Вот уже вторые сутки мы идём на Владивосток. Состояние отвратительное: от самого Корсакова ни крошки во рту, жара и эта ещё морская болезнь! Наверное можно привыкнуть если долго всё это переносить? Но это если долго?! Ночь наступила, но невозможно уснуть, болтанка... Вышел на палубу, кругом темень и только пароход своими огнями как остров в морской пустыне?.. Оказывается я не один такой. Какой-то мужик стоит внизу с ребёнком. Ребёнок болтает ногой и?.. И вдруг с ноги сандалька соскакивает и в воду. Мужик наклоняется снимает с ребёнка вторую и выбрасывает её за борт. Оба уходят.
Всматриваюсь в темноту, на восток, но ничего не видно хотя должны как бы Японию пройти где-то рядом. Скорее бы утро всё легче будет. Накануне, всю ночь шли в сплошном тумане. Шли медленно, давая сиреной звуковые сигналы. Посмотрел снова в даль и?.. Еле-еле, чуть-чуть, но небо наконец-то отделилось от моря, сначала тёмно-синее, голубое... И вот уже первые отблески солнца. Светает... Посмотрел на север, — темнота по-прежнему. На запад. Вот это да! Оказывается мы всё время идём вблизи нашего берега. На фоне светлеющего неба, сопки. Жёлто-красно-коричневые скалы обрывисто уходят под воду. А далее на юге скрываются в темноте. И вдруг, где-то далеко-далеко, впереди яркая вспышка и тут же погасла. Потом опять... Это же маяк! Первый раз в жизни вижу такое...
Вот и солнце встало и все ожили, зашевелились. Кто-то самый нетерпеливый начал вытаскивать бесконечные чемоданы, баулы... В одиннадцать должны придти во Владивосток. Маяк я так и не увидел, тоже начали собираться...
Второе знакомство с маяком произошло в 69-м, в Таганроге. Это была старая башня, наверное кирпичная? Стоял маяк прямо на краю города, на улице Шевченко. Сейчас той башни уже нет, а вместо неё металлическая труба...
1983 год. Угораздило же меня взять путёвку в ноябре. А уже морозы. На лыжах, после ужина по льду Финского залива. Да мы знали, что сразу же погранзона начинается... Но ведь русскому дорога там где ехать нужно?! Погранцы конечно понимали, что в войне с нами, они её проиграют и нас не трогали!
Пру на север по лыжне и вдруг в небе вспышка. Глянул, а это же маяк! Металлическая, ажурная конструкция (говорят, что маяка уже нет). Вспыхнет, погаснет и опять... Глянул вдаль, а там тоже кто-то подмаргивает этому?.. Это я потом узнал, что наш на мысу Песчанном, а тот маяк Толбухин. Ну, да тот самый, недалеко от Кронштадта! Для чего это я Вам сказки рассказываю, вот уже которую лекцию? А где же та самая радионавигация? А для того сказки, чтобы Вы потом почувствовали что такое хорошо и что такое плохо?! И начнём мы с маяков, точнее с радиомаяков!
Да обычные маяки это хорошо, вот только до определённого момента! Непогода, туман и Вы ещё где-то за горизонтом?.. И всё! Вы в полной растерянности... Про астрономию вообще можно забыть! Так, что же делать? Правильно, для этого и существуют радиомаяки. И это хорошо. Вот только с хорошим всегда плохое соседствует. Что такое радиомаяк? Радиомаяк, это передающая радиостанция с известным географическим положением и излучающая специальные сигналы. По этим сигналам можно определить направление на радиомаяк. Так например, для привода самолётов на наш аэропорт, в черте города стоял приводной радиомаяк. работавший на средних волнах (радиовещательного диапазона) и с опознавательным сигналом ЧЯ (---. .-.-). Но это было в прошлом. В девяностые, с введением в стране бардака аэропорт исчез с почти всеми фабриками и заводами... Радиомаяком же может служить и даже обычная радиовещательная радиостанция. Единственно, что плохо, они (такие радиостанции) как правило располагаются в стороне от городов, за редким исключением. Да, они могут Вас привести в район станции и не более. А, там как повезёт, смотри мол в оба!
Радиомаяки бывают как ненаправленные и соответственно направленные. Ненаправленные, это и упомянутые вещательные станции и те же приводные: дальнего привода (на расстояние до полосы (ВПП) примерно 4 км.) и ближнего, соответственно около 1 км. Определение направления производится с помощью пеленгаторов (о них говорилось ранее). Но, чтобы определить место нужно знать ещё одно из условий? Либо расстояние до радиомаяка, либо направление ещё на один известный радиомаяк.
Здесь я хочу сделать небольшую оговорку! Все мои мини-лекции можно отнести скорее к экскурсу в прошлое чем о настоящем. И кроме того я ведь всё преподношу в очень и очень упрощённом виде. Лишь бы читатель мог понять суть происходящего (происходившего).
Направленные же радиомаяки имеют и направленные антенны и используют специальные методы определения направлений на радиомаяк. Мы рассмотрим четыре вида и работы таких вот радиомаяков.
1) Всенаправленный радиомаяк. Вращающаяся рамка (рамочная антенна) рис1 имеет диаграмму направленности в виде восьмёрки. Принцип дедовский, простой. Антенна вращается в горизонтальной плоскости с известной скоростью, n. При прохождение нуля диаграммы (минимум сигнала при перпендикулярном направлении к плоскости рамки) через меридиан, передаётся так называемый «северный сигнал». Штурман пускает в ход секундомер, а при направлении антенны минимумом на корабль, стопорит секундомер. По полученному времени можно определить обратный пеленг ОРП = tn. Потому как скорость антенны угловая, градус в секунду. Результат получается двухзначный (минимумов у диаграммы два), но штурманов это не особо-то волнует! Они же в общем виде знают где радиомаяк и главное где они сами по отношению к радиомаяку находятся? Такие вот радиомаяки обзываются всенаправленными, во все стороны стало быть!
Хороший способ, но не очень... Дело всё в размерах рамок. Маленькие, компактные рамки могут быть только для УКВ-диапазона (эффективные). А УКВ, это небольшие расстояния, особенно для кораблей (почти прямая видимость!), для самолётов высоколетящих немного лучше... Для больших же расстояний применяются СВ-диапазон, а это размеры антенн (90-250 метров). Как вот таких размеров сделать вращающую антенну?.. Поэтому и был предложен другой метод.
2) Такой радиомаяк можно назвать условно-всенаправленный. Второй способ по-моему ещё более дедовский?! Хотя идея хорошая. Вращать не антенну, а диаграмму направленности (ДН). Это применение многорамочной системы (16-18 рамок) рис2. Правда для упрощения показаны только четыре. Во-первых, каждая рамка поочерёдно подключается к передатчику, а во-вторых каждая излучает свой сигнал какую-нибудь букву (радиотелеграфным кодом). Так например, если самолёт (корабль) находится в направление I, то буква А (синяя рамка) будет не слышна. Будут естественно только БВГ, но громче всех (В). Штурман слышит по очереди три буквы с разной громкостью и громче всех В! По такому случаю у штурмана в кармАне лежит палетка рис4 (показана только верхняя часть). На палетке против каждой буквы стоит определённый угол (направление на маяк). Как только пропадает какая-то буква, тут же штурман отмечает её на этой палетке и смотрит на величину угла. Точность такого способа 3-5°. Такие радиомаяки работают уже до расстояния 400-600 км.
3) Этот тип радиомаяка можно назвать направленным по своему принципу работы! Он где-то в чём-то перекликается с предыдущим. Если Вы имели «щастя» почитать мини-лекции о радиолокации, то наверное знаете, что такое равносигнальная зона?! Это когда имеются два сигнала излучаемыми двумя антеннами в одном направлении рис3! Во как закручено?! Думаю (надеюсь), что такой способ для Вас будет самый понятный (без головной боли). Имеем две рамки с диаграммой направленности в виде восьмёрки. По очереди каждая рамка излучает сигнал в виде телеграфных посылок (точек и тире). Красная рамка букву А (.- короткий импульс и длинный), а синяя букву Н (-.). Если самолёт (корабль) находится на направлении I Вы слышите букву А громче чем Н. На направлении II наоборот Н слышим громче чем А. В направлении III слышим одинаково громко обе буквы (это и есть равносигнальная зона). Так как человек существо тугоухое и не очень-то различает (по громкости) громкие сигналы, то зона расширяется до заштрихованной! Ширина таких зон достигает 2-6°. Чтобы продлить жизнь штурману и сделали три шага в сторону автоматизации, а именно... Буквы стали передавать одновременно и синхронно с двух антенн!
Графики работы антенн Вы и видите на рис8. В верху, рис8 импульсы излучаемые передатчиками. Напомню, что точка, (короткий импульс) и пауза меду знаками по длительности равна одной трети тире (длинный импульс). Как видите по времени пауза между импульсами одной буквы заполняется импульсами другой! А, что мы имеем с «гуся»? При отклонении от равносигнальной зоны (на рис3 это направления I и II) штурман на фоне одной буквы слышит другую (на рис8 два нижних графика). При точном попадании в равносигнальную зону графики соединяются между собой как пазлы и в итоге на графике сплошная линия (полоса пурпурного цвета), а штурман слышит только один тон! Остаётся только рулить в этом направлении и всё!
4) Всенаправленный вариант радиомаяка. Этот вариант наиболее экзотичный. И трудный для понимания! В общем виде (очень сильно сокращённом и упрощённом) здесь применяется вращающаяся антенна с диаграммой кардиоидой рис5. Блок-схема показана на рис6, а графики работы на рис7. При приёме сигнала с вращающей антенной (и с диаграммой естественно) и предварительной обработке с выхода приёмника (Пр) получаем два сигнала. После этого каждый из них направляется по своей дороге...
Как всё это работает? Кардиоида, как Вы могли заметить имеет максимум и глубокий минимум. При вращении (по часовой стрелке) кардиоида пересекает нулевое направление (северное направление меридиана, проходящего через радиомаяк) и далее всё это проделывают все точки кардиоиды. В итоге мы видим график напряжения сигнала в северном направлении рис7а. Но такое наблюдается и на других направлениях, скажем под углом фи1 и фи2. Графики напряжений соответственно будут рис7b и рис7с. Естественно у них будет сдвиг по фазе в сравнении с первоначальным положением, что и видно. Опуская всякие премудрости, с приёмника (Пр) сигнал разделяется на тот, что идёт от северного направления, а другой проходящий с точки t1 или t2. Тот сигнал, что зависит от положения антенны радиомаяка, идёт через фильтр Ф1, а тот, что независящий через Ф2 на фазовращатель. С помощью фазовращателя, вручную фазы двух сигналов сравниваются во времени. Далее попав на дискриминатор Д, который и фиксирует этот момент, а индикатор Ин показывает момент равенства фаз. Стрелочка на шкале фазовращателе укажет на обратный радиопеленг вашего радиомаяка. Такой радиомаяк (радиомаяки) называется фазовый всенаправленный.