|
|
Аэронавигация дальнего полета
СССР в этом отношении оказался не только на уровне достижений зарубежной техники, но и в некотором отношении опередил многие страны. Самолет АНТ-25 по своим качествам не только не уступает иностранным самолетам подобного типа, но и частично превосходит их.
Поэтому проблему дальнего беспосадочного полета масштаба 10 000 км следует считать решенной, и в ближайшие годы следует ожидать, с одной стороны, появления новых образцов самолетов с гораздо большей дальностью полета, а с другой - появления уже многочисленных самолетов, имеющих возможность покрывать расстояния в 10 000 км.
Отсюда вытекает актуальность всех навигационных вопросов, связанных с совершением дальнего беспосадочного полета. В настоящей статье, не претендуя на исчерпывающую полноту изложения, мы предполагаем затронуть лишь следующие вопросы:
1. Маршрут беспосадочного полета 
Маршрут беспосадочного полета может быть выбран в первую очередь из расчета покрыть наибольшее расстояние по пряной. В переводе на язык картографии и воздушной навигации маршрут по прямой на поверхности земного шара (подразумевая под этим наикратчайшее расстояние между двумя точками) представляет собой отрезок дуги большого круга или ортодромию. Чтобы проложить такой маршрут и сделать соответствующие предварительные расчеты (расстояния и путевых углов), необходимо или пользоваться картами соответствующей проекции или произвести расчет математически. Трудность решения заключается в том, что дуга большого круга прикладывается в виде прямой только на картах центральной проекции, т.е. на таких картах, где земная поверхность проектируется из центра земли на плоскость касательно к какой-либо точке земной поверхности.
Так как подобного рода карт, изображающих значительную часть земной поверхности, не имеется, то приходится прибегать к вычислениям ортодромии. [...] Вычисления ортодромий, которые укладываются на территории Советского Союза, показали, что самолет АНТ-25 имеет большую дальность, чем это можно уложить по дуге большого круга от края до края Советского Союза. Так, например, ортодромия от Москвы до Петропавловска-на-Камчатке равна 6 775 км. Второй вид маршрута, который может быть выбран для беспосадочного полета, представляет собою маршрут полета с одним и тем же курсом (истинным). Такая линия известна давно в морской навигации и носит названтте локсодромии. Она не является наикратчайшим расстоянием между двумя точками, но удобна для навигации. Локсодромия от Москвы до Петропавловска-на-Камчатке оказалась равной 7 797 км. Удлинение, таким образом, равно более 1 000 км.
Ввиду того что для самолета АНТ-25 не удовлетворяют оба вышеприведенных расстояния, маршрут беспосадочного полета был ломаным. Отдельные отрезки его рассчитывались как ортодромии, а более короткие рассчитывались как локсодромии. [...] Вычисленные таким способом ортодромические и локсодромические участки большого маршрута в совокупности представляли собой следующую таблицу.
2. Оборудование самолета
Пилотажно-навигационное оборудование самолета состояло из приборов:
Приборы для контроля работы мотора были все нормального типа, за исключением того, что тахометров было поставлено два: один центробежный, один электрический - для большей надежности. Это мероприятие оказалось очень кстати, так как в процессе полета центробежный тахометр отказал вследствие поломки гибкого вала.
Кроме того, стоял новый электрический прибор для определения температуры подогрева смеси в карбюраторе.
Данный прибор представляет собою удачное соединение жироскопического прибора типа гирополукомпас с магнитной системой. Прибор - советской оригинальной конструкции. Изготовлен трестом ВОТИ. Он обладает всеми хорошими качествами, свойственными гироскопическому полукомпасу и обыкновенному магнитному компасу, и вместе с тем не имеет недостатков, свойственных указанным приборам. Так, например, ввиду отсутствия в нем жидкости он не испытывает влияний температурных и разреженного давления, которые так вредно отражаются на жидкостном магнитном компасе.
Вместе с этим, благодаря тому, что жироскоп корректируется магнитной системой, он не обладает тем свойством ухода картушки, которое мы имеем в обычном гирополукомпасе.
Прибор питается от трубки Вентури. Габариты его не превосходят таковых гирополукомпаса; шкала картушки — крупная и яркая, удобная для отсчетов и пользования.
Особенностью ГМК является то, что в период пуска прибора он приходит к нормальным показаниям через 2½ минуты. Это также относится к показаниям прибора, если самолет переходит на другой курс с другой девиаиией, сильно разнящейся от девиации предыдущего курса. Но это, на первый взгляд, неудобное свойство окупается другим чрезвычайно полезным качеством прибора - в своих показаниях не реагировать на крены самолета. В частности, во время полета на АНТ-25, когда самолет находился в Арктике в высоких широтах и в условиях большого магнитного склонения и малой величины горизонтальной составляющей земного магнетизма, гиромагнитный компас показал себя с наилучшей стороны. В то время как в магнитных компасах появились пузыри и они очень чутко реагировали на крены самолета, гиромагнитный компас давал четкие устойчивые показания и сильно облегчил соблюдение курса в слепом полете.
К навигационному оборудованию самолета, кроме высотомера, указателя скорости и ГМК, о которых было упомянута, относились два жидкостных компаса (изготовленные заводом "Авиаприбор") типа К4 и АН2, солнечный указатель курса (изготовленный ВОТИ), секстант, хронометр, измеритель угла сноса и путевой скорости (ОПБ-1), часы и радиополукомпас.
Сущность прибора состоит в том, что рамка "аб" может вращаться вокруг оси со скоростью, равной истинному времени, т.е. видимому движению солнца. Ось вращения рамки должна быть параллельна оси мира, что достигается наклоном ее к вертикали соответственно широте места. Изображение солнца получается на экране "бе" через линзу "а". Если совместить изображение солнца с крестами нитей и пустить в ход часовой механизм, то изображение солнца останется на месте, пока самолет будет находиться и одном и том же меридиане. В случае изменения широты необходимо изменить наклон оси рамки по шкале широт. В случае полета поперек меридиана солнечный указатель курса дает возможность определить в данный момент истинный курс самолета, если известны широта и долгота места хотя бы приближенно.
Указанный прибор во время полета на АНТ-25 сослужил огромную службу на первом участке, т.е. в полете от Москвы до Земли Франца-Иосифа.
Необходимо отметить особенность в питании всех жироскопических приборов, которые имелись на самолете АНТ-25, а именно. На случай возможного обледенения трубок Вентури было сконструировано питание жироскопических приборов непосредственно от мотора, так что в нужный момент соответствующим краном можно было выключить трубки Пито и перейти на соединение с верхней частью всасывающих патрубков. Разрежение при этом получалось вполне достаточное, даже избыточное. Поэтому на пути к приборам имелся редукционный кран, позволявший снизить разрежение до требуемой нормы. Кроме того, весе трубки Пито и трубки Вентури имели у себя внутри электрообогрев, так что во время полета случаев отказа трубок того или другого типа не было.
Особенностью оборудования являлось также наличие особого бензосчетчика, устроенного по типу водомера, который отсчитывал непосредственно в литрах количество горючего, протекшиго из баков в карбюратор. Показания этого счетчика были весьма надежны и давали ясное представление о количестве израсходованного горючего и оставшегося.
3. Методы воздушной навигации 
Соблюдение заданного маршрута достигалось расчетом компасного курса на основе измеренного или предполагаемого сноса. При расчете учитывались девиация и магнитное склонение обычным способом.
Счисление пути велось по пройденному расстоянию (времени) и направлению полета. В этом отношении наибольшую трудность представлял длительный полет за облаками.
Первое испытание, которое имел экипаж, заключалось в выходе на Землю Франца-Иосифа. Линия пути проходила через Баренцово море на небольшой островок Виктория (крайний западный остров архипелага Земля Франца-Иосифа).
От Мурманского берега до острова Виктория было 1 297 км по меридиану 38° к востоку от Гринвича. После того как самолет вышел в открытое море, водную поверхность было видно на протяжении не более получаса, а затем полет происходил не над морем, а над морем облаков. В этом случае мы пользовались для расчета предполагаемого места самолета сведениями о ветре, сносе и путевой скорости, которые имели при выходе на море.
В середине Баренцова моря был небольшой промежуток, когда в разрывы облаков было видно водную поверхность с плавающими по ней отдельными льдинами. Эти льдины являлись хорошими ориентирами для определения угла сноса и путевой скорости. Так как при этом требовалось точное знание высоты полета, то экипаж был к этому времени приготовлен своевременно, а именно: он знал давление воздуха и его температуру на уровне моря из передаваемых по радио метеосведений. Достаточно было поставить шкалу высот на начальное давление, учесть обычным способом среднюю температуру столба воздуха и вычислить истинную высоту полета. Поэтому, несмотря на длительное нахождение над слоем облаков, экипаж вполне уверенно вышел на Землю Франца-Иосифа. Первый отрезок заоблачного полета продолжался - с 13.10 до 19.50, т.е. 6 час. 40 мин.
Из других более сложных методов ориентировки в дальнем полете имеют применение астрономия и радиоориентировка.
Для пользования астрономической ориентировкой было выбрано в районе полета 19 точек, для которых Астрономический институт Штернберга сделал предвычисления высот и азимутов солнца через каждый час полета на дни предполагаемого нахождения самолета на маршруте. Эти предвычисления позволили производить расчеты сомнеровой линии очень быстро и не затрудняли экипаж расчетами в полете.
Так как в период полета луна отсутствовала, то приходилось пользоваться наблюдением только одного солнца. Однако, и этих наблюдений было в ряде случаев достаточно для того, чтобы определить, достиг ли самолет заданного рубежа, не уклонился ли он от заданного маршрута. Особую наблюдения имели в период прохождения Баренцова моря над облачным слоем. Район острова Виктория был закрыт сплошными облаками, и поэтому поворот на Землю Франца-Иосифа был сделан после того, как астрономические наблюдения показали, что самолет достиг 80-й параллели.
Второй случай, когда предвычисления оказались чрезвычайно ценными, был во время обхода области низкого давления в районе Северной земли. В отдельных случаях курс соблюдался не по компасу, а по азимуту солнца, который брался из предвычислений. Когда самолет вышел на восточное побережье Северной земли, то экипаж определил по сомнеровой линии, что самолет проходит мыс Ворошилова.
Третий случай применения астрономии был в районе Якутии. После продолжительного полета над облаками и над горной местностью с невозможностью просматривать местные предметы внизу экипаж после многократных астрономических определений установил уклонение влево от маршрута на 60-80 км. Курс был исправлен, и выход в район Охотского моря в залив Бабушкина был совершенно точен.
Радиоориентировка может быть применена там, где имеются земные радиостанции, причем чем мощнее земная радиостанция, тем на большем удалении можно получить пеленг на радиостанцию. В настоящем полете АНТ-25 был снабжен радиополукомпасом, т.е. прибором, позволяющим вести самолет на работающую земную радиостанцию.
Случай удачного пользования радиополукомпасом был в районе Земли Франца-Иосифа, когда на земную станцию мощностью 250 ватт были получены надежные показания прибора. В дальнейшем радиополукомпас употреблялся при полете на Хабаровск. Трудность этого способа ориентировки заключается, главным образом, в том, что, когда штурман настраивается на земную радиостанцию, уверенность в правильном курсе получается только тогда, когда твердо знаешь, что никакая другая станция, работающая на смежных (по длине) волнах, не искажает показаний прибора.
4. Распорядок работы на самолете 
На АНТ-25 второй пилот Г.Ф. Байдуков мог с успехом подменять как первого летчика, так и штурмана.
Продолжительность работы каждого члена экипажа была рассчитана на 12 часов, после чего полагался шестичасовой отдых.
Отсюда выходило, что первый - летчик В.П. Чкалов пилотирует 12 часов и затем 6 часов отдыхает. За эти первые 12 часов отдых имеет штурман Беляков - 6 часов и за ним второй пилот Байдуков - 6 часов, сменяя друг друга.
После того как второй пилот отнесет свою вахту, штурманскую и по связи, он заступает на место первого пилота. Эта система отдыха во время полета АНТ-25 не была полностью выдержана вследствие ряда причин.
Из них первая - недостаточная приспособленность самолета для отдыха.
Вторая - необходимость подкачивать масло (эту работу мог делать только отдыхающий).
Третья - потребность в смене первого пилота ранее, чем через 12 часов.
Распределение времени несущего штурманскую вахту и по связи было также строго регламентировано расписанием работ. Оно сводилось к тому, что определенные часы и минуты тратились на связь с землей, т.е. на прием земли и передачи на землю; определенные минуты отводились на астрономическую ориентировку, так как это было связано со сроками, взятыми в предвычислениях; остальное время использовалось для прочих штурманских расчетов, а также для принятия пищи, составления и расшифровки радиограмм и т.п.
Этот распорядок изображен на прилагаемом графике.
Указанный распорядок в полете не нарушался, за исключением того, что в отдельные часы могли не производиться астрономические наблюдения или не было приема земли или передач на землю.
Эти отступления приходилось иногда делать вследствие большой усталости экипажа в полете.
Герой Советского Союза А. БЕЛЯКОВ |