Где я нахожусь? | ТМ 1938-03

По заявке Б. МАМЕДОВА (Баку)

ВЛ. ШАМШУР

Радиослушатель обычно не интересуется вопросом, в каком направлении лежит та радиовещательная станция, передачи которой он принимает. Несколько поворотов ручки настройки радиоприемника — и Ленинград сменяется Киевом, Харьков — Воронежем и т. д. Антенна нашего радиоприемника хорошо принимает станции, лежащие в разных направлениях.

Перед проектировщиками и строителями радиовещательных станций обычно стоит лишь одна задача: построить станцию так, чтобы электромагнитные волны, излучаемые ее антенной, распространялись одинаково во всех направлениях и перекрывали бы наибольшую площадь

Но представим себе, что, например, Ленинградский торговый порт заказал передающую радиостанцию для постоянной связи с Одесским портом. В этом случае нет необходимости излучать волны во все стороны, наоборот, их нужно направить так, чтобы они шли более узким пучком на юг от Ленинграда. Излучение волн пучком, а не по всем направлениям будет значительно более целесообразным, потому что потребует меньшей мощности передающей станции, упростит этим ее устройство, удешевит ее.

Для этого необходимо построить передающую антенну специальной формы, которая обладала бы свойством направлять электромагнитные волны в определенную сторону, а в Одессе, на приемном пункте, следует поставить такую антенну, которая лучше всего принимала бы волны, идущие с севера.

Такие антенны, обладающие направленностью своего действия, т. е. способностью излучать или принимать электромагнитные волны в определенном направлении, существуют, и ими довольно широко пользуются в различных случаях. В частности, направленная радиопередача применяется для вождения морских судов и самолетов.

Одной из самых простых приемных антенн с направленным действием является так называемая рамка. Простейшая рамка состоит из двух планок, соединенных крест-накрест. На эти планки наматывается провод.

Простейшая рамка состоит из двух планок, соединенных крест-накрест. На эти планки наматывается провод.

Такая рамка, соединенная концами проводов с радиоприемником, дает лучший прием, если она повернута своими витками в том направлении, откуда приходят волны передающей радиостанции. Приема нет (или почти нет), если рамка расположена так, что ее витки не встречают волн, т. е. если рамка стоит перпендикулярно направлению передающей станции.

*

Представьте себе корабль, борющийся с волнами. Кругом туман, ночное небо покрыто облаками, не видно ни звезд, ни луны. Буря может отклонить корабль от правильного курса, но определить местоположение корабля в этих условиях при помощи обычных навигационных приборов нельзя. В этом случае на помощь кораблю приходит радио. По берегам морей и океанов расположены радиостанции, назначение которых — держать связь с кораблями, помогать им в определении направления.

Радист на корабле настраивает свой приемник на сигналы какой-либо из этих станций, пользуясь при этом рамочной антенной. Каждая радиостанция имеет, как известно, свои позывные. По географической карте штурман корабля находит местонахождение этой станции, а по направлению рамки нетрудно определить и направление волн, посылаемых станцией. Это направление наносится на карту. Затем радист перестраивает свой приемник на волну второй радиостанции, снова при помощи рамки находит ее направление и отмечает это направление на карте. Пересечение линий этих двух направлений, проложенных на карте, и указывает место, в котором находится корабль.

Такой способ ориентировки называется радиопеленгацией.

Если на корабле нет специального радиооборудования для пеленгации, а есть только радиостанция обычного типа, то радист корабля вызывает ближайшие береговые радиостанции, которые работают группами — по две, по три. Каждая из таких станций настраивает свой приемник на сигналы корабля, определяет его направление, а затем сообщает полученные данные центральной станции этой группы. Здесь на карту наносятся направления, переданные соседними радиостанциями, по этим данным определяется местонахождение корабля и сообщается ему по радио.

На кораблях только торгового флота мира насчитывается в настоящее время более 5 тыс. пеленгаторных радиостанций.

В радиорубке современного большого корабля находится много сложной аппаратуры. Здесь — один или два передатчика на разные длины волн, несколько радиоприемников, специальная аварийная радиостанция для подачи сигналов бедствия; зачастую тут же находится и так называемый «автоаларм» — автоматическое устройство, принимающее только сигналы бедствия, подаваемые с других кораблей, и немедленно тревожным звонком извещающее об этом радиста и капитана. Здесь же помещается и радиопеленгатор, Рамка пеленгатора обычно расположена на верхней палубе корабля или на капитанском мостике. От рамки идет привод, позволяющий вращать ее из рубки. У штурвального колеса, которым радист вращает рамку, расположен диск, разделенный на градусы. Таким образом, поворот штурвала всегда можно определить по показанию стрелки у диска.

Рамка пеленгатора 1 обычно расположена на верхней палубе корабля или на капитанском мостике. От рамки идет привод 2, позволяющий вращать ее. У штурвального колеса 3, которым радист вращает рамку, расположен диск 4, разделенный на градусы. (5 — компенсационное устройство; 6 — радиоприемник; 7 — телефонные трубки; 8 и 9 — батареи для питания ламп радиоприемника.)

Практически пеленгование производится следующим образом. Радист соединяет провода рамки с приемником, включает накал ламп и устанавливает приблизительно настройку приемника на те волны, на которых больше всего шансов услышать станцию. Затем поворотами рамки по очереди в разные стороны радист отыскивает в эфире сигналы работающей станции. При повороте рамки в направлении станции громкость принимаемых сигналов заметно возрастает. Однако определять направление станции по максимальной громкости принимаемых сигналов нельзя: при этом небольшие повороты рамки очень мало уменьшают громкость. Следовательно, пеленгуя по максимуму звука, легко допустить ошибку в определении направления. Вот почему пеленгование производят по минимальному звуку. В этом случае малейший поворот рамки очень заметно влияет на силу звука, и возможность ошибки значительно уменьшается.

Нередко рамка для пеленгации заменяется так называемым гониометром. Он представляет собой систему двух рамок, расположенных взаимно перпендикулярно. В каждую из рамок включена небольшая катушка, а между ними вращается третья катушка — искатель. Гониометр облегчает технику пеленгования, так как вращать рамку теперь уже не приходится, вместо этого вращают катушку искателя, что дает тот же результат.

Но вот стрелка у диска пеленгатора показала направление береговой радиостанции. Теперь надо внести в эти показания целый ряд поправок. Одной из главных поправок является поправка на «девиацию», т. е. на отклонение волны от своего первоначального пути под влиянием металлического корпуса корабля, тросов на нем и т. п.

Наиболее точные показания дает пеленгатор в том случае, если волна принимаемой станции идет все время по однородному пути, например над водой. Переход волны с суши на море или обратно, переход через горы, пересеченную местность, близость проводов и железнодорожной линии — все это искажает показания пеленгатора.

Особенно велики ошибки в пеленгации вследствие так называемого «ночного эффекта»: в вечерние или утренние сумерки прием на рамку очень непостоянен, а иногда и вовсе исчезает.

Если корабль находится от береговой радиостанции более чем в 150 км, то приходится вносить поправку на дальность.

Несмотря на все эти затруднения, радиопеленгация незаменима для кораблевождения в условиях плохой видимости, в тумане, при отсутствии маяков, при сильном течении, дрейфе и т. п.

В военное время радиопеленгация помогает определять местонахождение неприятельских судов.

Во время империалистической войны командующий английским военным флотом распорядился поставить на нескольких старых военных судах, не входивших в состав флота, такие же приемно-передающие станции, как и на действующих крейсерах и броненосцах. Только старые суда могли пользоваться радиосвязью, а военный флот прибегал лишь к помощи оптических сигналов. Немцы, перехватив обмен радиограммами между старыми судами, строили по ним совершенно ошибочные предположения о месте, где находится английская эскадра. Однажды немцы по своим пеленгам определила, будто английские корабли вышли в море и находятся у берегов Норвегии. Командование немецкого флота, получив эти сведения, решило напасть на английскую эскадру. Немецкий флот вышел в море, но в проливе Скагеррак неожиданно наткнулся на поджидавшие здесь немцев все суда английского флота и потерпел поражение.

В другой раз англичане установили, что немецкий флагманский корабль в Вильгельмсхафене — базе германского флота — все время посылает радиограммы. Благодаря пеленгации удалось определить выход всего германского флота из гавани в море. Английский флот вышел навстречу немецкому, и в результате произошел известный Ютландский морской бой.

Немецкие подводные лодки, выйдя из Вильгельмсхафена, обычно устанавливали радиосвязь с берегом и другими лодками, находящимися в море. За этой радиосвязью следили англичане. Каждый день по пеленгам на карты наносилось местонахождение немецких подводных лодок, и англичане посылали свои военные корабли для борьбы с подводными хищниками.

В последнее время начали устанавливать аппаратуру для ориентировки с помощью радио и на малых судах. На рисунке изображена такая установка на моторной лодке.

*

В воздушных сообщениях радио применяется не только для связи с аэропортами, метеорологическими станциями, но и для ориентировки самолетов по курсу. Особенную пользу приносят радионавигационные методы, если самолет идет слепым полетом в облаках, в тумане, ночью.

Вы видите внизу самолета белый кружок — это кольцевая рамка для определения курса по радиостанциям.

При помощи радиопеленгатора летчик определяет направление радиостанций, главным образом радиовещательных. При этом он пользуется картой, на которой нанесены эти станции. Определив направления двух или нескольких станций, штурман или пилот наносят эти направления на карту; точка пересечения этих линий и укажет, где находится самолет в данный момент. Через некоторый промежуток времени пеленгование повторяется. Уже по двум точкам можно нанести фактический курс самолета на карту и сверить его с заданным.

Такой способ определения курса требует, чтобы самолеты были оборудованы специальными пеленгаторными установками; он не дает непрерывного наблюдения за курсом, так как пеленги приходится брать через каждые 20—30 минут; штурман или пилот должны уметь пеленговать, и, наконец, самолет должен лететь через местности, где есть радиостанции.

Уголок штурманской рубки на самолете. На щите укреплены два указателя курса; внизу — пульт управления радиоприемником. На столике лежат телефонные трубки для контроля принимаемых сигналов.

Возможен и другой способ радио ориентировки. На самолете имеется лишь обычная приемно-передающая радиоустановка, а на земле по воздушным путям установлена сеть пеленгаторных станций. Самолет, желающий определить свое местонахождение, дает по радио условный сигнал. Земные пеленгаторные станции определяют направление самолета, на главной станции эти пеленги наносятся на карту, и полученный результат сообщается по радио на самолет.

Такая система применялась, например, для воздушных сообщений между Англией и Францией через Ла-Манш, который часто окутывают туманы. Пилот самолета включал свою радиоустановку и несколько раз запрашивал по телефону: «Где я нахожусь?» Радиостанции на аэродромах в Кройдоне и Пулхеме по этим запросам пеленговали местоположение самолета и сообщали пилоту. Пеленгование самолета с воздуха применялось на африканских воздушных линиях.

Во время мировой империалистической войны английская разведка широко использовала радиопеленгование для того, чтобы свести к минимуму результаты регулярных налетов германских цеппелинов на Лондон. Как только получались сведения о приближении к Лондону цеппелинов, город погружался в тьму, и немцы были вынуждены сбрасывать бомбы наудачу.

Германские цеппелины также пользовались пеленгованием во время своих налетов на Лондон. Радист цеппелина при подъеме с аэродрома подавал условный сигнал. Пеленгаторные станции в Куксгавене и Тондерне засекали направление на Лондон и сообщали его шифром на цеппелин. Такая радиосвязь поддерживалась все время рейда, и, как только цеппелин сбивался с правильного курса, радиостанции ему немедленно об этом сообщали.

Но все это было известно и английской контрразведке. Лишь только цеппелины поднимались в воздух и устанавливали связь со своими пеленгаторными станциями, эту передачу немедленно перехватывали английские приемные станции, расположенные по всему побережью Англии. Такие сообщения о вылете германских цеппелинов тотчас же поступали в управление лондонской противовоздушной обороны. Цеппелины встречали английские истребители, город погружался в тьму, и налет оказывался мало результатным. Для полноты картины надо добавить, что и сигналы английских радиотелеграфных станций, сообщавших о вылете цеппелинов, перехватывались в свою очередь немцами. В конце концов и английские и немецкие радиотелеграфисты настолько хорошо изучили «стиль» и «почерк» друг друга, что всегда безошибочно определяли, откуда сейчас передаются радиосигналы: с земли или с воздуха.

*

В настоящее время радиопеленгация в воздухе применяется сравнительно редко. Ее вытесняет более совершенный способ: вождение самолетов по курсу при помощи так называемых радиомаяков.

Радиомаяк представляет собой небольшую передающую радиостанцию, излучающую волны в строго определенном направлении; для этого применяются специальные антенны, чаще всего рамочного типа.

В обычном радиомаяке применяются чаще всего две рамочные антенны. Через одну рамку посылаются в эфир сигналы точка-тире (буква А по азбуке Морзе), через другую — тире-точка (буква Я). Обе рамки радиомаяка устанавливаются с таким расчетом, чтобы радист самолета, летящего по правильному курсу, слышал обе буквы с одинаковой громкостью.

Если самолет почему-либо отклонится от правильного курса, то слышимость одной из букв возрастет, а слышимость другой буквы соответственно упадет. Это изменение громкости автоматически показывает, что самолет уходит в сторону.

В тех местах, где самолеты пересекают различные трассы, устанавливаются радиомаяки со сложным антенным устройством для указания разных курсов. В США, например, есть маяки, дающие одновременно до 12 направлений.

Радиомаяки ставятся на расстоянии 150—200 км друг от друга. Каждый маяк излучает волны определенной длины. Переход из зоны одного маяка в зону другого отмечается вспомогательными радиомаяками — маркерами. Такие маркеры ставятся также и для того, чтобы указать пилоту на наличие гор, больших водных пространств и других опасных мест.

Пролетая над радиомаяком, радист не слышит его сигналов. По этому признаку самолет определяет и свое положение относительно земли: на самолете имеется карта, на которой указано расположение радиомаяков, к карте приложен описок волн, присвоенных тому или иному радиомаяку.

Новейшие самолеты оборудуются теперь прибором, который автоматически указывает курс самолета и отклонения от него. Теперь штурману или пилоту не надо все время держать на ушах телефонные трубки, прислушиваясь к сигналам радиомаяка: в кабине пилота на доске управления устанавливается специальный «зрительный индикатор курса». В индикаторах подобного рода имеются две тонкие металлические пластинки — язычки. На одну из пластинок подаются сигналы от одной рамки радиомаяка, на другую — от второй рамки. Под влиянием этих сигналов пластинки быстро колеблются подобно звучащему камертону. Глазу пилота эти колебания пластинок представляются в виде двух полосок на приборе. Когда самолет идет по правильному курсу, обе полоски одинаковы по ширине, т. е. по размаху колебаний. Но, как только самолет станет уклоняться в сторону, колебания одной пластинки начнут уменьшаться. Отклонение влево от курса отмечается увеличением вибраций левого язычка и уменьшением колебаний правого язычка; при уходе вправо от курса увеличатся колебания правой пластинки. Следовательно, чтобы лечь на курс, пилот должен повернуть самолет в сторону более короткого язычка.

Новейшие самолеты оборудуются теперь прибором, который автоматически указывает курс самолета и отклонения от него. 1 — рамка; 2 — радиоприемник; 3 — место штурмана и пульт управления радиоприемником; 4 — прибор на щите перед пилотом.

Существуют индикаторы и другого типа. По стеклу прибора скользит световой луч. Когда самолет идет по курсу, луч находится в центре прибора, при уклонении же самолета влево или вправо луч скользит по стеклу в соответствующую сторону.

В центре стекла прибора нанесена точка, около которой видны две взаимно перпендикулярные линии. Совпадение обоих перпендикуляров с центром прибора показывает пилоту, что он идет на посадку точно по сигналам (см. средний рисунок). Положение линий на левом рисунке показывает, что самолет летит левее и выше правильного курса, а положение линий на правом рисунке сигнализирует, что самолет идет на посадку ниже и правее правильного курса.

Зрительный индикатор курса устанавливается в кабине пилота на доске управления.

Радиомаяки широко применяются сейчас и для кораблевождения на море. Соответствующая радиоаппаратура устанавливается на световых морских маяках, вблизи подводных окал, отмелей и других опасных мест. Одновременно морские радиомаяки работают и как радиостанции, по сигналам которых корабли определяют свое местонахождение с помощью пеленгации.

На некоторых радиомаяках устанавливается специальное устройство, которое автоматически пускает в ход или выключает радиостанцию маяка. Управление такими автоматическими маяками производится по проводам или же по радио с центрального пункта.

*

Радиомаяки позволили решить одну из самых трудных задач самолетовождения — так называемую слепую посадку. Теперь самолет может сесть на аэродром при любой погоде, даже когда аэродром закрыт, например, низко стелющимися облаками или туманом.

Радио позволило сделать такую посадку безопасной. Различные радиосигналы указывают пилоту, где находится аэродром, направление его посадочной дорожки, направление ветра и т. д.

Пройдя мимо последнего курсового радиомаяка, пилот настраивает свой приемник на волну так называемого направляющего радиомаяка, сигналы которого указывают курс на аэродром. По мере приближения к аэродрому пилот слышит сигналы пограничных маяков, указывающих границы аэродрома. Один из этих маяков сигнализирует приближение к аэродрому, а другой слышен только в то время, когда самолет находится над самой границей аэродрома. Услышав последний сигнал, пилот выключает мотор и производит посадку по обычным правилам.

Для еще большей безопасности слепой посадки пользуются специальным прибором, который помещается на щите управления перед пилотом. Этот прибор объединяет показания направляющего и посадочного радиомаяков. В центре стекла прибора нанесена точка, около которой видны две взаимно перпендикулярные линии. Совпадение обоих перпендикуляров с центром прибора показывает пилоту, что он идет на посадку точно по сигналам.

В СССР курсовыми радиомаяками оборудован ряд воздушных линий. Радиомаяки советской конструкции работают в Арктике. Напомним читателям хотя бы о том, какую огромную роль сыграли арктические радиостанции и радиомаяки в проведении рекордных полетов через Северный полюс. Советская радиотехника помогает пилотам летать выше всех, дальше всех и лучше всех.