Считаем на E-6B и НЛ-10М навигационный треугольник скоростей, TAS, время, скорость и расстояние
- Что дальше, отче?
- Этот, должно быть, огонь.
- Знаете механизм?
- Теоретически - да.
- Теоретически?
- Все четыре камня располагаются вокруг пятого элемента. И оружие против Зла готово.
- Вы не видели, как оно действует?
- Нет.
- К каждому оружию полагается инструкция. Здесь тоже должна быть.
- Вот, нашел!
(c)"Пятый элемент", фильм Люка Бессона
Второй расчётчик входит в состав пакета STT Ил-18.
Разумеется их можно использовать и в других моделях.
Сегодня, на фоне компьютерных систем современного самолёта, применение расчётчиков в симуляторе выглядит неким сакральным действом. Но когда привыкаешь, вычисления становится нагляднее и проще, чем при использовании разного рода таблиц, калькуляторов или Exel. К тому же, в отличие от последних, они являются органичным дополнением к модели с сохранением стиля и технологий. Ну а для любителей летать на технике прошлого века механический навигационный расчётчик является неотъемлемым элементом бесконечного (или безуспешного, кому как нравится) стремления симмера к реализму.
Прежде акцентируем внимание на нескольких важных моментах:
- Несмотря на непримиримые различия общественно-экономических формаций, расчётчики разных производителей используют одни и те же зависимости и различаются лишь оцифровкой шкал (футы, метры, мили, километры) и их типом (линейные и круговые). То есть при правильной эксплуатации результат расчётов должен быть одинаков.
- В большинстве расчетов соотношения скорости, расстояния и времени, нет необходимости каждый раз переводить мили в километры на НЛ-10М, или футы в метры на E-6B, нам требуются лишь соотношения чисел.
- Результат, полученный при помощи расчётчика, как правило представляет собой не единственное число, а множество дополнительных решений. Например, если Вы определили по расчётчику, что при путевой скорости 235 узлов пролетите за 37 минут 149 миль, то не прикасаясь более к линейке, просто поглядывая на нее можете быстро сказать что за 8 минут самолёт проходит 31 милю, за час десять минут - 275 миль, за 20 минут 70 миль и т.д.
- Практически все методы решения обратимы. Если Вы можете вычислить величину ЛБУ, по пройденному расстоянию и БУ, значит, при известном ЛБУ и расстоянии Вы можете теми же движениями определить БУ. Это свойство очень удобно использовать для подбора параметров. Например при определении рубежа начала снижения и вертикальной скорости снижения.
- НЛ-10М проще устроена чем E-6B. Но, благодаря наличию у последнего круговой шкалы, некоторые операции производить на E-6B удобнее. Прежде всего к ним относятся операции с углами. Но почему у нас так, а у них по-другому? В конце холодной войны, один подполковник одной из военных кафедр, отвечал на подобные вопросы так: "Запомните, у нас есть всё, что есть у них, но у нас этого чуть-чуть больше!". Его слова косвенно подтверждает наличие отечественного кругового расчётчика НРК-2. Но пока автору не попалась его реализация для FS2004, рассматривать его мы не будем.
Рассмотрим решение трёх навигационных задач, наиболее часто встречающихся в реальных и виртуальных полётах на технике, не оборудованной ДИСС, GPS и прочими, весьма полезными достижениями цивилизации.
Содержание |
Определение расстояния, времени полёта и скорости
E-6B
Ознакомимся с устройством расчётчика.
На лицевой стороне имеется вращаемая шкала углов и сдвигаемая шкала скоростей и углов сноса. Последняя шкала двусторонняя, для двух диапазонов скоростей. На настоящем E-6B она вынимается, переворачивается и вставляется другой стороной. В симуляторе она "переворачивается" методом сдвига указателем мышки в крайнее верхнее положение. Остальные операции в симуляторе с E-6B так же производятся при помощи мыши.
Справа вверху находим кликабельные цифровые указатели элементов расчёта: курс "Course" (положение круговой шкалы относительно вертикали), скорость "Ground Speed"(положение двусторонней шкалы сносов и скоростей относительно жёлтой точки - центра расчётчика) и три указателя направления и скорости ветра ("Wind Mark") для трёх точек соответствующего цвета на прозрачном диске расчётчика. На реальном расчётчике эти точки наносят стираемым маркером или карандашом. Оборотная сторона расчётчика имеет две круглые шкалы, вращающейся и неподвижной. На свободных поверхностях расчётчика, как и на любом оружии, нанесены пояснения и инструкции. В общем-то, разглядывать больше и нечего.
Вернёмся к нашим расстоянию, времени полёта и скорости. Для определения любого из трёх вышеупомянутых элементов движения при известных двух других, пользуются обратной стороной E-6B. Указатель белой шкалы ставится на значение скорости по чёрной шкале. Далее по этим шкалам определяется соотношение времени и расстояния. Например, если скорость задана 265 узлов (позиция 1), то маршрут длинной 400nm будет пройден за 91 минуту (позиция 2) или, что тоже самое, но по расположенной чуть ниже шкале часов - 01 час 31мин.
НЛ-10М
Навигационная линейка НЛ-10М, в отличии от E-6B или отечественного расчётчика НРК-2, не имеет круговых шкал. Поэтому, при равных возможностях, конструкция прибора существенно упрощается, но при этом теряется некоторая наглядность при работе с угловыми величинами.
Соотношение скорости, времени и расстояния на НЛ-10М определяется идентично E-6B. Красный треугольник шкалы 2 (60 минут) ставится напротив значения скорости (265) по шкале 1. Далее по этим же шкалам снимается соотношение расстояния(шк.1) и времени(шк.2) для заданной скорости.
Если известны только расстояние и время, то их значения совмещают на шкалах, после чего считывают скорость напротив красного треугольника шкалы 2.
Расчёт истинной воздушной скорости по приборной скорости, высоте и температуре
E-6B
Предположим что мы летим на высоте 25000ft и температура за бортом -40*C. По указателю скорости определено значение CAS=180. Это могут быть и узлы, мили или километры в час, неважно. Какая размерность на входе - такая же будет и на выходе. Необходимо определить воздушную скорость (TAS)
Для расчёта используем обратную сторону E-6B. Она состоит из неподвижной и подвижной круговых шкал. В окне, предназначенном для решения данной задачи (позиция 1) совмещаем -40 градусов и 25000ft. В зоне позиции 2, по шкале CAS находим напротив заданной величины CAS=180(kt,mph,км/ч) значение TAS=265(kt,mph,км/ч).
Если после этого не трогаем шкалы E-6B, то при изменении величины CAS просто отыскиваем на шкале новое её значение и смотрим новое значение TAS.
НЛ-10М
Для решения этой задачи на НЛ-10М придётся сначала перевести значение высоты из футов в метры. Для этого передвигаем движок линейки так, что бы значение "футы" (шк.14) встало напротив значения 25 (25000ft). И по этой же шкале считываем значение высоты в метрах напротив числа 1000 на шкале 14. У нас получилось 7600м.
Находим переведённое значение высоты (7600м) на шкале 12. Перемещая движок линейки, выставляем напротив 7600 значение температуры за бортом (-40*C) на шкале 11.
Теперь, передвинув визир на значение приборной скорости 180 (шк.15), считываем над ним исправленную скорость, 265 (шк.14).
Единицы измерения скорости, как и для E-6B, могут быть любые.
Расчёт элементов навигационного треугольника скоростей
Предполагается что читатель теоретически уже немного знаком с этим треугольником. Тем кто только слышал, но не знаком, рекомендую репортаж А.Белова "Полётное задание"[1], в котором этот вопрос весьма наглядно раскрывается в графическом виде, причём в применении к симулятору.
Как и в задании, определять мы будем угол сноса и путевую скорость по известной воздушной скорости и ветру. При этом не забываем, что любые расчёты на E-6B и других приборах подобного типа, обратимы. То есть, теми же самыми операциями мы можем определить как ветер по известным углу сноса и путевой скорости, так и путевую по известным ветру и углу сноса.
E-6B
Придумаем исходные данные:
- Воздушная скорость 205 узлов.
- Заданный путевой угол 65 градусов.
- Скорость и направление ветра 16 узлов 310 градусов. Ветер дан уже навигационный (куда дует).
Задаём воздушную скорость
На первом этапе выбираем шкалу, соответствующую нашей скорости. Небольшой диапазон значений скорости имеется на обеих сторонах шкалы. Заданная нам скорость (205 узлов) попадает в этот диапазон. Для большей точности мы выберем ту сторону шкалы, где больше разрешение.
Сначала щёлкаем мышкой по цифровому указателю "Ground Speed" (на рисунке позиция 1) и передвигаем вертикальную шкалу скоростей и углов сноса вверх, что бы она "перевернулась" другой стороной (на скалу меньших скоростей), а потом сдвигаем таким образом что бы у жёлтой точки центра расчётчика оказалось значение 205 узлов (позиция 2). Его можно дополнительно контролировать указателю "Ground Speed". Так как графическое изображение расчётчика не идеально (жёлтая точка немного смещена вниз и влево), остановимся на компромиссном значении (205-206 на шкале и 203 на цифровом указателе), на точность это повлияет несущественно.
Задаём навигационное направление ветра
Для перехода к управлению круговой шкалой щёлкаем мышью в правом верхнем углу на цифровой указатель "Course" (позиция 1) и вращаем круговую шкалу, устанавливая направление навигационного ветра напротив верхнего индекса (позиция 2). Нам задано направление 310 градусов.
Задаём скорость ветра
Для "нанесения" точки ветра щёлкаем мышью по любому из цифровых указателей "Wind Mark" (позиция 1). Мы выбираем верхний красный. Теперь, вертикально вверх по шкале от жёлтой точки-центра расчётчика на 16 делений(позиция 2) щёлкаем мышкой. Это будет вектор ветра - 16 узлов, 310 градусов. Его также можно контролировать по соответствующему цифровому указателю "Wind Mark"
Задаём путевой угол
После чего опять щёлкаем по указателю "Course" (позиция 1) и вращаем круговую шкалу для установки заданного путевого угла. Он у нас задан в 65 градусов (позиция 2)
Считываем значения угла сноса и путевой скорости
Расчёт завершён и нам осталось лишь считать значения угла сноса (у нас получилось -4 градуса) и путевой скорости (198 узлов).
Внимание!
Руководства по применению E-6B[2] и инструкция, нанесённая на нём самом (помните про оружие?), предлагают более логичный порядок вычислений:
Такой порядок легче запомнить:
- Ветер
- направление
- скорость
- Самолёт
- направление
- скорость
Поэтому лучше привыкать к нему. Но не забываем, заранее, перед установкой параметров ветра, выбрать нужную нам сторону подвижной шкалы.
НЛ-10М
Вспомним условия задачи:
- Воздушная скорость 205 узлов.
- Заданный путевой угол 65 градусов.
- Скорость и направление ветра 16 узлов 310 градусов. Ветер дан уже навигационный (куда дует).
При расчёте элементов навигационного треугольника нам также придётся вычислять дополнительный параметр, называемый угол ветра (УВ).
Рассчитываем угла ветра(УВ)
Углом ветра называется угол, заключенный между линией пути (фактической или заданной) и направлением навигационного ветра. Отсчитывается от линии пути до направления ветра по ходу часовой стрелки от 0 до 360°. В нашем примере УВ=310-65=245° При расчёте навигационного треугольника на НЛ-10М при углах ветра (УВ) больше 180° на НЛ-10М устанавливают его дополнение до 360°, т. е. разность (360°— УВ). Для вычисления угла ветра(УВ) удобно представить круглую угловую шкалу (обычный транспортир) и на ней взаимное расположение двух векторов - навигационного ветра и заданного путевого угла. Значение УВ равно углу между этими векторами. После некоторой разминки УВ легко считается в уме. Опять смотрим наш пример (НВ=310° и ЗПУ=65°). Такие величины удобнее считать по часовой стрелке. До нулевого значения от 310 градусов не хватает 50 градусов. Прибавляем к ним 65 и получаем 115 градусов (УВ=360-(310-65)=115 градусов). Сразу отмечаем для себя то, что УВ больше 90 градусов, значит ветер имеет встречную составляющую, а сдувает нас влево, поэтому УС получится отрицательный. Путевая скорость будет меньше воздушной.
Ключ, воздушная скорость и УВ
Для того что бы лётчик не путался при вычислении элементов навигационного треугольника, на правой части подвижной шкалы НЛ-10М нанесён ключ:
Согласно ключа ставим визир по шкале 5 на значение нашей воздушной скорости (205 узлов), а подвижную шкалу 3 совмещаем с линией визира на рассчитанном выше значении угла ветра(УВ), равного 115 градусов.
Определяем угол сноса
Ориентируясь по тому же ключу, сдвигаем визир на заданное значение скорости ветра (16 узлов) по шкале 5. Прямо над ним, по шкале 4, получаем значение угла сноса, равное 4 градуса. Выше мы определили, что снос у нас отрицательный (влево), поэтому принимаем УС=-4
Надеюсь кто-то уже обратил внимание, что величину угла сноса мы считали не по шкале 3, как того требует ключ, а по шкале 4? Всё верно. На шкале 3 значения малых углов синусов не нанесены. Для них используется шкала тангенсов (шк.4), так как при малых значениях углов они практически совпадают со шкалой синусов. Но только при малых!
Определяем путевую скорость
Согласно рисунку ключа, для получения путевой скорости нам требуется сложить, с учётом знаков, значения УВ и только что определённого УС. Так как УВ в данном примере больше 90 градусов (опять представляем в уме круглую шкалу с двумя векторами), значит ветер встречный и путевая скорость будет меньше воздушной. Бросаем взгляд на шкалы - в какую сторону уменьшается скорость для нашего значения? При сложении УВ и УС или вычитании?. В данном примере при увеличении угла, следовательно складываем. УВ+УС=115+4=119 градусов. Ставим визир к 119 на шкале 3 и со шкалы 5 считываем на визире значение путевой скорости. Получилось 198 узлов.
В данном случае мы использовали значение УВ по модулю. На самом деле он имеет знак, и в руководствах по использованию НЛ-10М рекомендуют немного иную методику его определения. На линейке, кроме ключа, рядом нанесена ещё формула вычисления угла ветра УВ=НВ-ПУ, где НВ, это направление ветра (или навигационный ветер). По формуле у нас получилось бы 310-65=245 градусов. Так как УВ не может быть более 180, считаем дополнение этого значения до 360. Получаем те же самые наши 360-245=115 градусов. Но, так как мы брали дополнение, то знак УВ становится отрицательным. УС у нас тоже отрицательный, поэтому для ключа мы использовали бы ту же самую сумму -115+(-4)=-119 градусов.
Думаю что всегда нужно пробовать разные методы. Второй как-то поначалу казался трудным для запоминания. Но практика, по мере её накопления, уничтожает все сомнения. Теперь сложнее бывает не рассчитать, а объяснить расчёты.
См. также
- Чёрное море, автопилот Спэрри, НЛ-10М и подлодка или Пример навигации ”на коленке”
- Контроль пути в FS2004 при помощи навигационных звёзд или Как не портить карту прокладкой сомнеровых линий положения
Ссылки
- Flight Computer E-6B Instruction
- Осваиваем навигационные расчётчики (E-6B, НЛ-10М и др.) Обсуждение на форуме "Навигация и самолётовождение"
Примечания
Успехов вам и интереса!
(с)UEMJ Алексей.
