Основные технические данные

Диапазон частот, кГц, для поддиапазонов:

I 150—300

II 300—600

III 600—900

IV 900—1300

Чувствительность приемника, мкВ, в режимах:

«Антенна», «ТЛФ» 12—10

«Антенна», «ТЛГ» 6—5

Предельная чувствительность радиокомпаса по

приводу, мкВ, не хуже 50

Предельная чувствительность радиокомпаса по

пеленгу, мкВ, не ниже 180

Дальность действия с приводными радиостанция­ми мощностью до 500 Вт, при высоте полета

самолета 1000 м, км * 160—200

Потребляемый ток, А, не более:

от бортовой сети постоянного тока напряже­ нием 27 В 1,5—2

от преобразователя ПО-250 переменного тока напряжением 115 В, f/ = 400 Гц .... 1 Масса комплекта без учета индикатора курса и

соединительных проводов, кг 19,65

* Дальность действия зависит от высоты полета самолета, места распо­ложения приводной радиостанции, времени суток и года, поэтому цифры дальности указаны ориентировочно.

Работа радиокомпаса. Определение направления с помощью радиокомпаса основано на использовании направленной харак­теристики рамочной антенны. Направленные свойства такой ан­тенны обусловлены тем, что в зависимости от направления при­хода радиоволны меняются фазовые соотношения между э.д.с., наводимыми в вертикальных сторонах рамочной антенны, а следовательно, меняется и суммарное напряжение, подаваемое с антенны в приемное устройство.

Рассмотрим сущность направленного приема рамочной ан­тенны (рис. 109). Если радиоволна будет достигать вертикаль­ных сторон (ab и cd) рамочной антенны неодновременно (рис. 107,а), то мгновенные значения э.д.с. (Е_аb и Е_сd), наводи-

мые в этих сторонах, будут различны, т. е. между наводимыми э.д.с. возникает разность фаз ф. При разности хода волны в l метров (l — расстояние между вертикальными сторонами ab и cd рамочной антенны) разность фаз φ=2πλ^-1l (здесь λ — длина радиоволны). Если направление прихода радиоволны составляет с плоскостью рамочной антенны угол а, то разность хода волны между сторонами ab и cd равна lсоsα, а разность фаз между э.д.с. в этих сторонах φ=2πλ^-1lсоsα. Следова­тельно, при изменении угла а разность фаз между э.д.с. в вер­тикальных сторонах рамочной антенны будет изменяться по

косинусоидальному закону.

Рис. 109. Приемная рамочная антенна:

а — путь радиоволны к сторонам рамочной антенны; б — характеристика направленно­сти рамочной антенны

Рис. 110/ Диаграмма направленности

при совместном приеме на рамочную и

ненаправленную антенны

Характеристика направ­ленности одного витка рам­ки представляет косинусои­ду, которая в полярных ко­ординатах изображается в виде восьмерки, образован­ной двумя касающимися окружностями (рис. 109, б). Нуль приема будет с нап­равлений, перпендикуляр­ных к плоскости рамочной антены, а максимум — с направлений, лежащих в ее плоскости. При переходе че­рез направление нулевого приема фаза результирую­щей э.д.с. меняется на 180°. Недостатком такой диаг­раммы направленности яв­ляется наличие двух макси­мумов и двух минимумов, что при пеленгации созда­ет неопределенность на 180°. Для устранения неопре­деленности в радиокомпа­сах применен одновремен­ный прием радиоволн на ра­мочную и открытую, ненап­равленную, антенны. Диаг­рамма направленности в этом случае имеет один максимум и один минимум (рис. 109). Результирующая э.д.с. Е_р рамочной антены может совпадать по фазе с э.д.с. ненаправленной анте­ны Е_а или отличаться от

нее на 180°, т. е. э.д.с. будут одинаковы или противоположны по знаку. Если построить полярные диаграммы направленности ра­мочной и ненаправленной антенны из общего центра и произ­вести векторное сложение Е_р и Е_а, а затем соединить концы суммарных векторов плавной кривой, то полученная кривая — кардиоида и будет результирующей диаграммой направлен­ности.

Рассмотрим принцип автоматической пеленгации в режиме «Комп.». Для этого используем структурную схему радиоком­паса (рис. 111) и схему напряжений в цепях радиокомпаса (рис. 112). Сигнал, принятый рамочной антенной, поступает в-усилитель напряжения. Усиленное напряжение подается в ком­мутатор фазы, который изменяет фазу этого напряжения на 180°. Прокоммутированное по фазе напряжение рамочной ан­тенны подается в контур сложения, куда одновременно подает­ся и напряжение ненаправленной антенны. В контуре сложения эти два напряжения складываются. Так как фаза напряжения ненаправленной антенны постоянна, а рамочной антенны перио­дически изменяется на 180°, то в контуре сложения образуется, суммарное напряжение с периодически изменяющейся амплиту­дой. Изменение амплитуды пропорционально углу отклонения рамочной антенны от направления на радиостанцию.

Рис. 111. Структурная схема радиокомпаса АРК-9

Рассмотрим работу системы автоматического управления вращением антенны. Если рамочная антенна своей осью нуле­вого приема направлена на радиостанцию, напряжение от ра­мочной антенны равно нулю. На контуре сложения действует только напряжение ненаправленной антенны. При отклонении рамочной антенны от положения нулевого приема вправо на ней появляется напряжение, фаза которого такова, что фаза огибающей суммарного напряжения в контуре сложения сов­падает с фазой напряжения генератора звуковой частоты.

При отклонении рамочной антенны вправо от положения пе­ленга радиостанции напряжение управляющего устройства та­ково, что электродвигатель поворачивает рамочную антенну против часовой стрелки, а при отклонении влево — по часовой стрелке. Таким образом, при любом отклонении рамочной ан­тенны от положения пеленга она по кратчайшему пути уста­навливается в положение пеленга. С помощью сельсинной сле­дящей системы поворот рамочной антенны передается па стрел­ку указателя УГР-4УК, острый конец которой покажет направ­ление на радиостанцию.

Выше рассматривался только основной режим работы ра­диокомпаса — автоматическое пеленгование «Компас». В режи­ме «Рамка» коммутатор фазы радиокомпаса работает только

как усилитель высокой частоты. Звуковой генератор, антенный усилитель и управляющее устройство отключаются, а приемник радиокомпаса используется только для усиления сигнала, по­ступающего от рамочного канала. Пеленгование в этом случае может производиться по пропаданию сигнала пеленгуемой ра­диостанции в телефонах при поворотах рамки. Вращение рам­ки в этом режиме осуществляется с помощью того же двигате­ля, но напряжение на его управляющую обмотку подается не от управляющего устройства, а непосредственно от блока пита­ния через переключатель ручного вращения «Рамка Л-П» и в фазе, необходимой для правого или иного вращения (в зави­симости от положения переключателя).

В режиме работы «Антенна» радиокомпас может использо-ваться как обычный связной средневолновый приемник. В этом режима отключается весь рамочный вход, а также и управля­ющее устройство.

Рис. 113. Рама и блок рамоч­ной антенны

Рамочная антенна радиокомпаса. Радиокомпас АРК-9 име­ет поворотную рамочную антенну внутрифюзеляжного типа. Рамка выполнена на сердечниках из феррита — материала, об­ладающего высокой магнитной проницаемостью и небольшими потерями на высоких частотах. Для получения монолитной и герметичной конструкции рамка за­ливается специальной смолой. По­верх сердечника нанесена обмотка. Средняя точка рамки через кольце­вой токосъемник «заземляется». Это снижает нежелательный антен­ный эффект рамочной антенны. Ра­мочная антенна и система управле­ния ее представляют блок (рис. 113), все детали которого, кроме самой рамочной антенны,установле­ны на шасси и закрыты пылебрыз-гозащитпым кожухом. Под кожу­хом расположены двигатели рамки и тахогенератор, механизм компен­сации радиодевиацни, сельсин-дат­чик курсовых углов.

Рис. 114. Приемник радиоком­паса АРК-9

Приемник радиокомпаса. В груп­пу, условно выделенную под назва­нием «Собственно приемник», вхо­дят: антенные контуры, каскады 1—20 и 2—20 УВЧ, гетеродин, сме­ситель, УПЧ, детектор, каскады УПЧ телефонного канала, а также каскады АРУ, т. е. все элементы, присущие супергетеродину с одно­кратным преобразователем частоты.

Рис. 115. Пульт управления радиокомпаса АРК-9

Конструктивно приемник (рис. 114) разделяется на пять бло­ков, заключенных в пылебрызгозащитный кожух, который кре­пится к амортизационной раме.

Пульт управления (рис. 115) представляет собой самостоя­тельный блок, на котором расположены все органы управления радиокомпасом:

кнопка «Управл.» для переключения пультов управления в двухщитковом варианте (на самолете Як-18Т эта кнопка не подключена);

индикатор настройки для настройки приемника на заданную частоту по максимуму отклонения стрелки;

переключатель рода работ, имеющий следующие положения:

«Выкл.» — снимается питание с радиокомпаса;

«Комп.» — к приемнику подключаются рамочная и откры­тая антенны, работает механизм вращения, стрелка показывает направление на радиостанцию (это положение применяется для отсчета курсового угла радиостанции);

«Ант.» — к приемнику подключается открытая антенна и от­ключается рамочная (это положение применяется для настрой­ки приемника на заданную частоту и прослушивания позыв­ных) ;

«Рам.» — к приемнику подключается рамочная и отключа­ется открытая антенны (это положение используется для на­стройки приемника слуховым методом);

переключатель режимов работы «ТЛФ — ТЛГ»;

регулятор громкости «Громк.»;

два переключателя частот: один — «Основной», второй — «Резервный». Названия эти условны, так как на каждом из пе­реключателей можно установить любую частоту в диапазоне от 150 до 1290 кГц.

Сотни килогерц устанавливаются вращением нижней широкой части сдвоенной ручки переключателя, десят­ки — вращением флажка на этом переключателе. Установлен­ная частота считывается по цифрам, появляющимся в проре­зе — окне сбоку переключателя;

две ручки точной подстройки «Подстр.». Каждой ручкой устанавливается точно частота от —10 до +20 кГц. Переклю­чатели частот и соответствующие ручки подстройки работают попеременно. Подключение их осуществляется переключателем волн, установленным на центральном пульте. В положении «Д» подключаются основной переключатель частот и «Подстр.», в положении «Б» — резервные;

переключатель «Рамка Л — П» служит для ручного враще­ния рамочной антенны. Отклонение влево или вправо этого пе­реключателя приводит к повороту соответственно влево или вправо рамочной антенны радиокомпаса. Вращение рамочной антенны продолжается до тех пор, пока переключатель удер­живается в отклоненном состоянии. Ручное вращение рамочной антенны возможно при положениях переключателя рода работы «Комп.» и «Рам.». Пульт управления снабжен встроенным крас­ным подсветом.

С радиокомпасом работают в следующем порядке:

1. Включить автоматы защиты сети «ПО-250», «АРК», «СПУ». Включение радиокомпаса (при включенном бортовом питании) осуществляется переводом переключателя рода работ на пульте управления из положения «Выкл.» в одно из трех положений: «Комп.», «Ант.», «Рам.». При этом на радиоком­ пас подается переменное напряжение 115В частотой 400 Гц и постоянное напряжение 27 В.

Радиокомпас можно считать включенным, если при установ­ке переключателя «ТЛФ—ТЛГ» в положение «ТЛФ» в теле­фонах появится характерный фон, стрелка индикатора настрой­ки отойдет от нулевого значения, а стрелка указателя УГР-4УК начнет двигаться или колебаться под влиянием шумов.

При включении радиокомпаса следует учесть, что нормаль­ная градуировка шкалы настройки и полная работоспособность радиокомпаса в широкой полосе устанавливаются через 3— 5 мин после включения, а при отрицательных температурах воз­духа от —30 до —60° С нормальная работоспособность уста­навливается через 10—15 мин.

2. Произвести настройку радиокомпаса. Существуют два ме­ тода настройки: визуальной индикации курсовых углов и слу­ ховой.

Радиокомпас с визуальной индукцией курсо­вого угла настраивается следующим образом:

переключатель рода работ поставить в положение «Ант.»;

переключатель волн установить в положение «Д». При этом на пульте управления загорится надпись «Осн.»;

переключатель «ТЛФ — ТЛГ» поставить в положение «ТЛГ»;

ручку «Громк.» установить в крайнее правое положение;

переключателем частот набрать заданную частоту (полные десятки килогерц);

прослушивая позывные и вращая ручку «Подстр.», добиться максимального отклонения стрелки индикатора настройки. По позывным и фону приводной радиостанции убедиться в пра­вильности настройки. При этом на абонентском щитке СПУ-9 переключатель должен стоять в положении «РК»;

переключатель рода работы поставить в положение «Комп.», острый конец стрелки АРК на указателе УГР-4УК покажет на­правление на радиостанцию;

отклонить переключатель «Рамка Л-П» влево и держать в отклоненном положении до тех пор, пока стрелка АРК (рамка) повернется влево примерно на 90°. Отпустить переключатель, стрелка должна возвратиться по малой дуге в первоначальное положение и показать тот же КУР. Произвести аналогичные действия при отклонении переключателя «Рамка Л-П» вправо;

переключатель волн поставить в положение «Б» и при не­обходимости произвести настройку на другую заданную час­тоту;

изменяя положение переключателя волн, прослушать позыв­ные каждой приводной радиостанции и убедиться в правильно­сти настройки радиокомпаса на нее без дополнительной под­стройки;

выключить радиокомпас, установив переключатель рода ра­бот на пульте управления в положение «Выкл.», и на электро­щитке выключить автомат защиты сети «АРК»;

при отказе в полете радиокомпаса АРК-9 выход на аэро­дром посадки производить по курсовой системе ГМК-1А, дан­ным радиопеленгатора и по командам руководителя полетов.

Слуховой метод настройки радиокомпаса АРК-9 применяется при обрыве открытой антенны, облете гро­зы, полетах ночью, выходе из строя системы автоматического управления вращением рамки. В этих случаях работу с радио­компасом следует проводить в следующем порядке:

по компасу и карте сориентировать самолет в направлении на радиостанцию;

переключатель рода работы поставить в положение «Рам.»; переключатель волн установить в положение «Д». При этом на пульте управления загорится надпись «Осн.»;

переключатель «ТЛФ — ТЛГ» установить в положение «ТЛГ»;

ручку «Громк.» установить в положение максимальной гром­кости;

переключателем частот набрать заданную частоту (полные десятки килогерц);

прослушивая позывные и вращая ручку «Подстр.», добиться максимального отклонения стрелки индикатора настройки. По позывным и фону приводной радиостанции убедиться в пра­вильности настройки. Если сигнал плохо прослушивается, с по­мощью переключателя «Рамка Л-П» повернуть рамку, доби­ваясь максимальной слышимости сигнала в телефонах;

ручкой «Громк.» убавить громкость, доведя ее до нормаль­ной;

ручкой «Рамка Л-П» поворачивать рамку до тех пор, пока слышимость станет минимальной. Острый конец стрелки АРК в указателе УГР-4УК должен находиться в верхней части шкалы;

запомнить положение стрелки на указателе; ручкой «Рамка Л-П» поставить стрелку на нуль, т. е. сов­местить продольную ось рамки с продольной осью самолета;

развернуть самолет на ранее полученный угол в ту сторону, куда показывал острый конец стрелки АРК на указателе УГР-4УК, и лететь по минимальной слышимости сигнала в те­лефонах. При отворотах самолетах от курса слышимость воз­растает.

Работоспособность радиокомпаса проверяется следующим образом:

при включенном бортовом или аэродромном питании вклю­чить автоматы защиты сети «ПО-250», «АРК» и «СПУ»;

переключатель рода работ па абонентском щитке поставить в положение «РК», надеть авиагарнитуру АГ-2 (ГСШ-А-18);

регулятор громкости на пульте управления АРК-9 поста­вить в положение максимальной громкости;

перевести переключатель рода работы на пульте управления АРК-9 поочередно в положения: «Комп.», «Ант.», «Рам.» и удо­стовериться в работе АРК по свечению ламп подсвета, откло­нению стрелок индикатора и появлению фона в телефонах;

установить переключатель рода работы в положение «Ант.» и работающую в диапазоне частот приемника;

поставить переключатель рода работы в положение «Комн.». Острый конец стрелки указателя УГР-4УК должен показать направление на данную радиостанцию;

убедиться в действии переключателя «ТЛФ-ТЛГ» по появле­нию в телефонах тона звуковой частоты в режиме «ТЛГ» и ис­чезновению его в режиме «ТЛФ»;

вращая ручку «Громк.», убедиться в действии регулятора громкости во всех положениях переключателя рода работ;

убедиться в наличии вращения рамки в режимах «Комп.» и «Рам.» при отклонении переключателя «Рамка Л-П» влево или вправо, а также убедиться в соответствии положения переклю­чателя направлению поворота стрелки указателя УГР-4У;

проворить градуировку шкалы частот радиокомпаса. Наибо­лее удобно вести проверку по широковещательным станциям, частоты которых с большой точностью известны и есть в доста­точном количестве в диапазоне частот радиокомпаса. Для про­верки следует выбрать две-три широковещательные радиостан­ции (соответствующие разным участкам диапазона частот ра­диокомпаса), частоты которых точно известны. Проверка про­водится в следующем порядке: поставить переключатель рода работ в положение «Ант.»; переключателем частот установить сотни и десятки килогерц частоты сигнала радиостанции и точ­но настроить радиокомпас рукояткой «Подстр.» по индикатору настройки. Разность частоты настройки приемника (соответст­вующая точной настройке) и принимаемой станции будет ха­рактеризовать точность градуировки приемника. Допустимое расхождение градуировки не должно превышать ±2,5% от ус­тановленного значения частоты;

приближенно определить дальность действия радиокомпаса, для этого настроиться на несколько приводных радиостанций, удаленных на 100—120 км от самолета. Радиостанции должны пеленговаться, а их позывные прослушиваться.

При ограничении времени проведения предполетной подго­товки проверка двух последних пунктов может быть проведена при послеполетном осмотре. Все неисправности, возникающие в процессе эксплуатации, устраняются на земле.

Радиодевиация АРК-9. Радиодевиацией называется ошибка в определении курсового угла радиостанции, возникающая при пеленгации радиостанции радиокомпасом. Ошибка заключается в том, что рамка радиокомпаса при пеленговании радиостанции не устанавливается строго по направлению на радиостанцию, а отклоняется от него на некоторый угол Ар, который называ­ется радиодевиацией (рис. 116).

Угол Ар практически не зависит ни от частоты, на которой работает радиостанция, ни от удаленности радиостанции, ни от работы радиокомпаса. Он зависит только от положения само­лета в пространстве относительно радиостанции, т. е. от кур­сового угла радиостанции. Такая зависимость вытекает из фи­зического понятия радиодевиации, которое заключается в том, что большие металлические массы самолета, находясь в элек­тромагнитном поле, излучаемом радиостанцией, ведут себя как антенна: в них наводятся э.д.с. высокой частотой. Эти э.д.с. при­водят к появлению токов, текущих по фюзеляжу.

Всякий проводник, по которому текут переменные токи, из­лучает в пространство электромагнитную энергию. Энергия, излучаемая в данном случае металлическими частями самоле-

Рис. 116- Радиодевиация рамочной антенны радиокомпаса АРК-9:

КУР — курсовой угол радиостанции; р — радиодевиация; О Р К — отсчет радиоком­паса; / — рамка; 2 — истинное направле­ние на радиостанцию

та, носит название энергии вторичного излучения. Часто­та вторичного излучения рав­на частоте электромагнитного поля, излучаемого радиостан­цией. Таким образом, металли­ческие части самолета вызыва­ют искажение (девиацию) электромагнитного поля радио­станции вблизи самолета, что приводит к ошибкам пеленга. На основных значениях КУР 0; 90; 180 и 270° эта ошибка практически равна нулю, так как в этом случае вторичное излучение совпадает по фазе с электромагнитным полем ра­диостанции и искажения по­ля не происходит. На осталь­ных значениях КУР результи­рующее электромагнитное поле около рамки искажается и рамка не устанавливается в направлении истинного пелен­га. Радиодевиационная ошибка радиокомпаса определяется практическим путем и задается в виде графика (рис. 117).

Зависимость ошибки пеленга только лишь от курсового угла самолета относительно радиостанции дает возможность ском­пенсировать ее. Для этого имеется механизм компенсации ра­диодевиации, который устроен следующим образом. Движение на ось рамки передается от двигателей через редуктор на боль­шое зубчатое колесо, неподвижно закрепленное на оси рамки. С него через второе зубчатое колесо вращение передается на ось ротора сельсин-датчика, и ошибка, вызванная радиодевиа­цией, компенсируется.

На компенсаторе имеются две шкалы: наподвижная и под­вижная. Неподвижная шкала укреплена на корпусе и разбита

Рис. 117. График радиодевиации

на 360°, подвижная укреплена на вращающейся оси рамки и имеет 40—50 делений, выраженных в градусах. Показаниях ну­левого деления подвижной шкалы относительно неподвижной дают значение ОРК (отсчет радиокомпаса). С зубчатого коле­са, закрепленного подвижно на оси рамки, вращение с помо­щью двух одинаковых зубчатых колес передается на зубчатое колесо с закрепленной на оси стрелкой, которая по подвижной шкале указывает компенсационные углы. Показание стрелки относительно неподвижной шкалы дает курсовой угол радио­станции.

Компенсация радиодевиации проводится техником по радио­оборудованию. Перед компенсацией радиодевиации необходимо определить и устранить установочную ошибку рамки, списать радиодевиацию и построить график поправок. Списание радио­девиации производится путем установки самолета с помощью девиационного пеленгатора на 24 курсовых угла (через каждые 15°) в соответствии со специальными инструкциями. Получен­ные данные заносятся в таблицу, определяется поправка на ра-диодевнацию Ар и строится график поправок зависимости Ар от ОРК.