Тактическая аэронавигационная система
Тактическая аэронавигационная система , обычно называемая аббревиатурой TACAN , представляет собой навигационную систему, используемую военными самолетами. Он предоставляет пользователю данные о пеленге и расстоянии (наклонная дальность или гипотенуза) до наземной или корабельной станции. С точки зрения конечного пользователя, это более точная версия системы VOR / DME , которая предоставляет информацию о пеленге и дальности для гражданской авиации . Часть DME системы TACAN доступна для гражданского использования; на объектах VORTAC , где VOR совмещен с TACAN, гражданские самолеты могут получать показания VOR/DME. Самолеты, оснащенные авионикой TACAN, могут использовать эту систему для навигации по маршруту, а также для неточных заходов на посадку к посадочным площадкам.
Типичная бортовая панель пользователя TACAN имеет переключатели управления для установки канала (соответствующего назначенной частоте нужной наземной станции), режима работы либо для передачи/приема (T/R, чтобы получить как пеленг, так и дальность), либо только для приема (REC, чтобы определить пеленг, но не дальность). Позднее возможности были расширены и теперь включают режим «воздух-воздух» (A/A), в котором два бортовых пользователя могут получать информацию об относительной наклонной дальности и/или пеленге в зависимости от конкретных установок. [1] хотя пеленг «воздух-воздух» заметно менее точен, чем пеленг «земля-воздух». Самолет, оборудованный только TACAN, не может получать информацию о пеленге от станции, поддерживающей только VOR.
История
[ редактировать ]
Навигационная система TACAN представляет собой развитие , навигационных систем с радиотранспондерами восходящих к британской системе гобоя времен Второй мировой войны . В США многие компании участвовали в разработке TACAN для военных самолетов. Лаборатории Хоффмана, отдел. Hoffman Electronics Corp. – Подразделение военной продукции [2] (ныне NavCom Defense Electronics) [3] был лидером в разработке нынешней системы ТАКАН в США, начиная с конца 1950-х годов.
Операция
[ редактировать ]TACAN в целом можно охарактеризовать как военную версию системы VOR/DME, хотя, несмотря на то, что она предоставляет ту же информацию, что и ее гражданский аналог, ее метод работы существенно отличается. Он работает в УВЧ диапазоне частот 962–1213 МГц , используя систему импульсно-парных транспондеров, аналогичную системе вторичного радиолокационного наблюдения . Запрашивающие самолеты передают в диапазоне 1024–1150 МГц, разделенном на каналы по 1 МГц с номерами 1–126; частота отвечающей станции (наземной, корабельной или другого воздушного судна) на 63 МГц (63 канала) выше или ниже исходной частоты, в зависимости от выбранного канала и режима работы. Расстояние между импульсами в отдельной паре импульсов также определяется режимом работы TACAN.
Ранжирование
[ редактировать ]Информация о дальности функционально идентична методу, предоставляемому гражданским DME: пары импульсов длительностью 3,5 микросекунды (мкс) (измеренные от края до края при силе модуляции 50%) от самолета повторяются опрашиваемой станцией с использованием двустороннего обхода. время для расчета наклонной дальности. Случайный интервал между парами импульсов запроса позволяет запросчику отделить свой собственный сигнал от сигнала другого самолета, позволяя нескольким пользователям получить доступ к функции измерения дальности без взаимных помех. Фиксированное время задержки туда и обратно (зависит от режима системы) добавляется к каждой паре импульсов при повторной передаче соответствующей станцией. Запросчик будет генерировать до 150 пар импульсов в секунду при первом обнаружении станции в радиусе действия в режиме «поиск», затем снижается до ≈30 пар в секунду при обнаружении в режиме «отслеживание». Схемы памяти в функции измерения дальности позволяют быстро восстановить траекторию, когда импульсы дальности временно подавляются другими функциями TACAN (см. ниже).
Несущий
[ редактировать ]Информация о пеленге получается в результате амплитудной модуляции (AM) парно-импульсных сигналов отвечающей станции, при этом AM-сигнал генерируется посредством физического вращения направленной антенны станции или электронного управления тем же сигналом с использованием антенной решетки. Генерируются два AM-сигнала: основной AM-сигнал частотой 15 Гц и вспомогательный AM-сигнал (реализуемый с использованием отражателей фиксированного сигнала в установках с вращающимися антеннами) частотой 135 Гц, девятой гармоники основного сигнала. Они соответствуют «грубому» и «точному» сигналу пеленга, причем последний повышает точность первого. Время сравнивается между точкой пикового положительного уровня сигнала с эталонной последовательностью или «пакетом» пар импульсов определенной частоты повторения и продолжительности, рассчитанных на передачу в определенной точке развертки сигнала; при передаче они заменяют все остальные типы импульсов. Гражданская система VOR отличается от TACAN тем, что использует один непрерывный сигнал модуляции частотой 30 Гц, используя разность фаз между компонентом с фиксированной фазой и переменной фазой (вращающейся) для получения информации о пеленге.
Функция самогенерирования
[ редактировать ]Станции ТАКАН передают пары импульсов со общей скоростью 3600 пар в секунду: 900 из которых несут опорные пакеты, а остальные 2700 состоят из импульсов дальности и идентификации. При недостаточном количестве импульсов запроса от самолета станция будет использовать схему самогенерируемого сигнала для подачи дополнительных рандомизированных пар импульсов для поддержания желаемой частоты импульсов. Это гарантирует наличие достаточного сигнала для поддержки демодулируемых сигналов подшипника.
Идентификация
[ редактировать ]Станции ТАКАН обозначаются азбукой Морзе . Передающая станция периодически заменяет пары рандомизированных дальномерных импульсов парами с регулярным интервалом, которые демодулируются до тона частотой 1350 Гц, вводя трехбуквенный идентификационный код со скоростью примерно 6-7 слов в минуту каждые 40 секунд. В промежутках между точками и тире допускаются дальнобойные и самогенерируемые импульсы. В системе, поддерживающей только TACAN, нет возможности передачи речи.
Режимы работы
[ редактировать ]Доступны две основные конфигурации каналов: X (исходная реализация) и Y (добавленная в 1960-х годах для расширения доступных каналов и уменьшения взаимных помех между близко расположенными станциями). Эти конфигурации отличаются шириной пары импульсов, фиксированной задержкой ответа приемника и полярностью смещения частоты от канала запроса. Запросчики TACAN могут работать в четырех режимах: прием (только для пеленга/идентификации), передача/прием (для пеленга, дальности и идентификатора) и версии предыдущих двух режимов «воздух-воздух».
| Канал/режим работы | Частота запросчика (МГц)/канал | Смещение частоты отклика (±63 МГц) | Ширина пары импульсов запросчика (мкс) | Интервал задержки ответа (мкс) | Ширина пары импульсов ответа (мкс) | Длина основного/вспомогательного эталонного пакета (пары импульсов) | Интервал между парами основных/вспомогательных опорных пакетов (мкс) | Точка синхронизации основного/вспомогательного опорного пакета |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| X-каналы, воздух-земля | 1025-1150 (1-126) | отрицательный (1-63) положительный (64-127) | 12 | 50 | 12 | 12/6 | 12/24 | Положительный пик AM-сигнала направлен на восток, когда сработал основной пакет; вспомогательный пакет синхронизирован с тем же событием, но подавляется во время передачи основного пакета |
| Y-каналы, воздух-земля | положительный (1-63) отрицательный (64-127) | 36 | 74 | 30 | 13/13 | 30/15 (оба одиночные импульсы) | ||
| X каналов, воздух-воздух | 12 | 62 | одиночный импульс | То же, что и «воздух-земля», если поддерживается | ||||
| Y-каналы, воздух-воздух | 24 | 74 | ||||||
Производительность и точность
[ редактировать ]
При первоначальном развертывании TACAN должен был обеспечивать точность пеленга ± 0,22 ° на основе собственной точности основного сигнала пеленга ± 2 ° и поправок, вносимых вспомогательным сигналом пеленга девятой гармоники. [5] Теоретически TACAN должен обеспечить 9-кратное увеличение точности по сравнению с VOR, но оперативное использование показало лишь приблизительно 3-кратное увеличение. [6]
Рабочая точность азимутальной составляющей 135 Гц составляет ±1° или ±63 м на расстоянии 3,75 км. [7]
Производители комплектов TACAN упоминают о способности отслеживать станции на расстоянии до 400 морских миль, хотя эти системы будут ограничивать диапазон сигналов своих приборов примерно 200 морскими милями. [8] Согласно официальной информации об объеме услуг FAA, надежный прием TACAN/DME может быть гарантирован на расстоянии до 130 морских миль ниже 45 000 футов над поверхностью для сертифицированного высотного устройства. [9]
Во время первого космического корабля полета Capcom Джозеф П. Аллен сообщил экипажу, что их TACAN поймали сигналы канала 111X в Санкт-Петербурге , штат Флорида, на расстоянии 250 миль.
Преимущества
[ редактировать ]
Поскольку блоки азимута и дальности объединены в одну систему, это упрощает установку. Требуется меньше места, чем VOR, поскольку для VOR требуется большой противовес и довольно сложная фазированная антенная система. Система TACAN теоретически может быть размещена на здании, большом грузовике, самолете или корабле и введена в эксплуатацию в течение короткого периода времени. Бортовой приемник TACAN может использоваться в режиме «воздух-воздух», что позволяет двум взаимодействующим самолетам определять относительные пеленги и расстояние.
Недостатки
[ редактировать ]Для военного использования основным недостатком является отсутствие возможности контроля выбросов ( EMCON ) и скрытности. Военно-морские операции TACAN разработаны таким образом, чтобы самолет мог найти корабль и приземлиться. Поскольку шифрование отсутствует, противник может использовать предоставленную дальность и пеленг для атаки на корабль, оснащенный ТАКАН. Некоторые TACAN имеют возможность использовать режим «Только по требованию»: передача только при запросе самолета по каналу. Вполне вероятно, что TACAN будет заменен дифференциальной системой GPS, аналогичной системе локального расширения, называемой JPALS. Объединенная система точного захода на посадку и приземления имеет низкую вероятность перехвата для предотвращения обнаружения противника, а авианосная версия может использоваться для операций автоматической посадки .
Некоторые системы, используемые в США, модулируют передаваемый сигнал с помощью вращающейся антенны со скоростью 900 об/мин. Поскольку эта антенна довольно большая и должна вращаться 24 часа в сутки, это может вызвать проблемы с надежностью. Современные системы имеют антенны, в которых используется электронное вращение (вместо механического), поэтому в них нет движущихся частей.
См. также
[ редактировать ]- Битва при Лиме, Зона 85 ( САК ТАКАН захвачен в марте 1968 г.)
- Дальномерное оборудование
- Техник-электронщик
- Глобальная система позиционирования
- Всенаправленный диапазон УКВ
- Глобальная система расширения
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Rockwell International (7 июля 1992 г.). «Сближение самолетов с использованием двусторонней информации о пеленге TACAN с низкой скоростью передачи данных» . Архивировано из оригинала 12 июня 2011 года.
- ^ Ракеты и ракеты , 20 июля 1959 г., т. 5, вып. 30, с. 127.
- ^ http://www.navcom.com/ Оборонная электроника NavCom
- ^ «MIL-STD-291 C ТАКТИЧЕСКИЙ АЭРОНАВИГАЦИОННЫЙ СИГНАЛ» . Everyspec.com . Проверено 18 марта 2024 г.
- ^ Операция ТАКАН — учебный фильм ВМС США, 1955 г. , 11 сентября 2021 г. , получено 18 марта 2024 г.
- ^ Хелфрик, Альберт Д. (2007). Принципы авионики (4-е изд.). Avionics Communications Inc. с. 62. ИСБН 978-1-885544-26-1 . Проверено 29 мая 2023 г.
- ^ Министерство транспорта и Министерство обороны (25 марта 2002 г.). «Федеральные радионавигационные системы, 2001 г.» (PDF) . Проверено 27 ноября 2005 г.
- ^ «TACAN+ | Тактическая бортовая навигационная система | L3Harris» . www.l3harris.com . Проверено 18 марта 2024 г.
- ^ «Средства навигации» . Руководство по аэронавигационной информации . Федеральное управление гражданской авиации . Проверено 17 марта 2024 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- Тактическая аэронавигация - учебный фильм ВМС США 1955 года о ТАКАН, включая информацию о наземной станции AN / URN-3.
- dB Systems, Inc. — Производитель антенн TACAN с механическим, электронным сканированием, корабельных, переносных и тактических антенн TACAN . Полный профиль антенны TACAN с техническими данными и фотографиями.
- Rantec Microwave Systems — Производитель невращающихся антенн TACAN — В комплекте с внутренними фотографиями и характеристиками антенны.
- Системы навигации и наблюдения Moog. Архивировано 29 ноября 2014 г. в Wayback Machine — стационарные, корабельные, мобильные и переносные системы TACAN.
- Leonardo Air Traffic Management - Стационарные системы TACAN
| Национальный | |
|---|---|
| Другой | |
