Радио заменило пилота, история радиоуправления

Изобретатели и инженеры, разрабатывавшие радиоуправляющие устройства, не ограничились управлением по радио кораблями. Их влекла еще более заманчивая и вместе с тем более трудная цель: подчинить радиосигналам самолет.

Самолет, совершающий полет без летчика, становится в полном смысле самолетом. Вместо пилота крылатую машину направляют радиоволны, посланные человеком издалека.

Осуществить управление самолетом по радио оказалось значительно сложнее, чем осуществить подобное управление кораблем. Изобретателям долгое время не удавалось подчинить самолет радиосигналам настолько, чтобы он мог летать самостоятельно.

Есть большая разница между движением корабля и самолета.

Можно считать, что движение надводного корабля совершается только в одной (горизонтальной) плоскости; движение самолета происходит в трех взаимно перпендикулярных плоскостях.

Поворот корабля осуществляется только вокруг одной (вертикальной) оси: вправо или влево. Самолет же поворачивается вокруг трех осей: вокруг вертикальной (поворот направо или налево), вокруг продольной (левый или правый крен) и вокруг поперечной оси (подъем или спуск).

Большое значение имеет устойчивость самолета. Порывы ветра и сильные воздушные течения стремятся нарушить ее, и летчику приходится поворачивать рули, чтобы восстановить равновесие машины.

Очевидно, прежде чем ставить телемеханическое устройство на самолет для замены пилота, нужно было изобрести автомат, который мог бы без участия летчика восстанавливать устойчивость машины и поддерживать то положение полета, которое ей задано. Такое устройство было создано - это автопилот (автоматический пилот).

Чтобы оценить прекрасные свойства автопилота, нужно вспомнить, как долго будущий летчик изучает поведение самолета и капризы воздушной стихии, прежде чем ему доверят вести машину.

Автопшют - наглядный пример силы научно-технической мысли, которая сумела создать автомат, заменяющий быстро реагирующего и натренированного в самолетовождении человека. Изобретатель этого замечательного аппарата - знаменитый русский ученый Константин Эдуардович Циолковский.

Сердце автопилота - свободный гироскоп. Большинство современных автопилотов имеют два гироскопа: один из них не дает самолету нарушить установленный курс, другой служит для поперечной и продольной стабилизации самолета.

Рис. 1. Для управления самолетом служат руль высоты, руль поворота и элероны.

Когда машина отклоняется от заданного курса, накреняется на бок, опускает или поднимает нос, положение самолета в пространстве меняется. Но так как ось гироскопа сохраняет свое положение неизменным, самолет как бы поворачивается вокруг нее.

Это вызывает перемещение специальных заслонок и перераспределение воздушных потоков в устройстве, связанном с рулевой машинкой. В результате передвигается поршень рулевой машинки, с которым соединен руль. Руль отклоняется в нужную сторону и выправляет положение самолета.

Установив определенный режим полета, летчик может перейти на автоматический полет. Он включает автопилот и оставляет рычаги управления.

Теперь рули самолета перемещаются без участия летчика. Ими командует автопилот, а летчик только наблюдает за показаниями приборов. Автопилот улавливает малейшее отклонение самолета и ведет его так же хорошо, как это может сделать самый опытный летчик.

Но вот пришло время изменить направление полета. Это летчик делает сам. Не прикасаясь к рычагам управления, он поворачивает соответствующие ручки на щитке автопилота и дает самолету новое положение в полете. После выхода машины на новый курс самолет продолжает полет в новом направлении.

Рис. 2. Автопилот управляет самолетом вместо летчика.

Автопилот особенно необходим при длительных полетах. Когда машина идет неизменным курсом, летчик включает автоматическое управление, а сам в это время отдыхает или производит навигационные расчеты.

Автопилоту передается управление самолетом при полном отсутствии видимости - при полете в облаках, в густом тумане или ночью, и он успешно выполняет эту задачу. Автопилот -это не знающий усталости помощник летчика.

В самолете, управляемом по радио, одну часть обязанностей летчика выполняет автопилот, другую часть устройство, воспринимающее сигналы радиоуправления.

Радиоуправляемое устройство предназначается для изменения режима полета. В обыкновенном самолете это выполняет летчик, когда он поворачивает ручки, расположенные, на щитке

автопилота, или перемещает рычаги управления. В радиоуправляемом самолете такое же воздействие на механизмы управления полетом можно осуществить по радио, нажимая соответствующие кнопки на пульте радиостанции и посылая радиосигналы. Эти сигналы улавливаются самолетной антенной и попадают в радиоприемник. Они включают реле и действуют на автопилот, управляющий полетом.

При первых испытаниях радиоуправляемых самолетов к ним относились с недоверием. За руль такого самолета садился летчик, готовый в любой момент взять на себя управление машиной.

Это делалось из предосторожности. Усовершенствование радиоуправления привело к тому, что пилот мог не находиться в машине, а управлять ею с земли. Так самолеты стали летать без летчиков.

Управляющая радиостанция может быть установлена в любом месте: на земле, на корабле или на другом самолете. Наблюдая за радиоуправляемой машиной, оператор-водитель нажимает на ту или иную кнопку пульта управления и посылает командные радиоимпульсы, которые достигают самолета и включают там нужные механизмы.

Вот оператор-водитель беспилотного самолета нажимает на пульте радиостанции кнопку, управляющую работой мотора, и «дает газ». Машина, стоявшая неподвижно, трогается с места и быстро набирает скорость.

Водитель нажимает вторую кнопку. Хвост самолета отрывается от земли, и машина, приняв горизонтальное положение, продолжает разбег. Водитель нажимает третью кнопку. Нос машины поднимается над горизонтом -самолет покидает землю. Теперь управление передается автопилоту.

Когда нужно, водитель посылает радиосигналы, действующие на руль высоты, и машина послушно идет вверх или опускается.

Воздействуя на элероны - подвижные крылышки для поворотов - и получив необходимый крен самолета, оператор-води-тель может послать сигнал, действующий на руль поворота, и повернуть самолет в нужную сторону.

Благодаря автопилоту машина автоматически сохраняет каждое заданное положение полета до следующего приказания, которое может изменить высоту или направление. Когда полет закончен, водитель посылает команду сбавить обороты мотора, а затем дает сигнал итти на посадку.

Иногда управление радиосамолетом разбивают на две самостоятельные части. Управление полетом ведет, например, летчик с другого самолета, а управление взлетом и посадкой - оператор, находящийся на земле. Часто взлет осуществляется при помощи особой катапульты.

Радиоуправляемые самолеты поднимаются на большие высоты и могут летать в течение многих часов. Такие самолеты уже совершали перелеты протяжением в несколько сотен кило

метров. Они столь послушны в управлении, что осуществляют самые разнообразные эволюции, пикируют и выполняют фигуры высшего пилотажа. Самолет может удалиться от управляющей радиостанции на сто и даже более километров, но не потеряет с нею связь и будет четко выполнять ее команды.

Управление самолетами по радио нашло применение в военной авиации.

В некоторых случаях радиоуправляемый самолет незаменим. Его можно послать, например, на такую операцию, которая заведомо приведет к гибели машины.

Подобно радиоуправляемым кораблям, управляемые по радио самолеты применяются как мишени.

Вот один за другим отрываются от земли два самолета и круто идут вверх. На одном из них, кроме летчика, находится оператор-водитель, другой самолет летит без летчика.

Набрав нужную высоту, летчик уводит свою машину в сторону. Он не покидает радиоуправляемый самолет и летит на некотором расстоянии от него, располагаясь так, чтобы удобней было следить за его маневрами и управлять его полетом.

Оператор-водитель сообщает на землю, что можно начать обстрел, и через несколько секунд зенитчики открывают учебную стрельбу по беспилотной машине.

Радиоуправляемый самолет делает всевозможные развороты. Он то опускается, то вдруг круто взлетает вверх, воспроизводя боевую обстановку. Кажется, что за рулем этой машины сидит опытный летчик.

Маневры самолета отличаются большой гибкостью, и подбить его нелегко. Если же машина будет все-таки сбита, она автоматически выбросит большой парашют и приземлится.

Самолет-мишень применяется и для тренировки летчиков в ведении воздушного боя.

Радиоуправляемый самолет можно отправить в разведку для фотографирования местности или для выявления системы противовоздушной обороны противника. Подчиняясь радиосигналам, он может стрелять и сбрасывать бомбы и торпеды, а в некоторых случаях сам используется как бомба.

Во второй мировой войне такие машины нагружались взрывчатыми веществами и прикреплялись к тем самолетам, которые шли под управлением летчиков. Из двух машин получалось одно целое - спаренный самолет.

Когда было нужно, радиоуправляемый самолет отделялся от главного самолета и, подчиняясь сигналам радиоуправления, направлялся на атакуемый объект.

Большую роль в развитии техники радиоуправления самолетами должно сыграть телевидение. Управляемый по радио самолет можно оборудовать двумя телевизионными установками. Одна будет передавать показания авиаприборов, другая - все то, что можно увидеть впереди и под самолетом.

Радиоуправляемая модель парохода, построенная советским школьником из Таганрога в 1936 году

В пункте управления должно находиться два телевизора. На экране одного из них оператор-водитель увидит изображение приборной доски самолета, на экране другого - изображение расстилающейся под самолетом местности.

Следя за изображениями, оператор сможет более точно вести самолет и сумеет направить его на более значительное расстояние. Так телевидение расширяет возможности радиоуправляемых самолетов, позволяя посылать их на выполнение очень ответственных и сложных заданий.

Продолжение: Мирное применение радиотелемеханики.

Источник: Ф. Честнов - "В мире радио", 1954г.