим двигаться строго на восток с истинным курсом 90°, наш магнитный курс следует установить, как 90-11=79.

Приборный курс — это то, что показывает бортовой компас со всеми его погрешностями, неточностями и, главное, местными возмущениями магнитного поля Земли.

Разница между фактическими показаниями бортового компаса и направлениями на магнитный и географический полюса называются соответственно "девиация" и "вариация". Они считаются положительными если компасный меридиан отклонен к востоку и отрицательными если отклонение западное. На их величину основное влияние оказывают не столько погрешности самого компаса, сколько местные возмущения магнитного поля Земли.

Интересный исторический факт. Летел самолет над Тургайской степью. Летчик заметил, как где-то на маршруте неожиданно завихляла стрелка компаса. Случайность? Или... Так был сделан первый шаг к открытию огромного месторождения магнезитовой руды с сорокасемипроцентным содержанием железа, а в Казахстане появился город Рудный.

Если рядом с компасом положить магнит, его стрелка нацелится куда угодно, но только не на север. По этой причине при планировании полета с использованием магнитного компаса, пилот СЛА должен заблаговременно позаботиться о том, чтобы в его экипировке не было сильно намагниченных предметов.

Условный курс (пеленг) — отсчитывается от направлений на ориентиры, выбор которых определяется особенностями навигационной системы ЛА.

В "большой авиации" до появления спутниковой навигации в качестве базовых ориентиров часто использовались широковещательные радиостанции. Направление на радиостанцию может быть определено с помощью специальной антенны, имеющей форму рамки. Определив пеленги на две-три радиостанции, и зная их наземные координаты, экипаж ЛА мог с достаточной точностью определить свое положение на местности. Используемый для этих целей прибор называется "радиокомпас". Сверхлегкие ЛА (СЛА) не имеют подобного оборудования из-за его большого веса и габаритов.

Парапланеристы в маршрутных полетах активно используют спутниковые навигаторы. Имея минимальные габариты и вес, эти приборы автоматически вычисляют свои текущие координаты и могут выдавать пилоту направление и дальность на намеченную им точку-цель. Однако не стоит рассчитывать на такие приборы как на решение всех проблем. Если в навигаторе "вдруг" кончится батарейка или он потеряет связь со спутниками в облаках, можно оказаться в воздухе совершенно беспомощным, если предварительно не изучить маршрут и не взять с собой в полет страхующий магнитный компас.

Рис. 1.14. Спутниковый навигатор Garmin-66st
и сферический жидкостный компас.

К углам, определяющим ориентацию ЛА относительно воздушного потока, относятся угол атаки ЛА и угол скольжения.

Угол атаки ЛА — угол между продольной осью X связанной СК и плоскостью XZ скоростной СК. Применительно к парапланам можно условно сказать, что это угол между центральной хордой крыла (линией, соединяющей переднюю и заднюю кромки крыла в его плоскости симметрии) и набегающим потоком воздуха.

Угол скольжения — угол между продольной осью X связанной СК и плоскостью XY скоростной СК.

     
Рис. 1.15. Угол атаки.     Рис. 1.16. Угол скольжения.
V — вектор воздушной скорости ЛА.

Угол наклона траектории и направление полета определяют направление движения ЛА относительно Земли.

Угол наклона траектории — угол между скоростью ЛА относительно Земли и поверхностью Земли (плоскость XZ земной СК). На приведенном ниже рисунке показана связь между углами тангажа, атаки и углом наклона траектории.

Рис. 1.17. Связь между углами тангажа, атаки и углом наклона траектории.

Направление полета — угол между проекцией скорости ЛА относительно земли на землю и направлением на "базовый ориентир": северный полюс.

Самолет, как известно, летает "по воздуху". Воздух относительно Земли может двигаться. Соответственно направление полета далеко не всегда совпадает с курсом, а определяется так называемым треугольником скоростей или векторной суммой воздушной скорости ЛА и скоростью ветра.

Рис. 1.18. Тругольник скоростей: курс, ветер и направление полета.

Применительно к полетам на парапланах необходимо помнить, что воздушная скорость параплана весьма невелика и обычно соизмерима со скоростью ветра. Если вы, летая в восходящем потоке у склона горы заметили, что ваша скорость относительно земли ощутимо уменьшилась, то это значит, что ветер усилился и вам следует заранее уйти на посадку, не дожидаясь, когда ветер усилится еще больше и начнет вас вместе с парапланом сдувать за гору.